专利名称：高压钠灯节能控制器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种高压钠灯节能控制器，即一种智能化多功能的高压钠灯电子镇流器，用于替代传统的电感镇流器及其附带的触发器和补偿电容。
背景技术：
高压钠灯属于高压气体放电灯。电弧管采用半透明的多晶氧化铝陶瓷管，它不仅能承受更高的工作温度，而且能抵抗高温钠腐蚀；电弧管中充入氩气或氙气作为启动气体， 还要充入汞以提高灯的电场强度，减少热导损失，提高灯的光效。这种结构使高压钠灯的光效高达每瓦120流明，寿命长达2万小时。基于高压钠灯具有光效高、寿命长的优点，它被广泛地应用于道路、广场、码头、厂矿等场合的照明，尤其是道路照明90%以上都采用了高压钠灯。但是高压钠灯不能单独使用，必须通过镇流器才可以点亮并维持光线的稳定性与连续性。镇流器通常有电子镇流器和电感镇流器两种。在节能降耗方面，电子镇流器要优越得多，也必将取代电感镇流器。电感镇流器虽然具有可靠性高的优点，但是缺点更多其一，功率因数低，线路损耗大；其二，必须使用触发器才能使灯启动，且启动时不断闪烁影响灯的寿命；其三，没有恒功率输出功能，灯的功率随电网电压的变化而大幅度变化，一般情况下电网电压每上升10%，总功率将上升20%，能耗巨大且影响灯的使用寿命；其四，没有延时调光功能，在道路照明的情况下，下半夜因为电网电压往往偏高，使灯的亮度更亮，而此时的路况却不需要这么高的亮度，白白地浪费了大量电能，还带来了光污染，与节能环保事业背道而驰；其五，电感镇流器制作时需要消耗大量贵重的铜材，不利于贵重资源的合理利用。
发明内容本实用新型的目的是提供一种克服现有高压钠灯镇流器的不足的高压钠灯节能控制器，除了具有一般电子镇流器的功能外，还具有智能化频率步进恒功率输出功能和智能化多级可调延时调光功能，使高压钠灯在工作时更加节能、使用寿命更长。为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是—种高压钠灯节能控制器，包括构成主回路的以下部分整流有源滤波电路，其输入端与供电电源相连接，用于将所述的供电电源的交流电源转换为稳定的直流电源；逆变驱动电路，其一个输入端与所述的整流有源滤波电路的一个输出端相连接， 用于输出高频驱动信号；逆变电路，其输入端与所述的逆变驱动电路的输出端相连接，其输出端与高压钠灯相连接，用于在所述的高频驱动信号的驱动下将所述的直流电源转换为高频高压交流电；所述的高压钠灯节能控制器还包括[0012]智能化多级可调延时调光电路，其输入端与所述的整流有源滤波电路的一个输出端相连接，其输出端与所述的逆变驱动电路的一个输入端相连接，用于产生不同延时时间下的调光信号；智能化频率步进恒功率调整电路，其输入与所述的逆变电路的一个输出端相连接，其输出端与所述的逆变驱动电路的一个输入端相连接，用于以一定的步进时间间隔调整高压钠灯的功率，使高压钠灯的功率恒定不变。优选的，其还包括智能化异常保护电路，其输入端与所述的高压钠灯相连接，其输出端与所述的逆变驱动电路相连接，用于产生异常情况信号。优选的，所述的主回路还包括电源输入保护电路，其输入端与所述的供电电源相连接；抗电磁干扰电路，其输入端与所述的电源输入保护电路的输出端相连接，其输出端与所述的整流有源滤波电路相连接，用于滤除电磁干扰信号。优选的，所述的智能化多级可调延时调光电路包括一位或多位拨码开关、与所述的拨码开关相连接的第一集成电路；所述的第一集成电路的一个输出端为所述的智能化多级可调延时调光电路的输出端。优选的，所述的智能化频率步进恒功率调整电路包括采样电路、与所述的采样电路相连接的放大电路、与所述的放大电路相连接的比较电路；所述的采样电路的输入端为所述的智能化频率步进恒功率调整电路的输入端，所述的比较电路的输出端为所述的智能化频率步进恒功率调整电路的输出端。进一步优选的，所述的采样电路包括采样电阻。进一步优选的，所述的放大电路包括第二集成电路、与所述的第二集成电路相连接的第一电阻、与所述的第二集成电路相连接的第二电阻、与所述的第二集成电路相连接的第一电容。进一步优选的，所述的比较电路包括预设有设定值的第一集成电路、连接所述的放大电路与所述的第一集成电路的第三电阻；所述的第一集成电路的一个输出端为所述的比较电路的输出端。由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点1、由于本实用新型具有智能化频率步进恒功率调整电路，可以以一定的步进时间间隔来对高压钠灯的功率进行调整，使高压钠灯的功率保持相对稳定并避免出现声共振， 解决了传统电感镇流器因电网电压不稳而使高压钠灯的照度出现大幅度波动的难题；2、由于本实用新型具有智能化多级可调延时调光电路，实现了对高压钠灯进行多级可调延时调光的目的，可以根据不同的情况设定正常照明时间，可以节约大量电能，更加环保；3、采用该高压钠灯节能控制器的高压钠灯光线稳定无闪烁，在节能方面优点突
