容性負載節能電路的制作方法
【專利摘要】容性負載節能電路，其包括與電網連接的供電模塊、用于采集電網的電流信號的電流傳感器、用于采集電網的電壓信號的電壓傳感器、控制器、感抗接入點選擇模塊以及與電網連接的電感或電抗器；電流傳感器和電壓傳感器均與控制器連接，供電模塊用于為控制器和感抗接入點選擇模塊提供工作電壓；所述感抗接入點選擇模塊，用于根據控制器輸出的電平信號對電網接入電感或電抗器的接入點進行調整，以調整電感或電抗器的感抗，從而使LED用電設備的功率因數補償到0.9以上。通過提高容性負載的功率因數，達到省電的目的，同時因為提高了用電負載的功率因數，使得用電設備的電源負載大大下降，減小了用電設備的發熱的問題，提高了用電設備的穩定性和使用壽命。
【專利說明】容性負載節能電路
【技術領域】
[0001 ] 本實用新型涉及節能電路。
【背景技術】
[0002]現在所有的用電設備分為三種:一種是感性負載；一種是阻性負載；一種是容性負載。前2種負載很常見，容性負載以前是很少見的，現在隨著LED的普遍使用，容性負載也多了起來。在LED使用很多的情況下，這個負載成容性，功率因數很低，浪費了電能。目前還沒有針對容性負載的節能電路出現。
實用新型內容
[0003]本實用新型的目的在于提出一種容性負載節能電路，其能解決容性負載浪費電能的問題。
[0004]為了達到上述目的，本實用新型所采用的技術方案如下:
[0005]容性負載節能電路，其包括與電網連接的供電模塊、用于采集電網的電流信號的電流傳感器、用于采集電網的電壓信號的電壓傳感器、控制器、感抗接入點選擇模塊以及與電網連接的電感或電抗器；電流傳感器和電壓傳感器均與控制器連接，供電模塊用于為控制器和感抗接入點選擇模塊提供工作電壓；所述感抗接入點選擇模塊，用于根據控制器輸出的電平信號對電網接入電感或電抗器的接入點進行調整，以調整電感或電抗器的感抗，從而使LED用電設備的功率因數補償到0.9以上。
[0006]優選的，所述供電模塊由降壓模塊、整流模塊和穩壓模塊依次連接構成，穩壓模塊與控制器和感抗接入點選擇模塊連接。
[0007]優選的，所述感抗接入點選擇模塊包括一驅動芯片和多個接入點導通模塊，所述接入點導通模塊包括光耦模塊和電子開關，其中一電子開關與電網的火線連接，其余的電子開關與電感或電抗器對應的接入點連接，電感或電抗器的一自由端與電網的零線連接；所述驅動芯片，用于根據控制器輸出的電平信號驅動對應的光耦模塊導通和斷開，以使光耦模塊對對應的電子開關的導通和斷開進行控制。
[0008]進一步優選的，所述電子開關為晶閘管、三極管、MOS管和IGBT中的一種。
[0009]本實用新型具有如下有益效果:
[0010]通過提高容性負載的功率因數，達到省電的目的，同時因為提高了用電負載的功率因數，使得用電設備的電源負載大大下降，減小了用電設備的發熱的問題，提高了用電設備的穩定性和使用壽命。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖1為本實用新型較佳實施例的容性負載節能電路的應用示意圖；
[0012]圖2為圖1中的容性負載節能電路的電路原圖方框圖；
[0013]圖3圖2中的感抗接入點選擇模塊的電路圖；
[0014]圖4為圖3的A區域放大圖；
[0015]圖5為圖3的B區域放大圖；
[0016]圖6為圖1中的電抗器的電路圖。
【具體實施方式】
[0017]下面，結合附圖以及【具體實施方式】，對本實用新型做進一步描述。
[0018]結合圖1至圖6所示，一種容性負載節能電路，其包括與電網連接的供電模塊、用于采集電網的電流信號的電流傳感器、用于采集電網的電壓信號的電壓傳感器、控制器、感抗接入點選擇模塊以及與電網連接的電抗器LI。電流傳感器和電壓傳感器均與控制器連接，供電模塊用于為控制器和感抗接入點選擇模塊提供工作電壓。所述電流傳感器設置在電網的火線L附近。
[0019]所述控制器由模數轉換電路和邏輯電路構成，模數轉換電路對電流傳感器和電壓傳感器采用的電信號進行模數轉換處理，邏輯電路對模數轉換后的電信號進行邏輯處理，輸出電平信號。
[0020]所述感抗接入點選擇模塊，用于根據控制器輸出的電平信號對電網接入電抗器LI的接入點進行調整，以調整電抗器LI的感抗，從而使LED用電設備的功率因數補償到0.9以上。
[0021]本實施例的供電模塊由降壓模塊、整流模塊和穩壓模塊依次連接構成，穩壓模塊與控制器和感抗接入點選擇模塊連接。供電模塊為控制器提供+5V的直流電壓，為感抗接入點選擇模塊提供+12V的直流電壓。
[0022]本實施例的感抗接入點選擇模塊包括一驅動芯片U12和五個接入點導通模塊，所述接入點導通模塊包括光耦模塊和電子開關，其中一電子開關與電網的火線L連接，其余的電子開關與電抗器LI對應的接入點連接，電抗器LI的一自由端與電網的零線N連接。所述驅動芯片U12，用于根據控制器輸出的電平信號驅動對應的光耦模塊導通和斷開，以使光耦模塊對對應的電子開關的導通和斷開進行控制。
