照明節(jié)電器的構(gòu)成與工作原理

1 照明節(jié)電器的構(gòu)成

針對不同的工作場合，照明節(jié)電器分為單相和三相兩種類型。為方便起見，下面分析以單相照明節(jié)電器為主（見圖1），同時給出三相照明節(jié)電器的原理框圖（見圖2），其工作原理可以由單相照明節(jié)電器類推而出。

單相照明節(jié)電器的構(gòu)成主要分為三大部分：

（1）補(bǔ)償變壓器B 起到改變一、二次側(cè)交流電壓和隔離的作用，即將一次側(cè)的可變電壓耦合到二次側(cè)形成△U，并與輸入電壓Ui疊加，來調(diào)整輸出電壓U0的大小。

（2）單相固態(tài)正弦波電壓調(diào)整器在控制信號的作用下，產(chǎn)生與交流電網(wǎng)同步的正弦波補(bǔ)償電壓，并將此電壓提供給補(bǔ)償變壓器B。

（3）單片機(jī)控制、保護(hù)電路單片機(jī)按照預(yù)先設(shè)計好的運行模式來控制照明節(jié)電器的正常運行；在線檢測外部輸入、輸出的相關(guān)信號（電壓、電流、功率、元器件溫度等），在異常狀態(tài)下進(jìn)行安全保護(hù)。

2 照明節(jié)電器的工作原理

2．1 電壓調(diào)整主回路

輸入電壓Ui、輸出電壓U0和補(bǔ)償電壓△U三者的向量關(guān)系如下
Ui=△U+U0

理論上，當(dāng)改變△U的大小和方向時，就可以調(diào)整U0的大小。由于照明節(jié)電器在節(jié)能運行時，輸出電壓U0的值總是低于輸入電壓Ui的值（降壓型輸出），因此△U的值作大小的改變即可。

即 U0=Ui-△U

通過改變電壓補(bǔ)償變壓器B的一次電壓及其與控制電路的配合，即一開始全壓啟動照明光源，經(jīng)過一定時間（一般為15min）延時后，輸出電壓U0緩慢地由初始電壓U0l下降到一定值U02（預(yù)先在控制軟件中設(shè)置好）后進(jìn)人到節(jié)能運行的模式。

2．2 單片機(jī)控制、保護(hù)回路

（1）單片機(jī)控制部分主要是按照預(yù)先設(shè)置好的照明節(jié)電器運行的模式曲線來控制單相固態(tài)正弦波電壓調(diào)整器的工作，并穩(wěn)定在設(shè)定的電壓U02上。

（2）保護(hù)回路的作用是將實時檢測到的啟動、延時、輸出I0、U0、P0的值與事先的設(shè)定值進(jìn)行比較、分析，一旦出現(xiàn)工作異常就發(fā)出事故告警信號，并將旁路開關(guān)自動投入。

3 照明節(jié)電器的類型、特點及適用范圍

照明節(jié)電器是基于大功率電子元件的成熟和現(xiàn)代微電子技術(shù)的發(fā)展，特別是單片機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用而出現(xiàn)的一種高技術(shù)產(chǎn)品。

3．1 照明節(jié)電器的類型

照明節(jié)電器類型主要分為：①電感式日光燈節(jié)電器（單相）。②電子式節(jié)能燈節(jié)電器（單相）。③路燈節(jié)電器（單相、三相）。

3．2 照明節(jié)電器的特點

（1）整個設(shè)備沒有需要維護(hù)的調(diào)整部件（如電機(jī)、炭刷等），幾乎可以做到免維護(hù)。

（2）完善的動態(tài)檢測功能，具有輸入、輸出、電壓、電流、功率等異常保護(hù)功能，可以延長燈管的使用壽命，且不增加交流電網(wǎng)總的諧波含量。

（3）設(shè)有獨立的旁路開關(guān)，故障時能及時退出運行，保證照明燈具仍然能夠使用。

（4）具有良好的節(jié)能效果，根據(jù)電網(wǎng)供電電壓的高低不同，但一般大于10%。

（5）安裝方便，無需更改原有的照明配電線路。用途廣泛，壽命長。