CN101730368B - 高压放电灯的节电装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种小型且廉价的高压放电灯的节电装置，可以将水银灯、钠灯等高压放电灯的照度保持恒定地进行节电。用电压测定电路测定来自交流电源的输入电压，通过设定电路设定输出到高压放电灯的目标功率。在存储电路中预先存储用于使根据输入电压预测的功率下降到目标功率的波形处理数据，控制电路从存储电路读出与输入电压的测定值对应的波形处理数据，控制功率调整用的TRIAC的导通时序。在迂回环绕TRIAC的旁通电路上设置继电器，导通检测电路检测出放电灯的非导通时，通过继电关闭旁通电路，向放电灯供给电源电压，防止熄灯。
Description
技术领域
本发明涉及一种在水银灯、钠灯等高压放电灯中用于使照度保持一定而节减消耗功率的节电装置。
背景技术
以往公知一种利用功率调整元件进行高压放电灯的节电的装置。例如，图5所示的节电装置51包括；三端双向可控硅开关(TRIAC)53，用于切断从交流电源52输入的电压的波形；设定电路55，用于设定高压放电灯的节电率；功率测定电路56，用于测定放电灯54的实际消耗功率；和控制电路57，用于反馈控制TRIAC 53，以使测定值为满足节电率的值。如图6所示，上述节电装置51构成为能够总是以一定的节电率节减放电灯54的消耗功率。在图6中，影线部表示通过现有的恒定率节电方式节电的电量。
此外，以往公知有利用变压器进行照明负载的节电的装置。例如在专利文献1中公开了如下节电装置：在变压器的初级侧通过逆变器对来自交流电源的输入电压降压，来节减照明负载的消耗功率。在专利文献2中公开了如下节电装置：在变压器的初级侧设置调整输入电压的斩波电路，从变压器的次级侧向照明负载提供稳定的波形的电压。
专利文献1：JP特开2002-176774号公报
专利文献2：JP特开2002-10645号公报
然而，现有的节电装置51由于总是以恒定的节电率节减高压放电灯54的消耗功率，因此如果输入电压变动，输出电压也会以相同的比率变动。因此存在以下问题：放电灯54的照度变得不稳定，容易产生闪烁，寿命也变短。此外，输入电压急剧下降时，输出电压进一步下降，会导致放电灯54熄灭。另外，由于通过反馈控制驱动TRIAC 53，因此存在容易产生响应延迟的问题。
此外，TRIAC 53与交流电源52串联连接，因此当因雷电冲击等产生故障时，电路会成为开路状态，放电灯54熄灭。特别是，如果设置在高处的放电灯熄灭，则很难进行更换灯泡等维护。专利文献1、2的现有装置由于在变压器的初级侧具有逆变器、斩波电路，因此照明负载的点灯状态稳定，但因电路复杂而大型化，制造成本高，所以不适于在一个放电灯中设置一台节电装置的用途。
发明内容
因此，本发明的主要目的在于提供一种小型且廉价的节电装置，可以将高压放电灯的照度保持恒定地进行节电。此外本发明的其他目的在于提供一种容易维护的节电装置，即使在功率调整元件等产生故障时也可以使高压放电灯持续点灯。
为了解决上述问题，本发明的节电装置，利用功率调整元件节减高压放电灯的消耗功率，其特征在于，包括：电压测定电路，测定来自交流电源的输入电压；设定电路，设定向高压放电灯输出的目标功率；存储电路，预先存储用于使根据输入电压预测的功率下降到目标功率的控制量；和控制电路，从存储电路读出与输入电压的测定值对应的控制量，控制功率调整元件。
此外，本发明的节电装置，除了上述构成以外，其特征在于，包括：旁通电路，迂回环绕上述功率调整元件；继电器，用于开闭旁通电路；和导通检测电路，检测高压放电灯的导通状态，导通检测电路检测出高压放电灯的非导通时，上述控制电路驱动继电器，关闭旁通电路。
