專利名稱：用于照明設備的節(jié)能裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及 普通高壓氣體放電燈 的路燈節(jié)能裝置。
背景技術：
高壓氣體放電(HID)燈由于發(fā)光效率高、使用壽命長已被廣泛 應用于照明領域，特別是室外照明中，例如道路、體育場、超市等 的照明。如


圖1所示，現(xiàn)有的HID燈包括放電燈640，用于啟動放 電燈的觸發(fā)器630，用于限定流過放電燈640的電流的鎮(zhèn)流器610，以 及用于校正功率因數(shù)的補償電容620。通常，這種高壓氣體放電燈的 功率不能調(diào)整，無論是否需要強光照明均采用相同的照度，從而造成 電能的大量浪費。
為解決上述問題，于2005年8月31號公布的公布號為CN2722407 的中國用新型專利公開了一種功率變換型電感鎮(zhèn)流器。如圖2所示， 該帶抽頭的附加電感鎮(zhèn)流器720與原電感鎮(zhèn)流器710并聯(lián)，通過電子 開關730接入不同的附加鎮(zhèn)流器抽頭實現(xiàn)放電燈740的功率轉換。但 是，這種抽頭式電感鎮(zhèn)流器安裝接線復雜。并且，由于受到補償電容 750的限制，當該照明設備在不同功率下工作時，其電路功率因數(shù)無 法匹配，從而無法獲得良好的節(jié)能效果。而且，在功率轉換時，電子 開關有一個轉接時間。此過程是一個斷電過程，有可能引起電弧中斷 而熄滅，為避免這一現(xiàn)象，必須盡可能減少轉接時間，這就勢必要選 用高質(zhì)量、性能好的控制器，因此，造成性價比降低，故障率增加。

實用新型內(nèi)容
本實用新型的技術問題是提供一種不需要改變現(xiàn)有的高壓氣體放
一種照明設備的節(jié)能裝置，尤其涉及一種可用于 ，通過調(diào)節(jié)高壓氣體放電燈的功率從而實現(xiàn)節(jié)能
電燈的鎮(zhèn)流器及補償電容就能實現(xiàn)調(diào)光節(jié)能的照明設備的節(jié)能裝置。
為解決上述技術問題，本實用新型提供了一種用于照明設備的節(jié) 能裝置，該節(jié)能裝置包括連接于所述照明設備的供電模塊和所述照明 設備的照明模塊之間的節(jié)能模塊，所迷節(jié)能模塊包括第一開關，包 括第一端，第二端和第三端，其中所述第一端可選擇地與所述第二端 或者與所述第三端相連通；附加鎮(zhèn)流器，其兩端分別與所述供電模塊
與所述照明模塊相連，并且所述兩端還分別與所述第 一開關的第 一端
和第二端相連接；以及附加補償電容，其一端與所述供電模塊相連，
另一端與所述第一開關的第三端相連。
根據(jù)本實用新型的優(yōu)選實施方式，所述節(jié)能裝置的節(jié)能模塊進一
步包括第二開關；以及電阻，該電阻與所述第二開關串聯(lián)后并聯(lián)在 所述附加鎮(zhèn)流器的兩端。
根據(jù)本實用新型的優(yōu)選實施方式，所述節(jié)能裝置進一步包括連接
于供電模塊和開關之間的用于控制開關通斷的控制模塊。該控制模塊 可以包括電源電路和定時電路，其中，電源電路為定時電路提供電源， 定時電路為開關提供開關信號。
優(yōu)選地，本實用新型的電源電路可以由變壓器，全波整流電路， 和穩(wěn)壓器芯片串聯(lián)組成。定時電路可以通過單片機，RC電路等實現(xiàn)。
優(yōu)選地，本實用新型的控制模塊可以進一步包括功率驅動電路， 其中由定時電路產(chǎn)生的開關信號經(jīng)過功率驅動電路放大后輸出到開 關，以控制開關的通斷。
采用本實用新型的節(jié)能裝置，不需要改變原照明電路的結構就能 夠實現(xiàn)調(diào)光節(jié)能，并且，本實用新型的節(jié)能裝置能夠根據(jù)不同的調(diào)光 狀態(tài)選擇相應的補償電容進行功率因數(shù)校正。本實用新型的節(jié)能裝置 在保證照明效果的同時能夠延長照明設備的使用時間，并具有成本低， 安裝方便，安全可靠，使用壽命長等優(yōu)點。
附圖簡要說明
圖1顯示了現(xiàn)有照明設備的電路圖； 圖2顯示了現(xiàn)有節(jié)電器的電路圖3a顯示了根據(jù)本實用新型的一個實施方式的節(jié)能裝置的電路
圖3b顯示了根據(jù)本實用新型的另一個實施方式的節(jié)能裝置的電 路圖4顯示了本實用新型的帶有定時型控制模塊的節(jié)能裝置的電路 原理圖5a和5b顯示了如圖4所示的帶有定時型控制模塊的節(jié)能裝置 的具體電路圖6顯示了本實用新型的可分級調(diào)光的節(jié)能裝置的電路原理圖。
