Устройство для управления освещением

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления освещением лестничных клеток жилых и общественных зданий. Техническим результатом является увеличение срока службы ламп накаливания за счет их включения в момент нулевого значения напряжения питающей сети и большую часть времени они питаются неполным напряжением. Устройство для управления освещением содержит соединенные с выводами для подключения к питающей сети переменного тока входы силового полупроводникового ключа и блока питания и формирования импульсов. Первый выход блока питания и формирования импульсов связан с первым входом блока формирования пауз, выход которого соединен через блок усиления управляющих импульсов с управляющим входом силового полупроводникового ключа. Выход силового полупроводникового ключа соединен с осветительной нагрузкой, которая состоит из ламп накаливания. Этажные кнопки соединены с вторым выходом блока питания и формирования импульсов и входом блока выдержки времени, выход которого подключен к второму входу блока формирования пауз. 4 ил.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления освещением лестничных клеток жилых и общественных зданий.

Известно устройство для управления освещением, содержащее два вывода для подключения к питающей сети переменного тока, к которым подключено программное реле времени, силовой полупроводниковый ключ, осветительная нагрузка в виде ламп накаливания (а.с. СССР 818038, Н 05 В 37/02, 1981).

Недостатком известного устройства является возможность подачи напряжения на спираль ламп накаливания в момент амплитудного значения напряжения питающей сети. Сопротивление холодной спирали значительно меньше, чем нагретой, поэтому возникает бросок тока, значительно превышающий номинальный ток лампы накаливания, что приводит к выходу ламп накаливания из строя.

Наиболее близким по технической сущности является устройство для управления освещением, содержащее выводы для подключения к питающей сети переменного тока, силовой полупроводниковый ключ, блок выдержки времени, этажные кнопки, лампы накаливания (а.с. СССР 1427605, Н 05 В 37/02, 1986).

Недостатком известного устройства является питание дежурного освещения однополупериодным выпрямленным напряжением, что при массовом применении устройств вызывает нежелательную постоянную составляющую тока нагрузки трансформатора питающей трансформаторной подстанции. Возможна подача напряжения на спираль ламп накаливания в момент амплитудного значения напряжения питающей сети. Сопротивление холодной спирали значительно меньше, чем нагретой, поэтому возникает бросок тока, значительно превышающий номинальный ток лампы накаливания, что приводит к выходу ламп накаливания из строя. Устройство имеет сложную поэтажную систему управления освещением.

Техническим результатом изобретения является увеличение срока службы ламп накаливания.

Технический результат достигается тем, что устройство для управления освещением, содержащее выводы для подключения к питающей сети переменного тока, силовой полупроводниковый ключ, блок выдержки времени, этажные кнопки, лампы накаливания, дополнительно содержит блок питания и формирования импульсов, блок формирования пауз, блок усиления управляющих импульсов, причем первый выход блока питания и формирования импульсов связан с первым входом блока формирования пауз, выход которого соединен через блок усиления управляющих импульсов с управляющим входом силового полупроводникового ключа, выход которого соединен с осветительной нагрузкой, а этажные кнопки соединены со вторым выходом блока питания и формирования импульсов и входом блока выдержки времени, выход которого подключен ко второму входу блока формирования пауз.

На фиг.1 представлена блок-схема устройства для управления освещением; на фиг.2 - диаграммы напряжений в узлах схемы; на фиг.3 - принципиальная схема блока формирования пауз; на фиг.4 - диаграммы напряжений в узлах блока формирования пауз.

Схемное решение и принцип работы нуль-органа известны (Электротехнический справочник. /Под общей редакцией Герасимова В.Г. и др., т. 3, кн. 2, стр. 65. - М.: Энергоатомиздат, 1988). Использование встречно-параллельно соединенных тиристоров в качестве силового полупроводникового ключа известно (Электротехнический справочник, стр. 82-83). Устройство для получения синхроимпульсов известно (Электротехнический справочник, стр. 65). Использование конденсатора в качестве времязадающего элемента известно (Электротехнический справочник, стр. 525). Блок формирования пауз выполнен из стандартных логических элементов.

В предлагаемом техническом решении новыми являются связи между известными элементами.

Устройство для управления освещением содержит соединенные с выводами для подключения к питающей сети переменного тока входы силового полупроводникового ключа 1 и блока 2 питания и формирования импульсов. Первый выход блока 2 питания и формирования импульсов связан с первым входом блока 3 формирования пауз, выход которого соединен через блок 4 усиления управляющих импульсов с управляющим входом силового полупроводникового ключа 1. Выход силового полупроводникового ключа 1 соединен с осветительной нагрузкой 5, которая состоит из ламп накаливания. Этажные кнопки 6 соединены со вторым выходом блока 2 питания и формирования импульсов и входом блока 7 выдержки времени, выход которого подключен ко второму входу блока 3 формирования пауз. Блок 2 питания и формирования импульсов предназначен для питания всех элементов устройства. Блок 3 формирования пауз содержит логические элементы 8, 10, 11, 12 "2И - НЕ" и двоично-десятичный четырехразрядный счетчик 9. Выход элемента 8 соединен с входом счетчика 9, выход которого подключен к первому входу элемента 10. Второй вход элемента 10 соединен с первым входом элемента 12, первым и вторым входами элемента 8. Выход элемента 10 соединен с первым входом элемента 11, второй вход которого связан с выходом элемента 12. Входы элемента 8 подключены к выходу блока 2 питания и формирования импульсов. Выход элемента 11 соединен с блоком 4 усиления импульсов, а второй вход элемента 12 соединен с блоком 7 выдержки времени. Выводы 2, 3, 11 логического элемента 9 (счетчика) соединены между собой.

