详解节能型照明电源的工作原理

1产品名称

　　ILUEST(伊路斯特)智能照明调控装置

　　2照明电源的特点

　　灯光照明已经成为人类生活、工作、生产、娱乐等所有社会活动中必不可少的重要措施,随着社会与科技的飞速发展,人们对灯光的要求不仅仅局限于借助它来看清物体,已经上升到要求明亮、柔和、环保并给人以视觉美的高度。工业生产规模的扩大,要求与之相配套的照明容量也必然随之增加。近年来,城市夜景照明已经成为夜间供电的主流,明亮的灯光已经使大多数城市成为不夜城,这些给人们的生活、工作、生产、娱乐带来了巨大的经济效益和种种便利与享受。

　　然而,目前许多单位的灯光照明仍然存在着很多亟待解决的问题:大量的电能损耗造成电费居高不下;频繁的更换灯具使单位不得不支付更多的灯具及其附属器材的费用;灯具维修与保养所导致的人力资源的增加;强烈灯光产生的光污染;大面积照明灯具产生的热辐射等等。为了解决这些负面影响,国家能源办公室强制提出了照明工程必须达到绿色、节能、环保的要求。

　　针对上述问题,用电单位已经采取了一些措施来改善并缓解这些矛盾。

　　3节能型照明电源的工作原理

　　3.1照明节能的主要途径

　　照明节能的途径一是采用高效的节能型光源,也就是使用发光效率高的灯泡或灯管;二是在现有照明系统上加装节能控制设备。

　　从实际应用的角度来看,第一种方案适用于新设计的照明回路。对于已有的照明系统,因需要更换所有灯具,初期投入资金和人力比较大,在不能分批分次更新灯具的照明场所,这样做一次性投入太大,使许多单位望而却步。高效节能光源(灯管、灯泡)是传统光源价格的5～10倍,如果采购的节能型灯具本身质量有问题或是电网供电质量不好,节能型灯具使用寿命很短,这样就可能造成使用单位出现“节能不省钱”的不正常现象。

　　对现有照明系统的节能改造,采用加装节能设备较为经济实用。目前国内销售的照明节能设备很多,其中照明控制调控装置所占比例最大。从工作原理上大致分为三大类:

　　(1)晶闸管斩波型照明节能装置

　　采用晶闸管斩波原理,通过控制晶闸管(可控硅)的导通角,将电网输入的正弦波电压斩掉一部分,从而降低了输出电压值,达到控压节电的目的。　　这类节能调控设备对照明系统的电压调节速度快、精度高,可分时段实时调整,有稳压作用,因为主要是电子元器件,相对来说体积小、设备轻、成本低。

　　但该调压方式存在一个致命的缺陷:由于斩波,使电压无法实现正弦波输出,会出现大量谐波,形成对电网系统的谐波污染,危害极大,不能用在有电容补偿的电路中(现代照明设计要求规定,照明系统的功率因数必须达到0.9以上,而气体放电灯的功率因数一般在0.5以下,所以都用电容器补偿功率因数)。在国外,已有明文规定对电气设备的谐波含量作出限制。在国内,北京、上海、广州等大城市,已对谐波含量超标的设备限制接入电网使用。

　　大功率晶闸管斩波型节电设备,因其自身存在谐波污染的缺陷,如果加装滤波设备,成本太高,所以此类设备不宜用于照明电路中。

　　(2)自耦降压式调控装置

　　现在市场上最多的照明节电产品就是此类产品。其原理是,通过一个自耦变压器,根据输入电压高低情况,连接变压器不同的固定抽头,将输入电压降低5、10、15、20V等几个档,从而达到降压节电的目的。

　　这类产品最大的优点是克服了晶闸管斩波型产品产生谐波的缺陷,实现了正弦波电压输出,结构和功能都很简单,当然可靠性也比较高。但存在明显的技术缺陷:

　　①固定多档型降压器

　　由于其核心部件是一个多抽头变压器,变压比是固定的,一般副边有3到5个降压抽头,分别降5V、10V、15V、20V,一旦接线端固定,降低电压就是固定值。当电网电压波动时,调控装置的输出电压也会上下波动,这样照明灯具的工作电压处在不稳定的波动状态,无法起到对电光源的保护作用。当电网电压较高时,节电率不是最佳状态;而电网电压较低时,可能出现欠压现象,造成灯具无法正常点亮,反而降低灯具寿命,这是这类调控装置存在的最大缺陷。当用电高峰时,电网电压过低,照明设备无法正常运行。

　　②接触器型降压器

　　这类调控装置为了能做到额定电压正常启动,并在过电压和欠电压时跳到旁路(设备的安全保护),一般都用交流接触器来进行切换,这是最简单和常用的办法。但是,如果用接触器作为节电产品的电压调整装置的话,其安全性、可靠性和无故障工作寿命都不能保障,存在安全隐患,因为交流接触器在切换动作时,是机械的吸合和断开,会有短暂的10～20ms断电,一般称之为“闪断”,这样的断电会导致HID灯(HighIntensityDischargedLamp—高压气体放电灯,如高压钠灯、金卤灯、高压汞灯等)熄灭。这种灯的特性决定,在熄灭以后,必须等到灯管冷却,蒸气压下降后才能再次点亮,一般需要5～10min,在使用中,这将是个严重故障。

　　根据以上原因,不能用交流接触器来控制照明调控装置进行频繁切换。所以,生产和销售此类节电产品的厂家,一般做不到实时稳定电压、多时段调控等功能,这也是这类节电产品的严