[发明专利]一种交流用电器的节电装置和制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及节约能源技术领域，特别是涉及一种交流用电器的节电装置和制作方法。

背景技术

正弦交流电在理想状态下，随时间按正弦规律变化的电压或电流统称为正弦交流电。在实际应用中，由于供电和使用环境等诸多因素的影响，用户实际使用的交流电就不太洁净了。在用户用电回路中，电流或电压又存在相位差，习惯称为功率角，用户用电回路中，用户用电的

有功功率＝电压×电流×功率因数(COS)，单位为W，(1)

电度数＝总有功功率×时间，单位KW.h，            (2)

在(1)中，当电压一定时，如果COS＝1，那么电流最小。当COS值从1减到0.4时电流在不断地增大。这样将导致线路发热，用电器件的过分发热，会造成大量电能转变为热能被白白地消耗掉。由于电网中杂质(瞬变等)和干扰(谐波等)的存在，用户的电表会产生误差，出现过度计量，最高误差高达18％；杂质和干扰还会使用电设备的温度升高，效率下降，增加2-8％的用电附加消耗；用电设备在开启、关闭时产生大量的电火花，日积月累在开关处和用电线路形成一种阻碍正常供电的氧化性碳膜层(如开关上黑色的痕迹)，每一欧姆阻抗的氧化性碳膜层存在，会使用电设备效率下降13％，增加8％以上的电能损耗，由于用电电器效率的下降，使得一部分的电能未能得到有效的使用，造成浪费高达2-7％。由此可见，要省电，必须降低用户用电回路中总的有功功率，要降低总的有功功率，必先改善用电环境。

现有技术中，由于大部分常用交流用电器对电能的利用率低，造成了宝贵能源的浪费。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种能在保证用电器正常工作的情况下，有效的利用无功电流，提高功率因数，减少功率损耗，并且节能的交流用电器的节电装置和方法。

本发明所采用的技术方案是：一种交流用电器的节电装置的制作方法，该节电装置包括开关电源电路、高频斩波电路和阻抗匹配电路，市电电源输入所述开关电源电路，所述开关电源电路的输出连接所述高频斩波电路，所述高频斩波电路的输出与阻抗匹配电路电连接，所述高频斩波电路为并联在所述高频斩波电路的输出的多个阻抗匹配电路提供用电电源；所述阻抗匹配电路包括进行匹配的串联谐振电抗、以及负载用电器，串联谐振电抗与负载用电器形成串联谐振电路，并且每个阻抗匹配电路的谐振频率各不相同，每个串联谐振电路并联成为一个整体负载后的谐振频率与所述高频斩波电路的工作频率相同。

所述高频斩波电路的工作频率范围为40-120KC。

所述高频斩波电路的最佳工作频率为80KC。

本发明的有益效果是：本发明由于采用高频开关电源、高频斩波电路和串联电抗进行补偿，可以稳定电压、修整电流和电压的相位差，可以平畅电流，防范电流凸波，消除因杂波而导致的浪费，在保证用电器正常工作的情况下，有效的利用无功电流，提高功率因数，减少功率损耗，从而达到节能的效果。

附图说明

图1是本发明的组成方框示意图；

图2是本发明串联谐振电抗与交流用电器组成的阻抗匹配电路示意图；

图3是本发明串联谐振电感与容性负载交流用电器组成的阻抗匹配电路示意图；

图4是本发明串联谐振电容与感性负载交流用电器组成的阻抗匹配电路示意图；

图5是本发明串联谐振电感与电阻性负载交流用电器组成的阻抗匹配电路示意图；

图6是本发明串联谐振电抗单元分别与多组不同性质负载交流用电器组成的阻抗匹配电路示意图；

图7是本发明不同性质电抗分别与多组不同性质负载交流用电器组成的阻抗匹配电路并联的总阻抗匹配电路示意图。

图中：

1：开关电源电路        2：高频斩波电路

3：阻抗匹配电路        4：串联谐振电抗单元

5：交流负载用电器

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明：

传统的用电器(如电光源)是用电器(如电灯线路)来匹配市电的。由于市电的局限性、电压、频率等因素，使得用电器不能达到较好的转换效率(如光电转换、电热转换等)。本发明是通过一个开关电源电路1、高频斩波电路2，并根据负载用电器5本身的物理特性来对用电器(或光源)进行匹配，使其能获得较佳的转换效率。该开关电源不但能够从市电获得较小的输入功率，同时还能满足负载用电器5的正常工作，并满足电网和市电对用电器的各项要求，通过本发明将负载用电器5工作中不能被利用的电流部分捕捉回来，有效的利用无功电流。