附图1为本实用新型的高压钠灯节能控制器的原理方框图。附图2为本实用新型的高压钠灯节能控制器的优选实施方式的电路图。[0029]以上附图中100、电源输入保护电路；200、抗电磁干扰电路；300、整流有源滤波电路；400、逆变驱动电路；500、逆变电路；600、高压钠灯；700、智能化多级可调延时调光电路；800、智能化频率步进恒功率调整电路；900、智能化异常保护电路。
具体实施方式
以下结合附图所示的实施例对本实用新型作进一步描述。实施例一参见附图1所示。一种高压钠灯600节能控制器，包括构成主回路的电源输入保护电路100、抗电磁干扰电路200、整流有源滤波电路300、逆变驱动电路400、逆变电路500，还包括智能化多级可调延时调光电路700、智能化频率步进恒功率调整电路800、智能化异常保护电路900。电源输入保护电路100的输入端与供电电源相连接。抗电磁干扰电路200的输入端与电源输入保护电路100的输出端相连接，输出端与整流有源滤波电路300相连接。其用于滤除电磁干扰信号，一方面阻止来自交流市电的干扰信号干扰本节能控制器，另一方面阻止本节能控制器产生的干扰信号干扰交流市电。整流有源滤波电路300的输入端与供电电源相连接，用于将经过抗电磁干扰电路 200处理的交流电源转换为稳定的直流电源。通常整流电路采用桥式整流，而有源滤波电路采用专用集成电路，使输入电流的电磁谐波含量降至最低，减少对电网的影响。逆变驱动电路400的一个输入端与整流有源滤波电路300的一个输出端相连接， 用于输出高频驱动信号，该驱动信号为震荡方波驱动信号。逆变电路500的输入端与逆变驱动电路400的输出端相连接，输出端与高压钠灯 600相连接，用于在高频驱动信号的驱动下将直流电源转换为高频高压交流电，从而点亮高压钠灯600，并维持高压钠灯600处于稳定的照明状态。智能化多级可调延时调光电路700的输入端与整流有源滤波电路300的一个输出端相连接，输出端与逆变驱动电路400的一个输入端相连接，用于产生不同延时时间下的调光信号，可以通过预先设定延时时间来控制高压钠灯600。在设定的延时时间内，高压钠灯600正常照明，运行完设定的延时时间后，智能化多级可调延时调光电路700产生的调光信号使逆变驱动电路400的高频驱动信号的频率产生变化，从而使高压钠灯600处于偏暗的照明状态，即欠功率照明状态。这样，可以有效的节约能源，减少光污染。智能化频率步进恒功率调整电路800的输入端与逆变电路500的一个输出端相连接，输出端与逆变驱动电路400的一个输入端相连接，用于控制高压钠灯600的功率恒定不变。其可以以一定的步进时间间隔来对高压钠灯600的功率进行调整，使高压钠灯600的功率维持稳定。上述步进时间间隔需大于0. 1秒，既可以确保功率的相对稳定，又可以避免因步进时间间隔太短而使高压钠灯600的光线不稳定(即闪烁)。对于传统电感镇流器来说，由于在电网电压偏低时(一般在用电高峰时，如上半夜)，高压钠灯600的照度将大幅下降而影响照明，在电网电压偏高时(一般在用电低谷时，如后半夜)，高压钠灯600的照度将大幅度提高，浪费了大量能源，并带来了光污染，缩短高压钠灯600的使用寿命。而上述智能化频率步进恒功率调整电路800可以调整高压钠灯600的功率，使其照明稳定，避免上述问题。智能化异常保护电路900的输入端与高压钠灯600相连接，输出端与逆变驱动电路400相连接。当其检测到高压钠灯600的工作状态出现异常时，产生异常情况信号传递给逆变驱动电路400，使其停止工作，有效的保护本节能控制器。参见附图2所示。电源输入保护电路100主要由保险电阻Fl和压敏电阻Rl组成。保险电阻Fl的作用是当电路发生故障时能够快速熔断以保护电路不被烧坏，压敏电阻Rl的作用是吸收来自电网的高压脉冲。