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步的說明。 圖3a示出了根據(jù)本實用新型第一實施例的一種照明設備1000， 其中，節(jié)能裝置500連接于照明設備的供電模塊100和照明模塊200 之間。供電4莫塊100用于為照明模塊200提供電源，例如380V、 220V 或者110V的交流電。照明模塊200包括鎮(zhèn)流器210，補償電容220， 觸發(fā)器230，和光源240，其中補償電容220，觸發(fā)器230，和發(fā)光源 240相互并聯(lián)，鎮(zhèn)流器210串聯(lián)在補償電容220和觸發(fā)器230之間。
節(jié)能裝置500包括節(jié)能模塊300。節(jié)能模塊300包括附加鎮(zhèn)流 器310，附加補償電容320，和第一開關330。附加鎮(zhèn)流器310串聯(lián)于 供電模塊100與照明模塊200之間，其兩端311和312分別與第一開 關330的第一端331和第二端332相連接。附加補償電容320的一端 322與供電模塊100相連，另一端321與第一開關330的第三端333 相連。
正常狀況下，第一開關330的第一端331和第二端332相連通， 而且第一端331和第三端333相斷開?？梢岳斫?，此時，附加鎮(zhèn)流器 310處于短路狀態(tài)，附加補償電容320處于斷路狀態(tài)，即，節(jié)能裝置 500不工作。因此，照明模塊處于全功率工作狀態(tài)，照明強度最高。
當不需要強光照明時，可以將第一開關330的第一端331和第三 端333相連通，而且第一端331和第二端332相斷開，此時，附加補 償電容器320充電。由于附加鎮(zhèn)流器310連接于附加補償電容320和
補償電容220之間，并與鎮(zhèn)流器210相互串聯(lián)，附加鎮(zhèn)流器310起到 降壓限流的作用，這使得光源240兩端的電壓降低，從而照明模塊處 于降功率工作狀態(tài)，照明強度降低。由于附加鎮(zhèn)流器310自身帶有附 加補償電容320，因此，即^f吏在降功率工作狀態(tài)，照明設備1000也能 夠很好地校正電路的功率因數(shù)，從而提高發(fā)光效率。
再次參考附圖3a，本領域普通技術人員可以理解，在全功率工作 狀態(tài)下，附加鎮(zhèn)流器310被第一開關330短接，在需要轉換功率時， 當?shù)谝婚_關330的動頭離開第二端332的瞬間，附加鎮(zhèn)流器310就串 聯(lián)接入工作回路，實現(xiàn)了降壓的作用。也就是說，在第一開關330的 轉換過程中不會出現(xiàn)斷電的時刻，因此，采用本實用新型中的節(jié)能裝 置能夠很好地避免電弧中斷現(xiàn)象的發(fā)生。相應地，對電子開關的要求 也就降低。
圖3b顯示了根據(jù)本實用新型的另一個優(yōu)選實施方式的節(jié)能裝置 的電路圖。與圖3a中顯示的節(jié)能裝置相比，圖3b中顯示的節(jié)能裝置 500的節(jié)能模塊300進一步包括電阻350，以及第二開關340。電阻350 和第二開關340相互串聯(lián)，該串聯(lián)支路并聯(lián)在附加鎮(zhèn)流器310的兩端。 在正常(高功率)運行時，第一開關330的第一端331和第二端332 相連通，第二開關340閉合?？梢岳斫?，由于第一開關330的第一端 331和第二端332相連通，電阻350和附加鎮(zhèn)流器310—樣，也處于 短路狀態(tài)而不工作。
當不需要強光照明時，第一開關330首先被觸發(fā)以使得第一端331 和第三端333連通，而第二開關340在一^:時間內(nèi)(例如，5秒鐘) 仍保持閉合狀態(tài)。在這一段過渡期，由供電模塊IIO提供的電流通過 由電阻350和附加鎮(zhèn)流器310組成的并聯(lián)支路后流入照明模塊200。 經(jīng)過該段延時后，第二開關340被斷開，電阻350被斷路而不工作， 此時，電路處于如上所述的降功率工作狀態(tài)。本領域技術人員可以理 解，采用這種方式，在第一開關330轉換的瞬間，即使由于附加鎮(zhèn)流 器310兩端的電流不能突變而造成附加鎮(zhèn)流器310的瞬時斷路，由于 附加鎮(zhèn)流器310兩端已經(jīng)并聯(lián)了電阻350，因此照明模塊不會出現(xiàn)瞬 時斷電現(xiàn)象，從而進一步地避免了電弧中斷現(xiàn)象的發(fā)生。