Устройство работает следующим образом.

При включении питающей сети напряжение (фиг.2а) подается на силовой полупроводниковый ключ 1 и блок 2, который формирует импульсы "а" (фиг.2б), синхронизирование с каждым моментом перехода напряжения питающей сети через нулевое значение. Импульсы "а" (фиг.2б) поступают на первый вход блока 3 формирования пауз, который формирует импульсы "в" (фиг.2в) пакетами из двух импульсов в момент перехода первого периода напряжения сети через нулевое значение.

Импульсы "а" (логическая "1") (фиг. 2б; 4б) поступают на первый вход блока 3 формирования пауз: входы элемента 8, второй вход элемента 10 и первый вход элемента 12. С выхода элемента 8 проинвертированная последовательность импульсов (фиг.4в) поступает на вход счетчика 9 (выводы 2, 3, 11 логического элемента 9 соединены между собой), на выходе счетчика 9 сигнал изменяет значение с логического "0" на логическую "1" (фиг.4г) в момент прихода каждого нечетного импульса на вход счетчика 9. Длительность сигналов логическая "1" или логический "0" на выходе счетчика 9 равна длительности периода сети. При совпадении сигналов логическая "1" на входах элемента 10 на его выходе формируется сигнал логический "0" (фиг.4д), синхронизированный с моментом перехода первого (нечетного) периода напряжения сети через нулевое значение. При поступлении с элемента 10 на первый вход элемента 11 сигнала логический "0" на выходе элемента 11 появляется сигнал логическая "1" (фиг.2в; 4е).

При несовпадении сигналов на входах элемента 10 на его выходе формируется сигнал логическая "1". При совпадении сигналов логическая "1" на входах элемента 11 на выходе элемента 11 формируется сигнал логический "0" (фиг. 4е). Длительность сигнала больше периода напряжения сети, что позволяет исключить третий и четвертый импульсы логическая "1" из последовательности четырех импульсов, т.е. формируется пауза в последовательности импульсов.

Импульсы "в" (фиг.2в), синхронизированные с моментом перехода напряжения сети через нулевое значение, усиливаются блоком 4 и поступают на управляющий вход силового полупроводникового ключа 1, открывая его в момент, близкий к нулевому значению напряжения питающей сети.

Силовой полупроводниковый ключ 1 включает питание на лампы накаливания только в зоне перехода напряжения питающей сети через нулевое значение и формирует рабочие и нерабочие периоды осветительной сети (фиг.2г). Лампы накаливания горят в половину накала.

Для включения осветительной нагрузки в полный накал нажимается любая из этажных кнопок 6. При замыкании этажной кнопки 6 сигнал логическая "1" с блока 7 выдержки времени поступает на второй вход блока 3 формирования пауз. При поступлении сигналов на оба входа блока 3 на его выходе формируются импульсы "в" и "с" (фиг.2д), синхронизирование с моментом перехода напряжения через нулевое значение для первого и второго (нечетного и четного) периодов питающей сети, они усиливаются и подаются на управляющий вход силового полупроводникового ключа 1. Силовой полупроводниковый ключ 1 открывается и на осветительную нагрузку 5 подается полное напряжение питающей сети (фиг.2а). Лампы накаливания горят в полный накал.

Выдержка времени, необходимая для спуска или подъема на n-этаж, устанавливается блоком 7 выдержки времени. После окончания выдержки времени на втором входе блока 3 исчезает сигнал логическая "1" с выхода блока 7. Устройство для управления освещением возвращается в исходное состояние: лампы накаливания горят в половину накала.

Предлагаемое техническое решение позволяет увеличить срок службы ламп накаливания за счет их включения в момент нулевого значения напряжения питающей сети, а также за счет того, что большую часть времени они питаются неполным напряжением. При эксплуатации устройства отсутствует постоянная составляющая тока нагрузки трансформатора питающей сети. Упрощена схема управления освещением, этажные кнопки выполнены слаботочными. Достигается экономия электроэнергии во время, когда нагрузка питается неполным напряжением.

Формула изобретения

Устройство для управления освещением, содержащее выводы для подключения к питающей сети переменного тока, силовой полупроводниковый ключ, блок выдержки времени, этажные кнопки, лампы накаливания, отличающееся тем, что устройство дополнительно содержит блок питания и формирования импульсов, вход которого соединен с входом силового полупроводникового ключа и выводом для подключения к питающей сети переменного тока, блок формирования пауз, блок усиления управляющих импульсов, причем первый выход блока питания и формирования импульсов связан с первым входом блока формирования пауз, выход которого соединен через блок усиления управляющих импульсов с управляющим входом силового полупроводникового ключа, выход которого соединен с лампами накаливания, а этажные кнопки соединены с вторым выходом блока питания и формирования импульсов и входом блока выдержки времени, выход которого подключен ко второму входу блока формирования пауз.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4