[实用新型]一种HID灯无级连续亮度调节器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种HID金卤灯、钠灯节能控制器，尤其涉及一种采用电力电子技术的单灯HID无级亮度调节节能控制器，属于电力电子技术领域。本HID灯无级连续亮度调节控制器，适合目前广泛使用的城市路灯、文化广场、高速公路照明，广告照明以及超大功率照明场合的照明控制与节能。与传统电磁换挡单灯节电器和变功率镇流器相比，不仅实现亮度的无级调节，节能时灯管电弧更加稳定，节电率更高，同时产品不耗用珍贵稀有且高能耗的铜和矽钢，真正环保和可持续发展。

背景技术

HID金卤灯、钠灯，由于具有高效，大功率，长寿命等优点，广泛使用在城市照明，高速公路照明，隧道照明，广告照明，以及文化体育广场照明，车间码头，地下车库，建筑物泛光照明灯场合，是目前室外照明的主要光源。照明控制和节能市场非常巨大。

对HID金卤灯、钠灯的调节和控制，目前主要有集中控制和单灯控制两类。

集中控制大多采用多抽头变压器或电抗器进行集中电压调节，切换时容易出现“闪断”，“电压突变”，导致灯具熄灭。

目前市面上的单灯HID控制，主要有“多档位电抗”降压产品和“变功率镇流器”两类。其主要缺点是：继电器切换功率时，有“闪断”，“电压突变”现象，尤其是高节电率档位变换时，情况更严重。无法实现电流、电压、亮度、功率的无级连续精密调节，体积大，笨重，消耗大量高能耗冶炼的稀有铜和硅钢。不符合现代科技和产业发展。

单灯HID“多档位电抗”降压产品和“变功率镇流器”，成本高，价格贵，体积大，在工程施工中，往往灯杆内无足够的安装位置，特别是目前许多道路照明中，采用一杆多灯情况下，工程施工更加困难。

而在动态调节时，传统电磁单灯控制器，多采用“小型继电器”切换，换挡时有5-10ms的断电现象，对灯具形成“故障电源”，灯管内电压、电流、气压、温度失去平衡，电弧漂移，导致灯具熄灭。对部分“老化”的灯具，适应性更差。在使用这种节电器的路段，由于调节时的电流“闪断”，电压“突变”，导致灯灭，灯管更换严重，而这些灯管在不节能的路段上依然可以继续使用，从而形成“节能不节钱”的现象。

发明内容

目前的HID单灯节能控制技术的落后，严重制约当前城市路灯节能工作的开展。在节能与环保越来越重视的今天，迫切需要一种理想的，现代的，满足HID节能亮度控制的新技术和新产品，对城市路灯进行精密调节，以实现“城市路灯的以人为本，情节多时段节能”控制。

同时，新一代HID灯无级连续亮度调节器，在实现亮度无级稳定调节同时，必须满足体积小，重量轻，不耗用珍贵的铜和矽钢，容易内置灯具或灯杆内。具有远程控制通讯接口，满足现代城市实时控制需求。

为解决HID灯无级连续亮度调节问题，本实用新型提出一种利用电力电子技术，采用嵌入控制算法实时监控电网电压过零，精密移相触发SCR，从而实现大功率HID灯无级亮度调节。本HID灯无级连续亮度调节器，由于采用软件嵌入控制，从而可以实现智能化和小型化，其输出灯功率无级连续精密可调，灯管电弧稳定。对新HID灯管和过渡老化灯管，都能实现平稳调节。

本实用新型的技术方案是：

如图1，对嵌入控制，为减小体积，提高系统可靠性，采用电容[1]降压，通过[2]的整流滤波稳压，获得稳定的工作电压VCC，供给嵌入控制[6]MCU工作电源。

人际界面[7]，提供软件的人机接口，显示、查看、修改控制器内部参数，并由MCU内置EEROM保存。

电网电压正弦过零信号，通过双向光耦合器[3]检测并由[6]MCU采集，根据亮度调节值，经运算处理的移相脉冲，由触发信号[4]输出，控制触电力可控硅SCR[5]。

双向光耦合过零检测器[3]可由图3所示的[12]，[13]，[14]，[15]，[16]，[17]，[18]，[19]之一构成。

电力可控硅SCR[5]后端接HID灯具，HID灯具由电感镇流器，灯管和触发电路组成，HID灯具为感性负载，在交流电网供电的每个周期，当交流电流过零时，可控硅SCR[5]自动关断，等待MCU[6]在下周期的再次触发而导通。

本实用新型控制器的工作过程如下：

根据实际情况，如图1、图2，由于HID灯具是感性负载，可控硅SCR[5]的触发角度从0度到角度A，灯具都是全电压工作，亮度为全亮。当可控硅SCR[5]的触发角度大于触发角度B时，灯具开始熄灭。因此，如果触发信号[4]的触发信号，从角度A，逐渐变到角度B，灯具将从最亮变到最暗。