如圖4所示，根據(jù)本實用新型的另一個實施方式，節(jié)能裝置500 可以進一步包括用于控制開關通斷的控制模塊400?？刂颇K400連 接于供電模塊100和節(jié)能模塊300之間。如圖所示，控制模塊400包 括電源電路410和定時電路420。其中，電源電路410為定時電路420 提供電源，定時電路420為第一開關330提供開關信號。
優(yōu)選地，根據(jù)本實用新型的電源電路410可以由變壓器411，全 波整流電路412和穩(wěn)壓器芯片413串4關組成。
優(yōu)選地，根據(jù)本實用新型的定時電路420可以通過單片機，RC電 路等實現(xiàn)。
根據(jù)本實用新型的控制模塊400可以進一步包括連接于定時電路 420和第一、第二第一開關330、 340之間的功率驅動電3各430,其中 由定時電路420產(chǎn)生的開關信號經(jīng)過功率驅動電路430放大后輸出到 第一開關330和340，以控制開關的通斷。
圖5a和5b顯示了根據(jù)本實用新型的節(jié)能裝置的另一個優(yōu)選實施方式。 如圖所示，供電模塊100提供了 220V的交流電，在經(jīng)過變壓器411 后輸出了 7. 5V的交流電，在通過全波整流電路412和穩(wěn)壓器芯片413 后為定時電路420 (例如一個單片機89C2051 )提供5V的直流電源。 單片機89C2051能夠實現(xiàn)定時功能。以路燈為例，在晚上6點至12 點的時段，交通流量大，路況復雜，需要強光照明，而在晚上12點至 凌晨6點的時段，交通流量小，路況較好，不需要強光照明。因此， 從晚上6點開始，路燈開啟，定時電路420的輸出端17和18的輸出 為高，第一開關330和第二開關340 (在本實施方式中為繼電器Ql和 Q2)被觸發(fā)，這使得附加鎮(zhèn)流器310和電阻350短路并使附加補償電 容320斷路，從而3各燈工作在全功率狀態(tài)。此外，定時電^各420通過 計數(shù)方式延時至晚上12點，此時，單片機的輸出端18的輸出由高變 為低，通過三極管S9012進行功率放大后觸發(fā)繼電器Q1，使得電阻350、 附加鎮(zhèn)流器310和附加補償電容320處于工作狀態(tài)。當延時5秒后， 單片機的輸出端17的輸出由高變?yōu)榈?，通過三極管S9012進行功率放 大后觸發(fā)繼電器Q2，橫:得電阻350 ;故斷3各。此時，電源240兩端的電 壓降低，從而實現(xiàn)了降功率的工作狀態(tài)，以節(jié)約電能。
本領域普通技術人員可以理解，本實用新型的節(jié)能裝置的開關控 制并不僅限于上述實施方式中的手動式、定時式或單片機控制式，而 是能夠根據(jù)性能價格比以及實際需要來選擇，例如采用遙控式，或光 控式等。
有時，照明系統(tǒng)需要根據(jù)實際情況多級地調(diào)節(jié)照明強度。再次以
路燈為例，在晚上6點至12點的時段，交通流量大，路況復雜，需要 強光照明；在晚上12點至凌晨4點的時段，交通流量小，路況好，不 需要強光照明；而在凌晨4點至凌晨6點的時段，交通流量一般，路 況普通，需要一般光強照明。此時，圖6顯示了本實用新型的可分級 調(diào)光的節(jié)能裝置的電路原理圖。如圖6所示，節(jié)能裝置500包括相互 串連的節(jié)能模塊301， 302和303,以及分別與節(jié)能模塊301， 302和 303相連的控制模塊400。通過控制模塊400的控制，可以實現(xiàn)多級功 率調(diào)節(jié)。例如，可以實現(xiàn)四種功率輸出1.節(jié)能模塊301， 302和303 都不工作，全功率輸出；2.節(jié)能模塊301和302不工作，節(jié)能模塊303 工作，80%功率輸出；3.節(jié)能模塊301不工作，節(jié)能模塊302和303 工作，65%功率輸出；4.節(jié)能模塊301, 302和303都工作，50%功率 輸出。因此，根據(jù)本實用新型的節(jié)能裝置能夠適用于需要多種照度調(diào) 節(jié)的情況。
