[其他]节能开关

说明书

本设计是关于开关，特别是用来对电阻性负载的白炽灯进行调光节能的新型开关。

目前，日常生活中广泛使用的照明控制开关，均只起“开”“关”作用，而不能调光。只有少数特殊场合，采用可控硅调压和变压器、电阻器等调压装置来达到调光目的的，如台灯和舞台灯。大家都知道变压器和电阻器在电路中是要消耗一定能量和散发热量的，在实际中应用不多。而可控硅调光是比较理想的，但由于它的价格较高和装置复杂而影响它的使用范围。

对于象卧式、电视室、灶间、广场、大路、走道、楼梯等处的照明，往往只需要“强光”“弱光”二档照度，就不必考虑采用可控硅调压系统来实现无级调光。而需寻找既简单经济，又实用范围广的可行处施就是本设计的目的。

本设计是利用半导体二极管的整流特性作用在电路中的。其原理如下：

看附图1，在电路中串接一只整流二极管后接通市电（220V）电压经二极管半波整流后，负载（灯泡）上得到近100V的脉动电压。

V′＝0.45V＝0.45＞220＝99（V）

如附表所示，以市电电压为220V计算，额定功率分别为40W、60W、100V的灯泡，经半波整流后其实际功率则为8W、12W和20W，就得到了较暗淡的光。如拨动开关将二极管短接，则市电电压（220V）直接加在负载（灯泡）上，灯泡功率达到额定功率，就得到“亮光”。

本装置的主要优点：

1、节电。在广场、工厂、商店、宿舍楼梯等一些必须装“长明灯”的地方，在人多的时候需要有较强的灯光，在人少或无人的时候，灯光则可以暗些。而使用本装置就可以较为方便的得到这种效果。在一般情况下，夜间照明以十小时计，“强光”约需3－4小时，“弱光”约需6－7小时，使三分之二的时间灯泡只消耗五分之一的功率。如果能在全国推广，其经济效益无疑十分显著。

2、投资少，简单易学，推广容易。只要一只整流二极管，耐压500V，整流电流1A（以500W功率为例）利用普通开关略加改装就行。目前市场上这类管子的合用品为0.5元左右，仅2－3度电费价，很快就可以收回投资。本文给出的推健式开关，其造价可控制在1.5元之内。

3、延长灯泡的使用寿命，灯泡在熄灭时（冷态）的电阻值要比在发光时（热态）的电阻值小得多，以40W白炽灯泡为例，热态电阻为1210Ω，而冷态电阻仅为85Ω。这样，加上220V市电电压后，将有2.59A的电流冲击灯丝。待灯泡发亮后灯丝达到热态电阻（1210Ω）才使流经到灯丝的电流降到额定值0.18A。如果开关次数较多，就影响到灯泡的使用寿命。本装置要接通电源必须先经“弱光”档，99V电压接入，灯丝冲击电流仅为1.10A待灯泡发光后再接通“强光”档，这样就起到了灯丝预热的效果。减少了冲击电流，延长了灯泡的使用寿命。

另一种情况是，到后半夜，由于用电量衰减，电网电压升高，有时可达240V，就使得40W、60W、100W的灯泡实际功率分别达到47W、71W和119W，加速灯泡损坏（在散热条件差的场合尤为显著），而使用本装置后，灯泡寿命可以大大增加。

4、报警效果。在一些偏僻农村，电工素质较差，常常出现将380V电压接入220V网路使用的事故，致使用电器受到损坏。使用本装置就能起到保险、报警作用。由于灯泡两端接入了0.45×380＝171V电压，不但保证电器不被损坏，而且由于此时的“弱光”比原来的“弱光”亮得多，起到报警效果。

5、一灯两用，房间壁灯、电视室等处需要有“强、弱”二档光照系统的场合，使用本装置后，可以少装一盏灯及一套开关系统。

附图描术了该装置的二个实施例。

附图2：推健式调光节能开关的剖视图。

附图3：推健式调光节能开关的三种工作状态示意图。

附图4是又一种旋转式调光节能开关的三种工作状态示意图。

图2描术了推健式调光节能开关的结构情况，它有面板（1），推手（2）、滑块（3），二极管（4），接触片（5）、（6）、（7）、（8），二极管（4）装在滑块（3）中间与滑块面上两块接触片（6）（7）焊接。

图3－1开关处在断开状态。

图3－2开关处在暗档状态，电路经触片（5）→（6）→二极管（4）→触片（7）→（8）接通。

图3－3开关处在亮档状态，电路经触片（5）→（6）→（8）接通。

这里需注意的一点，当推动推手（2）带动滑块（3）从暗档移到亮档时，触片（8）与（7）在断开前必须保证与（6）接通。这样才能符合本文第六段中的第3条优点。