[发明专利]一种基于交流斩波技术的智能路灯照明节能装置

说明书

技术领域

本发明涉及路灯照明节能的技术领域，特别涉及一种基于交流斩波技术的智能路灯照明节能装置。

背景技术

城市路灯是现代城市建设中重要的组成部分，它服务于交通安全和人们的出行、休闲和生活，美化了城市容貌，为创造良好的投资环境起着举足轻重的作用。目前路灯系统一般采用钠灯、水银灯、金卤灯等灯具。这类灯具有发光效率高、光色好、安装简便等优点，被广泛使用，同时也存在着诸如功率因数低、对电压要求严格、耗电量大等缺点。

目前在路灯照明供电中存在如下几个特点：1、在电力供电系统中，为了避免送电过程中的线路损耗及用电高峰时造成的末端电压过低，往往都是以较高的电压传输，不仅带来高额的电费支出，更会造成维修量及维修费用大幅增加；2、路灯大多采用气体放电灯具，其中以穿透力最强的钠灯为主，所有气体放电灯在使用过程中都采用一个0.8～1.6的维护系数，使灯具亮度比设计值（寿命终止亮度）高出20%～40%；3、目前的路灯照明主要采用的是定时开关控制，一定程度上节省了电能，但仍属于一种较粗放的控制手段。

国外很早就开始重视照明节能，提出了一种称为“在保证照明效果下的节电”的概念，认为这样的节电才是科学的、可持续的，这也成为了发达国家在设计道路照明系统时的基本思想。目前国外照明节能技术的发展有以下几个特点：

（1）大力提倡使用绿色环保材料制造照明灯具，并制定严格的标准，淘汰对环境有威胁或者节能不达标的产品；（2）通过提高镇流器的质量和技术，来提高道路照明设备的工作功率因数，鼓励企业研发更加节能的镇流器及灯具；（3）积极推广节能奖励政策，鼓励民众节能、节电，建立完善有效的奖励机制。

在具体的技术上，国际同国内一样聚焦在交流调压方面，如何能快速稳定的调节电压也是国际上各大企业研发的重要目标。

目前国内大多数城市的路灯采用的节能途径，主要有以下三类：

（1）控时节能法。这是一种合理控制开启路灯时间，有效利用光源的方法，主要有以下几种方式：人工控制节能方式、时控节能方式、光控节能方式。这些节能方式存在着较为明显的缺陷，传统控制方式要求人不离岗，及时控制灯光的开启和关闭，由于人工控制误差而造成电能浪费很是惊人。（2）光源节能法。使用节能灯具可以再获得时间照度的情况下大幅降低能耗，同时节能光源具有较长的使用寿命，可以节省大量的灯具成本消耗。但光源节能方法也存在许多的补足：首先是节能光源标准不一；其次节能光源与保护存在一定矛盾，主要是汞污染的防治问题还有待解决；同时在产品结构上，节能型产品所占比例仍很低，仅占电光源总产量的12%左右，其节能型产品的质量水平和生产技术装备水平与国际先进水平还有一定差距。（3）降压节能法。这是一种降低路灯端电压的节能方法。目前我国主要是采用可控硅调压、变压器调压、可变电抗器调压，但都存在各自的缺陷。

专利CN202385372.U“城市路灯照明控制系统”中，采用脉冲宽度调制方法来调节灯光的亮度，该方法在开关频率较高时影响照明灯具的使用寿命，同时在开关频率较低时会产生照度闪烁。并且未涉及具体的脉冲宽度调制电路的设计。

专利CN200420021413.X“串联型路灯节能控制设备”中，采用串联降压电感来调节灯具上的电压，该方法只能控制路灯电压为几个固定的等级上，未实行更精细化的节能目标。同时串联电感会消耗无功功率，必须配备相应的无功补偿电容器，而该专利中无功补偿电容器为固定式，不能很好地实现完全无功功率补偿。整个装置体积将较大。

专利CN200950684Y“节能型LED路灯照明控制系统”中，只能对直流型LED灯具进行恒流控制，适用范围不广。

专利CN2042649U“路灯照明节能控制器”和专利CN2845389Y“一种天文路灯照明控制器”中，均只能实现对灯具的开关控制，未实现调压控制，即不能实现照明亮度的调节，未能实现完全的节能控制。

专利CN102620221A“一种路灯照明控制系统”中，只提及对有无车辆通过时进行正常照明和节能照明的控制方案，未涉及具体的调压电路方案。

专利CN2634787Y“智能路灯照明控制器”中，采用次级带多个抽头的磁饱和滤波变压器作为滤波变压电路对照明灯具进行供电，磁饱和滤波变压器的控制复杂、体积大，且其调压也只有固定等级的电压输出。

专利CN2812493Y“路灯照明智能控制装置”中，采用可控硅相控调压方式输出电压至照明灯具，该方法将导致供电电流产生很高含量的谐波，对路灯照明供电变压器以及照明灯具的运行和寿命都将造成极大负面影响。