采用本實用新型的節(jié)能裝置，不需要改變原照明電路的結構就能 夠實現(xiàn)調(diào)光節(jié)能，不僅適用于原有照明設備的改造，也適用于新裝照 明設備。并且，本實用新型的節(jié)能裝置在保證照明效果的同時能夠延 長照明設備的使用時間，并具有成本低，安裝方便，安全可靠，使用 壽命長等優(yōu)點。
本領域普通技術人員可以理解，根據(jù)本實用新型的節(jié)能裝置可以 自成一體，以便于實現(xiàn)對現(xiàn)有照明設備的改造，例如，節(jié)能裝置可以 安裝到路燈燈桿的底部；也可以和原有照明電路集成為一體，例如， 可以集成到路燈上端的燈罩內(nèi)。
此外，根據(jù)本實用新型的節(jié)能裝置對電子切換開關要求低，相應
地，故障率也低。節(jié)能裝置的附加鎮(zhèn)流器通常不工作，而在工作時對 電網(wǎng)的沖擊較小。并且在電壓較低時，電子開關能夠自動切換到正常
的工作狀態(tài)，以避免照明設備因電壓偏低而閃爍。
本實用新型不受上述實施方式的限制，并且能夠在權利要求限定 的本實用新型的范圍內(nèi)進行各種改進和變化。這些改進或變化應當被 視為落入本賣用新型的保護范圍內(nèi)。
權利要求1.一種用于照明設備的節(jié)能裝置，所述節(jié)能裝置連接于所述照明設備的供電模塊和所述照明設備的照明模塊之間，其特征在于所述節(jié)能裝置進一步包括節(jié)能模塊，所述節(jié)能模塊包括第一開關，包括第一端，第二端和第三端，其中所述第一端可選擇地與所述第二端或者與所述第三端相連通；附加鎮(zhèn)流器，其兩端分別與所述供電模塊與所述照明模塊相連，并且所述兩端還分別與所述第一開關的第一端和第二端相連接；以及附加補償電容，其一端與所述供電模塊相連，另一端與所述第一開關的第三端相連。
2. 如權利要求1所述的節(jié)能裝置，其特征在于所述節(jié)能裝置的節(jié) 能模塊進一步包括第二開關；以及電阻，所述電阻與所述第二開關串聯(lián)后并聯(lián)在所述附加鎮(zhèn)流器的 兩端。
3. 如權利要求2所述的節(jié)能裝置，其特征在于所述節(jié)能裝置進一 步包括控制所述第一和第二開關通斷的控制模塊，所述控制模塊連接 于所述供電模塊和所述節(jié)能模塊之間。
4. 如權利要求3所述的節(jié)能裝置，其特征在于所述控制模塊包括 分別向所述第一和第二開關提供開關信號的定時電路，以及向所述定 時電路提供電源的電源電路。
5..如權利要求4所述的節(jié)能裝置，其特征在于所述控制模塊進 一步包括放大所述開關信號的功率驅動電路，所述功率驅動電路連接 于所述定時電路和所述第一和第二開關之間。
6.如權利要求3所述的節(jié)能裝置，其特征在于所迷控制模塊是定時式控制模塊、手動式控制模塊、遙控式控制模塊或者光控式控 制模塊。
7. 如權利要求6所述的節(jié)能裝置，其特征在于所述定時式控制模 塊是單片機定時式控制模塊，或RC定時式控制模塊。
8. 如權利要求2所述的節(jié)能裝置，其特征在于所述第一開關和所 述第二開關是繼電器。
9. 如權利要求2所述的節(jié)能裝置，其特征在于所述節(jié)能裝置包括 多個相互串聯(lián)的節(jié)能模塊。
10.如權利要求9所述的節(jié)能裝置，其特征在于所述節(jié)能裝置進 一步包括分別控制所述多個節(jié)能模塊中的控制模塊，所述控制模塊連 接于所述供電模塊和所述多個節(jié)能模塊之間。
專利摘要本實用新型公開了一種用于照明設備的節(jié)能裝置。該節(jié)能裝置連接于照明設備的供電模塊和照明模塊之間，包括第一開關，包括第一端，第二端和第三端，其中所述第一端可選擇地與所述第二端或者與所述第三端相連通；附加鎮(zhèn)流器，其兩端分別與所述供電模塊與所述照明模塊相連，還分別與所述第一開關的第一端和第二端相連接；以及附加補償電容，其一端與供電模塊相連，另一端與第一開關的第三端相連。該節(jié)能裝置可以進一步包括電阻和第二開關，電阻和第二開關串聯(lián)于附加鎮(zhèn)流器的兩端。根據(jù)本實用新型的節(jié)能裝置，不需要改變現(xiàn)有照明設備中的鎮(zhèn)流器及補償電容就能實現(xiàn)調(diào)光節(jié)能，并具有節(jié)能效果好，成本低，安裝方便，安全可靠，使用壽命長等優(yōu)點。
文檔編號H01J41/14GK201000869SQ20062013726
公開日2008年1月2日 申請日期2006年9月28日 優(yōu)先權日2006年9月28日
發(fā)明者何鳴皋, 張錫平, 濤 殷 申請人:江蘇天禧照明與景觀工程技術有限公司