[發明專利]照明燈光的電壓調控電路

有效

• 申請號: 200610171253.0
• 申請日: 2006-12-21
• 公開（公告）號: CN101207961A
• 公開（公告）日: 2008-06-25
• 發明（設計）人: 鄭家偉;蔡偉鋒;張自強
• 申請（專利權）人: 香港理工大學
• 主分類號: H05B41/14
• 分類號: H05B41/14
• 代理公司: 隆天國際知識產權代理有限公司
• 代理人: 王玉雙

技術領域

本發明涉及一種電壓調控技術，具體地說，本發明涉及照明燈光的電壓調控電路。

背景技術

近年來，城市夜景照明已經成為夜間供電的主流，明亮的燈光已經使大多數城市成為不夜城，給人們的生活、工作、生產、娛樂帶來了巨大的經濟效益和種種便利；與此同時，面臨的問題是燈光照明的大量電能損耗，因此，照明工程需采用高效的節能型光源，也就是使用發光效率高的燈泡或燈管，并且采取在現有照明系統上加裝節能控制設備的措施，以達到綠色、節能、環保的要求。

高亮度氣體放電燈(High?Intensity?Discharged?Lamp簡稱HID)是一種高亮度氣體放電燈，其作為一種新型節能型電光源，因其發光效率高、顯色性好、壽命長等優良電光源性能，被廣泛應用于城市街道、大型超市、體育場館和工業設施等照明。通常每個高壓氣體放電燈，如高壓鈉燈、金屬鹵化物燈(金鹵燈)、高壓汞燈等都必須帶有鎮流器，使用的鎮流器絕大多數是磁性鎮流器或電子鎮流器。

HID燈啟動時往往需要在工頻電壓下實現，當其啟動后開始正常工作時，燈管內的氣體類介質也隨之被啟動直至正常發光，此時若降低一定比例的輸入功率向其供電，不但不會對照度產生太大影響，而且還能有效延長燈具使用壽命。根據大量實驗統計結果表明，電源電壓每降低10％，常規燈具如熒光燈照度約降低7％，而人眼對光線的感覺與照度成對數關系，即當光線照度減小10％時，理論上人的視覺感覺亮度只減小1％，因此適當減少燈具輸入功率所產生的照度微弱變化，不會影響正常使用，但燈具壽命卻可以延長70％。

因此，當需要照明系統在節能或過壓保護的狀態下運行時，目前較常采用調節輸入電壓的方式來達到燈具照度調控的目的，這種調節方式的優點在于，小幅下調電壓，就能使負載的功率大幅下降，其節能效果十分明顯。該技術較有代表性的為固定多檔降壓和晶閘管斬波降壓技術。上述兩種技術均是針對負載的主電源的電壓進行直接處理。

晶閘管斬波降壓輸出技術是利用了晶閘管斬波原理，通過控制晶閘管的導通角，將電網輸入(主電源)的正弦波電壓斬掉一部分，從而降低了輸出電壓的平均值，可以達到調控電壓和節約電能的目的。但該調壓方式存在如下缺陷：

1)晶閘管斬波輸出的電壓無法輸出正弦波；

2)出現大量諧波，形成對電網系統諧波污染，危害極大。在國外發達國家，已有明文規定對電氣設備諧波含量的限制，在國內，北京、上海、廣州等大城市，已對諧波含量超標的設備限制并入電網使用；

3)為了消除諧波污染的缺陷，如果給這些大功率晶閘管斬波型節電設備加裝濾波設備，成本太高，是非常不經濟的。

固定多檔降壓輸出的優點是克服了晶閘管斬波型產品產生諧波的缺陷，實現了電壓的正弦波輸出，結構和功能都很簡單，當然可靠性也比較高；但固定多檔降壓器的核心部件是一個多抽頭的變壓器，變壓比是固定的，一般變壓器的次級均具有3到5個降壓抽頭(例如：分5V、10V、15V、20V等可降壓的檔位)，一旦接線端固定，其所降低的電壓值就是固定值；這種不連續的調壓方式存在如下缺陷：

1)當電網電壓波動時，調控裝置的輸出電壓也會上下波動，這樣照明的工作電壓處在不穩定波動狀態，無法對光源進行精確調控；

2)該調壓方式都是用交流接觸器來進行檔位的切換，交流接觸器在檔位切換動作時，機械地吸合和斷開，這時會有短暫的10～20毫秒的斷電，我們稱之為“閃斷”，這樣的斷電會導致HID燈(如高壓鈉燈、金鹵燈、高壓汞燈等)的熄滅。這種燈的特性決定了其在熄滅以后，必須等到燈管冷卻，蒸氣壓下降后才能再點亮，一般需要5～10分鐘左右。

發明內容

針對上述兩種調壓技術的不足之處，本發明的目的在于提供一種能夠克服上述缺陷的照明燈光的電壓調控電路，用以產生一個主電源電壓反相或不同相位的輔助的電壓，使該輔助的電壓與主電源一起加載到負載上。

基于上述目的，本發明提供一種照明燈光的電壓調控電路，適用于由主電源和照明負載串接組成的照明系統中，其中，所述的主電源輸出正弦交流電壓；所述的照明燈光的電壓調控電路包括：調壓電路，串接在主電源和與照明負載形成的回路中，用以產生輔助電壓，以調控加載于照明負載上的電壓值；輔助電源，與調壓電路相連，用以給調壓電路提供調控電源。

優選地，該照明燈光的電壓調控電路還包括：旁路開關，并接在所述的調壓電路上，用以進行調控狀態和非調控狀態的切換。

優選地，所述的旁路開關為交流接觸器。