专利名称：无级变功率电感式镇流器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电感式镇流器，特别是一种无级变功率电感式镇流器。
背景技术：
镇流器对照明质量和照明能效具有重要的意义。镇流器分为电子镇流器和电感式镇流器，目前在高压气体放电灯上使用电感式镇流器的较多。在高压气体放电灯中使用的镇流器已有两种技术，早期采用的为固定电感式镇流 器，其原理如图I所示，其就是等效于一个固定值的电感器，应用于高压气体灯的电路中的等效电路如图2所示；这种镇流器的电感量不可调，因此对于高压气体放电灯的亮度和功率不可调，不能满足现代社会要求的低碳、节能、环保的要求，同时还存在过功率运行现象，会使高压气体放电灯的灯管的使用寿命缩短，并且各灯的运行特性不一致，运行维护工作量和成本较高。随着节能减排意识的深入，后期推出了预置式变功率电感式镇流器。总所周知，电磁线圈的电感量L= (W2i!S)/S，其中W为线圈的匝数，ii为铁芯的导磁系数，s为铁芯的截面积，S为磁路的气隙长度。也是目前在高压放电灯领域广泛使用的电感式镇流器，预置式变功率电感式镇流器的等效原理如图3所示，其等效于一个变匝电感器，应用于高压气体灯的电路中的等效电路如图4所示。其存在以下缺点(I)其原理是通过改变电感线圈的匝数来实现的，由电磁线圈的电感量公式可知，电感线圈的匝数与电感量的关系是平方关系，因此它是非线性的，也是有级的。(2)其控制方法是通过定时器定时切换电感线圈抽头，控制方式是开环的，切换瞬间存在瞬间断电和拉弧现象。(3)采用预置式变功率电感式镇流器组成的高压放电灯电路，属于分级工作的，在基本断工作时与基本镇流器(固定电感式镇流器)相同，外接高压会使高压气体放电灯发生过功率运行现象，对延长灯管使用寿命没有作用。(4)预感式变功率电感式镇流器的高压气体放电灯电路的基本断无节能功能，也会随外界电压的升高使路灯功率升高，节电效率下降，其节电效率不会高过20%。(5)其基本段等同于固定电感式镇流器，这一段造成离散型熄灯现象没有得到改变，仍要零零星星换灯管，运行维护成本较高。
实用新型内容本实用新型的发明目的在于针对上述存在的问题，提供一种无级变功率电感式镇流器。本实用新型采用的技术方案是这样的一种无级变功率电感式镇流器，该无级变功率电感式镇流器设置于负载与电源之间，所述无级变功率电感式镇流器包括恒功率控制装置，用于采集负载功率，并将负载功率与设定功率相比较，并根据比较结果输出控制信号以驱动正反转电机的正转及正转圈数或反转及反转圈数；无级变电感器，包括定铁芯和动铁芯，动铁芯通过丝杆的正反转调整动铁芯对应于定铁芯的移入量以改变输出给负载的电感量而控制负载功率；正反转电机，正反转电机的电源输入端与恒功率控制装置的输出端电连接，正反转电机的销轴与丝杆固定连接。[0013]上述恒功率控制装置包括功率/频率转换器，用于采集负载功率，并将负载功率转换为脉冲输出给微控制器；微控制器，其信号输入端与功率/频率转换器的脉冲输出端电连接，信号输出端与功率放大器的功率输入端电连接；用于判断负载功率与设定功率的差值输出正转及正转圈数控制信号或反转及反转圈数控制信号；功率放大器，其信号输入端与微控制器的功率输出端电连接，功率输出端与正反转电机的电源输入端连接链。具体的，上述微控制器为一单片机。综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是I、本实用新型采用改变铁芯的面积来实现，它是线性的、无级的。2、本实用新型的变电感控制方法通过闭环法，通过预设值与采集的实际值的差值来无级改变铁芯的面积，无瞬间断电和拉弧的现象。3、本实用新型的无级变功率电感式镇流器实时检测实际功率，不断调整电感量，始终保证灯管不发生过功率现象，能有效延长灯管使用寿命。4、本实用新型的无级变功率电感式镇流器组成的高压放电灯电路，当实际功率超过人为设定功率都会自动降低负载功率，节电效率较佳，节电效率不小于28%。5、本实用新型的无级变功率电感式镇流器组成的高压放电灯电路，可以保证各灯运行特性一致，即使因制造离散，也会因有电感的调节作用使老化的灯通过减小电感量来增加工作电流而延长其使用寿命，从而做到一次性更换灯管，降低使用维护成本。
图I是现有技术中固定电感式镇流器的等效电路图。图2是由固定电感式镇流器组成的高压放电灯电路的等效电路图。图3是现有技术中预置式变功率电感式镇流器的等效电路图。图4是由预置式变功率电感式镇流器组成的高压放电灯电路的等效电路图。图5是本实用新型由无级变功率电感式镇流器组成的高压放电灯电路的原理图。图中标记I为负载，2为无级变电感器，21为定铁芯，22为动铁芯，23为丝杆，3为正反转电机，31为销轴，4为功率/频率转换器，5为微控制器，6为功率放大器。
具体实施方式
以下结合附图，对本实用新型作详细的说明。为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，