根据本发明的节电装置，设定目标功率，并控制功率调整元件以使根据输入电压预测的功率下降到目标功率，因此即使在输入电压变动的情况下，也可以向放电灯输出恒定的功率。因此，具有将高压放电灯的照度保持恒定、不会产生闪烁及熄灯、可以节减消耗功率的效果。并且，功率调整元件的控制量被预先存储到存储电路中，因此还具有可以简化控制电路的构成、提高响应性、小型且廉价地制作装置主体的优点。
此外，导通检测电路检测出高压放电灯的非导通时，电源电压经由旁通电路供给到高压放电灯，因此具有在功率调整元件等产生故障时可以确保故障保险、使放电灯持续点灯、容易维护的效果。
附图说明
图1是表示本发明的一个实施例的节电装置的框图。
图2是表示节电装置的动作的流程图。
图3是表示TRIAC的动作的电压波形图。
图4是表示本发明的恒定输出节电方式的功率特性图。
图5是表示现有的节电装置的框图。
图6是表示现有的恒定率节电方式的功率特性图。
具体实施方式
以下参照附图说明本发明的实施方式。图1是功能性地表示节电装置的构成的框图，图2是表示节电装置的动作的流程图。图3是表示作为功率调整元件的TRIAC的动作的电压波形图，图4是示例了恒定输出节电方式下的节电结果的功率特性图。
(实施例)
如图1所示，该实施例的节电装置11包括设置在水银灯或钠灯等高压放电灯12附近(例如配电盘内部)的壳体13。在该壳体13的外表面上配置有与交流电源13连接的两个输入端子15、和与放电灯12连接的两个输出端子16。一个输出端子16经由稳定器17与放电灯12连接。
在壳体13中内装电路基板(省略图示)，在电路基板上的主电路20中设置用于调整从交流电源14输入的电压的波形的TRIAC 21，并且以迂回环绕TRIAC 21的方式连接有旁通电路22。此外在电路基板上配置有：用于测定来自交流电源14的输入电压的电压测定电路23；用于设定输出到高压放电灯12的目标功率的设定电路24；用于预先存储TRIAC 21的控制量的存储电路25；用于以从存储电路25读出的控制量来控制TRIAC 21的控制电路26；和用于检测放电灯12的导通状态的导通检测电路27。
在旁通电路22上设置有用于开闭该电路22的b接点型的继电器28。在设定电路24上设置有用于以相对于额定功率的比率(例如60～100％)设定目标功率的转盘29。在存储电路25中作为TRIAC 21的控制量，以一览表的形式存储有用于使根据输入电压预测的功率下降到目标功率的波形处理数据。并且，控制电路26构成为，从存储电路25读出与从电压测定电路23输入的测定值对应的波形处理数据，控制TRIAC 21的导通时序。
在上述构成的节电装置11中，接下来说明高压放电灯12的节电方法。在图2所示的流程图中，首先在节电装置11的输入端子15接通电源后，控制电路26启动，进行用于准备节电控制的启动处理(S 1)。在启动处理中，使继电器28励磁，打开旁通电路22，向TRIAC 21输出启动信号，关闭主电路20，向放电灯12供给电源电压。并且，直到放电灯12成为完全点灯状态为止，等待数分钟(S2)。
接着，控制电路26从设定电路24读出通过转盘29设定的目标功率(S3)，从电压测定电路23输入当前的输入电压(S4)。然后，从存储电路25提取与输入电压的测定值对应的波形处理数据，向TRIAC21输出时序信号(S5)。并且如图3所示例，以指定的时序使TRIAC21导通，每半个周期切断输入电压波形的一部分(用阴影表示的部分)，使电压回落到0V，节减与切断宽度W对应的量的电力(S6)。
其后，控制电路26根据从导通检测电路27输入的信号，确认放电灯12的导通状态(S7)。能够确认导通时，恢复为输入电压测定处理，使波形处理继续(S4～S6)。无法确认导通时，判断为因TRIAC 21的故障使得主电路20为打开的状态，使继电器28消磁，关闭旁通电路22，向放电灯12供给电源电压。由于继电器28使用b接点型，因此除了TRIAC 21故障之外，在因包含熔丝(省略图示)熔断的电路部件的破损而使控制电路26陷于不能动作的情况下，也可以切实地关闭旁通电路22。