抗电磁干扰电路200主要由电容Cl、共模电感Tl、电容C2、共模电感T2、电容C3、 电容C4、电容C5、差模电感Li、电容C6组成，可以有效地阻止高频电磁干扰。整流有源滤波电路300的整流电路部分由D1、D2、D3、D4组成桥式整流，有源滤波电路部分主要由电容C7、电容C8、电容C9、电容C10、电容C11、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、 二极管D6、二极管D7、二极管D8、场效应管Q1、变压器T3、专用集成电路ICl共同组成升压有源滤波电路，可以获得稳定的直流电压V0。逆变驱动电路400主要由脉冲变压器T4、专用集成电路IC2、二极管D9、二极管 D10、电阻R16、电阻R17、电阻R24组成。逆变电路500是一种半桥逆变电路，主要由场效应管Q2、场效应管Q3、电容C13、电容C14、电容C15、电容C16、电容C17、电感L3共同组成。智能化异常保护电路900主要由电阻R19、电阻R20、电阻R21、电容C18、二极管 D11、第二集成电路IC4、第一集成电路IC5组成。上述各电路是较为常见的电路。下面详细介绍本实施例中智能化多级可调延时调光电路700和智能化频率步进恒功率调整电路800的电路组成及其工作原理。智能化多级可调延时调光电路700主要包括一位或多位拨码开关和与拨码开关相连接的第一集成电路IC5 (包括其外围元件电阻R36、电阻R37、电阻R38、电阻R39、电阻R40、电阻R41、电容C35、电容C37、二极管D14、石英振荡器ZTT)，还包括电阻R42、电阻 R43、电阻R44、电阻R45、电阻R46、电阻R47。本实施例以6位拨码开关Si、S2、S3、S4、S5、 S6为例，拨码开关Si、S2、S3、S4、S5、S6对应不同的延时时间(时间的长短由第一集成电路 IC5的程序软件设定)，可以根据情况需要选定其中一位开关并使其开通，其余开关全部关闭，这样在工作的时候，一开始高压钠灯600将处于正常的额定功率照明的状态，并一直运行至选定的延时时间后，其产生的调光信号使逆变驱动电路400的高频驱动信号的频率产生变化，因而自动将高压钠灯600调节为欠功率(功率的大小由第一集成电路IC5的程序软件设定)照明的状态，直至切断输入电源。智能化频率步进恒功率调整电路800包括采样电路、与采样电路相连接的放大电路、与放大电路相连接的比较电路。采样电路的输入端为智能化频率步进恒功率调整电路 800的输入端，比较电路的输出端为智能化频率步进恒功率调整电路800的输出端。 采样电路主要包括采样电阻R18。放大电路主要包括第二集成电路IC4、与第二集成电路IC4相连接的第一电阻R28、与第二集成电路IC4相连接的第二电阻R29、与第二集成电路IC4相连接的第一电容以8。比较电路包括预设有设定值V2的第一集成电路IC5(包括其外围元件电阻R36、电阻R37、电阻R38、电阻R39、电阻R40、电阻R41、电容C35、电容 C37、二极管D14、石英振荡器ZTT)、连接放大电路与第一集成电路IC5的第三电阻R27。第一集成电路IC5的一个输出端为比较电路的输出端。智能化频率步进恒功率调整电路800还包括电容C12、电容C29、电容C34、电容C38、电感L2。在工作的时候，通过采样电阻R18获取主回路的电流信号，再经过电容C12、电感 L2、电容C38、电容以9滤波后输入至第二集成电路IC4进行放大。第二集成电路IC4的输出信号Vl经电阻R27输入至第一集成电路IC5的输入端7脚，与第一集成电路IC5的程序中的设定值V2进行比较，比较后第一集成电路IC5的程序会自动调整输出端8脚的方波信号V3的频率。V3的频率越高，主回路的电流越小，Vl越小；V3的频率越低，主回路的电流越大，Vl也越大，一直调整至V1=V2为止，此时主回路的电流就稳定了。由于主回路的电压 VO是由整流有源滤波电路300输出的，这个电压是一个恒定不变的直流电压，而功率等于电压与电流的乘积，既然电压是恒定的，只要使电流恒定不变，功率自然就恒定不变了。所以此时高压钠灯600的功率也就稳定了。频率的调整是一步一步缓慢调整的，每一次频率调整的间隔时间，即智能化频率步进恒功率调整电路800的步进时间间隔大于0. 1秒。如果步进间隔时间太短，会使高压钠灯600的光线出现闪烁，严重影响照明效果。