以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。如图5所示，是本实用新型一种无级变功率镇流器组成的高压放电灯电路的原理框图。一种无级变功率电感式镇流器，该无级变功率电感式镇流器设置于高压放电灯(负载)I与电源(或称为市电电网)之间，所述无级变功率电感式镇流器主要由恒功率控制装置、无级变电感器2和正反转电机3组成。恒功率控制装置，用于采集负载功率，并将负载功率与设定功率相比较，并根据比较结果输出控制信号以驱动正反转电机3的正转及正转圈数或反转及反转圈数；功率/频率转换器(P/F) 4，用于采集负载功率，并将负载功率转换为脉冲输出给微控制器(MCU) 5 ；微控制器(MCU)5，其信号输入端与功率/频率转换器(P/F)4的脉冲输出端电连接，信号输出端与功率放大器(功放)6的功率输入端电连接；用于判断负载功率与设定功率的差值输出正转及正转圈数控制信号或反转及反转圈数控制信号；功率放大器(功放)6，其信号输入端与微控制器(MCU)5的功率输出端电连接，功率输出端与正反转电机3的电源输入端连接链。所述微控制器(MCU) 5为一单片机，在本实用新型中采用ATMEGA64L-8AI单片机。无级变电感器2，包括定铁芯21和动铁芯22，动铁芯22通过丝杆23的正反转调整动铁芯22对应于定铁芯21的移入量以改变输出给负载的电感量而控制负载功率。正反转电机3，正反转电机的电源输入端与恒功率控制装置的输出端电连接，正反转电机的销轴31与丝杆23固定连接。在本实用新型中，功率/频率转换器(P/F) 4具有采集负载功率的功能，功率/频率转换器(P/F) 4利用运行内部程序，将采集到得负载功率值转换为相应频率的脉冲，并将该脉冲送至微控制器(MCU) 5 ;在微控制器(MCU) 5中预设有代表预设功率的预设脉冲频率，将接收到功率/频率转换器(P/F)4发送脉冲频率与预设脉冲频率的差值，并将该差值通过微控制器(MCU) 5内程序转换为控制转动的控制信号，例如控制电机的正转及正转圈数或反转及反转的圈数。由于微控制器的驱动能力一般都有限，不能直接驱动电机的工作，因此在微控制器(MCU)5的控制信号输出端与正反转电机3的电源输入端设置一功率放大器(功放)6，将控制信号放大至能驱动电机3工作所需要的功率信号。正反转电机3的销轴31与丝杆23固定连接，在微控制器(MCU) 5的控制下电机正转或反转，以使丝杆23传动动铁芯22的移动，以改变铁芯的截面积而改变电感量，进而改变输出至负载的功率。本实用新型中，实时采集的负载功率值与预设功率值间得差值所对应的正反及正转圈数或反转与反转圈数，是通过程序化写在微控制器(MCU)5中得。本实用新型可以实时监控负载功率的变化，并根据变化通过该正反转电机传动动铁芯进而使负载功率等于预设功率。本实用新型的镇流器的原理是线性的改变铁芯的截面积，因此本实用新型是无级的。以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种无级变功率电感式镇流器，该无级变功率电感式镇流器设置于负载与电源之间，其特征在于，所述无级变功率电感式镇流器包括 恒功率控制装置，用于采集负载功率，并将负载功率与设定功率相比较，并根据比较结果输出控制信号以驱动正反转电机(3)的正转及正转圈数或反转及反转圈数； 无级变电感器(2 )，包括定铁芯(21)和动铁芯(22 )，动铁芯(22 )通过丝杆(23 )的正反转调整动铁芯(22)对应于定铁芯(21)的移入量以改变输出给负载的电感量而控制负载功率； 正反转电机(3)，正反转电机的电源输入端与恒功率控制装置的输出端电连接，正反转电机的销轴(31)与丝杆(23)固定连接。
2.根据权利要求I所述的无级变功率电感式镇流器，其特征在于，所述恒功率控制装置包括 功率/频率转换器(4)，用于采集负载功率，并将负载功率转换为脉冲输出给微控制器(5)； 微控制器(5)，其信号输入端与功率/频率转换器(4)的脉冲输出端电连接，信号输出端与功率放大器(6)的功率输入端电连接；用于判断负载功率与设定功率的差值输出正转及正转圈数控制信号或反转及反转圈数控制信号； 功率放大器(6)，其信号输入端与微控制器(5)的功率输出端电连接，功率输出端与正反转电机(3)的电源输入端连接链。
3.根据权利要求2所述的无级变功率电感式镇流器，其特征在于，所述微控制器(5)为一单片机。
专利摘要本实用新型公开了一种无级变功率电感式镇流器，该无级变功率电感式镇流器设置于负载与电源之间，所述无级变功率电感式镇流器包括恒功率控制装置，用于采集负载功率，并将负载功率与设定功率相比较，并根据比较结果输出控制信号以驱动正反转电机的正转及正转圈数或反转及反转圈数；无级变电感器，包括定铁芯和动铁芯，动铁芯通过丝杆的正反转调整动铁芯对应于定铁芯的移入量以改变输出给负载的电感量而控制负载功率；正反转电机，正反转电机的电源输入端与恒功率控制装置的输出端电连接，正反转电机的销轴(3与丝杆固定连接。本实用新型是线性的、无级的；无瞬间断电和拉弧的现象；具有提高灯管寿命，提高节电效率，维护成本低的优点。
文档编号H05B41/36GK202374550SQ20112053483
公开日2012年8月8日 申请日期2011年12月20日 优先权日2011年12月20日
发明者张建平, 王新民 申请人:无锡市爱诺泰能源科技有限公司