根据该实施例的节电装置11，可以期待以下作用效果。
(a)设定目标功率，控制TRIAC 21以使根据输入电压预测的功率下降到目标功率，因此如图4所示，不会受到输入电压的变动产生的影响，可以总是向高压放电灯12输入恒定的功率(目标功率)。
(b)因此，可以使放电灯12的照度保持恒定，能够在没有闪烁及熄灯的状态下节减消耗功率。
(c)此外，输入电压的变动得到抑制，向放电灯12供给恒定的功率，因此放电灯12的寿命变长。
(d)总是测定输入电压并控制TRIAC 21，因此即使在产生了急剧的电压下降时，也能够以稳定的状态使放电灯12点灯。
(e)通过操作设定电路24的转盘29，可以阶梯地改变目标功率，因此可以进行与放电灯12的设备环境对应的高效的节电。
(f)例如在傍晚时功率需求不高的设备环境下，不必要地提供高的电源电压，但通过使从交流电源14输入的功率下降到目标功率，可以有效地节减放电灯12的消耗功率。
(g)此外如图4所示，在输入电压超过电源电压(交流额定电压)的范围内容易变动的设备环境下，即使目标功率被设定为额定功率的100％，也可以切断剩余功率，提高节电效果。
(h)由于TRIAC 21的波形处理数据被预先存储到存储电路25中，因此可以简化电压测定电路23及控制电路26的构成，此外也可以使用简单的控制程序来提高响应性。
(i)因此，可以小型、廉价且高功能地制作节电装置，例如在一个放电灯12中设置一台节电装置11的照明设备中，可以进行经济的节电。
(j)导通检测电路27检测出放电灯12的非导通时，继电器28打开旁通电路22，向放电灯12供给电源电压，因此在TRIAC 21等产生故障时，可以确保故障保险，使放电灯12持续点灯。
(k)因此特别是在设置于道路、工厂等的高处的放电灯12中，可以减少灯泡更换等的次数，容易地进行照明设备的维护。
另外，本发明不限于上述实施例，例如构成为使节电装置11具有通信功能，使用无线遥控器、个人计算机等远程操作设备，设定设置在高处的放电灯12的ON/OFF，可以远程操作目标电压的设定等，在不脱离本发明的主旨的范围内，可以适当地变更各部的构成并实施。
Claims (2)
1.一种节电装置，具有交流电源一侧的两个输入端子、在高压放电灯一侧的两个输出端子、以及在所述输入端子和输出端子之间延伸的主电路，在交流电源和高压放电灯之间的主电路上设置功率调整元件，利用功率调整元件来调整来自交流电源的输入电压的波形，节减高压放电灯的消耗功率，其特征在于，
在从所述功率调整元件开始的所述输入端子一侧的所述主电路中，连接测定来自交流电源的输入电压的电压测定电路，将控制功率调整元件的控制电路与该电压测定电路连接，并且，将用于设定向高压放电灯供给的目标功率的设定电路与所述控制电路连接，此外，将预先存储用于使根据所述输入电压预测的功率下降到所述目标功率的控制量的存储电路与所述控制电路连接，
所述控制电路，从所述存储电路读出与输入电压的测定值对应的控制量，控制功率调整元件。
2.根据权利要求1所述的节电装置，其特征在于，
在所述主电路中以与所述功率调整元件并联的方式连接旁通电路，在所述旁通电路上设置用于开闭旁通电路的继电器，在从功率调整元件开始的所述输出端子一侧的主电路中连接检测高压放电灯的导通状态的导通检测电路，将所述控制电路与所述导通检测电路连接，
导通检测电路检测出高压放电灯的非导通时，上述控制电路驱动继电器，关闭旁通电路。
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