上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。 凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种高压钠灯节能控制器，包括构成主回路的以下部分整流有源滤波电路(300)，其输入端与供电电源相连接，用于将所述的供电电源的交流电源转换为稳定的直流电源；逆变驱动电路(400)，其一个输入端与所述的整流有源滤波电路(300)的一个输出端相连接，用于输出高频驱动信号；逆变电路(500)，其输入端与所述的逆变驱动电路(400)的输出端相连接，其输出端与高压钠灯(600)相连接，用于在所述的高频驱动信号的驱动下将所述的直流电源转换为高频高压交流电；其特征在于所述的高压钠灯节能控制器还包括智能化多级可调延时调光电路(700)，其输入端与所述的整流有源滤波电路(300)的一个输出端相连接，其输出端与所述的逆变驱动电路(400)的一个输入端相连接，用于产生不同延时时间下的调光信号；智能化频率步进恒功率调整电路(800)，其输入与所述的逆变电路(500)的一个输出端相连接，其输出端与所述的逆变驱动电路(400)的一个输入端相连接，用于以一定的步进时间间隔调整所述的高压钠灯(600)的功率，使所述的高压钠灯(600)的功率恒定不变。
2.根据权利要求1所述的高压钠灯节能控制器，其特征在于其还包括智能化异常保护电路(900)，其输入端与所述的高压钠灯(600)相连接，其输出端与所述的逆变驱动电路 (400 )相连接，用于产生异常情况信号。
3.根据权利要求1所述的高压钠灯节能控制器，其特征在于所述的主回路还包括电源输入保护电路(100)，其输入端与所述的供电电源相连接；抗电磁干扰电路(200)，其输入端与所述的电源输入保护电路(100)的输出端相连接， 其输出端与所述的整流有源滤波电路(300)相连接，用于滤除电磁干扰信号。
4.根据权利要求1所述的高压钠灯节能控制器，其特征在于所述的智能化多级可调延时调光电路(700)包括一位或多位拨码开关、与所述的拨码开关相连接的第一集成电路 (IC5)；所述的第一集成电路(IC5)的一个输出端为所述的智能化多级可调延时调光电路 (700)的输出端。
5.根据权利要求1所述的高压钠灯节能控制器，其特征在于所述的智能化频率步进恒功率调整电路(800)包括采样电路、与所述的采样电路相连接的放大电路、与所述的放大电路相连接的比较电路；所述的采样电路的输入端为所述的智能化频率步进恒功率调整电路(800)的输入端，所述的比较电路的输出端为所述的智能化频率步进恒功率调整电路 (800)的输出端。
6.根据权利要求5所述的高压钠灯节能控制器，其特征在于所述的采样电路包括采样电阻(R18)。
7.根据权利要求5所述的高压钠灯节能控制器，其特征在于所述的放大电路包括第二集成电路(IC4)、与所述的第二集成电路相连接的第一电阻(似8)、与所述的第二集成电路(IC4)相连接的第二电阻(似9)、与所述的第二集成电路(IC4)相连接的第一电容(以8)。
8.根据权利要求5所述的高压钠灯节能控制器，其特征在于所述的比较电路包括预设有设定值(V2)的第一集成电路(IC5)、连接所述的放大电路与所述的第一集成电路(IC5)的第三电阻(R27)；所述的第一集成电路(IC5)的一个输出端为所述的比较电路的输出端。
专利摘要本实用新型涉及一种高压钠灯节能控制器，是一种智能化多功能的高压钠灯电子镇流器，其包括构成主回路的整流有源滤波电路、逆变驱动电路、逆变电路，还包括智能化多级可调延时调光电路、智能化频率步进恒功率调整电路。智能化频率步进恒功率调整电路可以以一定的步进时间间隔来对高压钠灯的功率进行调整，使高压钠灯的功率保持相对稳定并避免出现声共振，解决了传统电感镇流器因电网电压不稳而使高压钠灯的照度出现大幅度波动的难题；智能化多级可调延时调光电路，实现了对高压钠灯进行多级可调延时调光的目的，可以根据不同的情况设定正常照明时间，可以节约大量电能，更加环保。采用该高压钠灯节能控制器的高压钠灯光线稳定无闪烁，在节能方面优点突出。
文档编号H05B41/38GK202143283SQ20112023358
公开日2012年2月8日 申请日期2011年7月5日 优先权日2011年7月5日
发明者林建华 申请人:林建华