基于交流斩波技术的新型城市照明节电器

从图4至图6可以看出塑封电感,总谐波畸变率THDU与占空比有关。并且随着占空比D的增大,谐波明显0603电感减小,加上输出滤波后,THDU更小。对于照明节电器而言,理想节电方式的工作电压约为200 V,以220 V供电电压±20 %的波动上限计算,占空比D最低工作在0. 83。因此,该控制方式实际运行时产生的谐波影响较小。

3. 3　试验数据与分析

依据上述基本原理搭建的电路具体参数如下:电源电压220 V、50 Hz,隔离变压器300 VA,电阻性负载200Ω,串联0. 5 H电感,开关频率5 kHz。图7为输出电压uo波形,图8为占空比与输出电压总谐波畸变率THDU的关系,图9为加上输出滤波电感0. 83 mH、滤波电容12μF时,占空比与输出电压总谐波畸变率THDU的关系。以上曲线表明,随着占空比D的增大,输出电压总谐波畸变率THDU逐渐减小工型电感器,与仿真结果一致。

图7　纯电阻负载输出电压uo波形(横坐标每小格为5 ms,纵坐标每小格为50 V)

图8　电阻负载占空比D与THDU关系图

图9　带输出滤波器时占空比D与THDU关系图

并且加上输出滤波时,总谐波畸变率THDU更小,可以满足实际需要。

3. 4　照明节电器的特点

依据上述原理制成的照明节电器可以应用于白炽灯、荧光灯、气体放电灯(包括高压汞灯、高压钠灯及金属卤化电感厂家物等)等照明灯具上,因此应用十分广泛,并且具有以下工作特点:

(1)安装方便,无需更改原有的照明配电线路。

(2)全固态器件,无触点、抽头等,免维护,同时省却变压器,因此体积小,效率高。

(3)以微处理器为控制核心,可以使节电器工作于预先设定好的节电感器厂家电运行模式,也可以与远程通信技术相结合,实现远程控制,使用简便。

(4)保护电路可以实时监控节电器的实际运行状态。若出现严重异常现象,可提供报警并将装置旁路,不影响照明正常供电,只是不提供节电运行模功率电感式而已。

(5)采用该工作原理也可做成三相电路,用于大功率场合,也可以使用补偿式结构提高装置工作效率。

4　结　语

本文设计了一种基于交流斩波技术的照明节电器。该节电器采用三开关管拓扑结构,结构简单、损耗小、控制方便、可靠性高。以该技术为核心的照明节电设备代表今后的发展方向,在照明灯具的节电方面具有广阔的应用前景。

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