[0023]感抗接入點選擇模塊的具體電路如圖3至圖5所示，包括驅動芯片U12、電阻R33-R39、電阻R3-R7、電阻R10-R14、光耦U4-U8、電容C5-C9、晶閘管Q1-Q5和電容C19。本實施例的驅動芯片U12的型號可為ULN2003。
[0024]驅動芯片U12具有輸入口 11-17、接地端GND、供電端COM和輸出口 01-07，輸入口11-17分別通過電阻R33-R39接地，接地端GND接地，所述接地均為電網的地線E，輸入口11-17還分別連接控制器的電平輸出口 S1-S7 ;供電點COM接入+12V直流電壓，并通過電容C19接地；輸出口 01、07可作為擴展，本實施例懸空。光耦U4-U8均具有第一端口 I至第六端口 6，輸出口 02-07分別與光耦U4-U8的第二端口 2連接，光耦U4-U8的第一端口 I分別通過電阻R10-R14與+12V直流電壓連接。
[0025]本實施例的電抗器LI的接入點設置有七個，分別為接入點LINE_L、LINE_N、Inductl_l、Inductl_2、Induct2_l、Induct3_l、Induct4_l。接入點 LINE_L 與電網的火線L連接，接入點LINE_N與電網的零線N連接。光耦U4的第六端口 6通過電阻R3與電網的火線L連接，光耦U5的第六端口 6通過電阻R4與接入點Inductl_l連接，光耦U6的第六端口 6通過電阻R5與接入點Inductl_2連接，光耦U7的第六端口 6通過電阻R6與接入點Induct2_l連接，光耦U8的第六端口 6通過電阻R7與接入點Induct3_l連接。光耦U4的第四端口 4與晶閘管Ql的控制端連接，光耦U5的第四端口 4與晶閘管Q2的控制端連接，光耦U6的第四端口 4與晶閘管Q3的控制端連接，光耦U7的第四端口 4與晶閘管Q4的控制端連接，光耦U8的第四端口 4與晶閘管Q5的控制端連接，電網的火線L通過晶閘管Ql與接入點Inductl_l連接,接入點Inductl_l通過晶閘管Q2與接入點Inductl_2連接,接入點Induct 1_2通過晶閘管Q3與接入點Induct2_l連接,接入點Induct2_l通過晶閘管Q4與接入點Induct3_l連接,接入點Induct3_l通過晶閘管Q5與接入點Induct4_l連接,接入點Induct 1_1通過電容C5與光耦U4的第四端口 4連接，接入點Induct 1_2通過電容C6與光耦U5的第四端口 4連接，接入點Induct2_l通過電容C7與光耦U6的第四端口 4連接，接入點Induct3_l通過電容C8與光耦U7的第四端口 4連接，接入點Induct4_l通過電容C9與光耦U8的第四端口 4連接。
[0026]本實施例的工作過程如下:
[0027]控制器通過其電平輸出口 S1-S7輸出電平信號至驅動芯片U12，驅動芯片U12根據電平信號驅動光耦U4-U8的導通和斷開，以使光耦U4-U8驅動晶閘管Q1-Q5的導通和斷開。例如，若光耦U4-U8全部導通，則晶閘管Q1-Q5也全部導通，電網的火線L的電流則依次通過接入點Induct 1_1、接入點Induct 1_2、接入點Induct2_l、接入點Induct3_l、接入點Induct4_l流至電網的零線N,即電流走完電抗器LI的整條線圈,通過短掉一些接入點，即可改變電流流過電抗器的線圈的長度，從而實現改變感抗。
[0028]此外，本實施例的電抗器LI還可以替換為電感，晶閘管可替換為三極管、MOS管和IGBT等電子開關。電流傳感器和電壓傳感器也可以替換為數字型電流傳感器和數字型電壓傳感器，這樣，控制器就不用模數轉換電路。
[0029]需要說明的是，本實施例適用的條件現在只限于容性負載的用電設備，不能適用于感性用電設備，也不能適用于純阻性用電設備。
[0030]對于本領域的技術人員來說，可根據以上描述的技術方案以及構思，做出其它各種相應的改變以及變形，而所有的這些改變以及變形都應該屬于本實用新型權利要求的保護范圍之內。
【權利要求】
1.容性負載節能電路，其特征在于，包括與電網連接的供電模塊、用于采集電網的電流信號的電流傳感器、用于采集電網的電壓信號的電壓傳感器、控制器、感抗接入點選擇模塊以及與電網連接的電感或電抗器；電流傳感器和電壓傳感器均與控制器連接，供電模塊用于為控制器和感抗接入點選擇模塊提供工作電壓；所述感抗接入點選擇模塊，用于根據控制器輸出的電平信號對電網接入電感或電抗器的接入點進行調整，以調整電感或電抗器的感抗。
2.如權利要求1所述的容性負載節能電路，其特征在于，所述供電模塊由降壓模塊、整流模塊和穩壓模塊依次連接構成，穩壓模塊與控制器和感抗接入點選擇模塊連接。
3.如權利要求1所述的容性負載節能電路，其特征在于，所述感抗接入點選擇模塊包括一驅動芯片和多個接入點導通模塊，所述接入點導通模塊包括光耦模塊和電子開關，其中一電子開關與電網的火線連接，其余的電子開關與電感或電抗器對應的接入點連接，電感或電抗器的一自由端與電網的零線連接；所述驅動芯片，用于根據控制器輸出的電平信號驅動對應的光耦模塊導通和斷開，以使光耦模塊對對應的電子開關的導通和斷開進行控制。
4.如權利要求3所述的容性負載節能電路，其特征在于，所述電子開關為晶閘管、三極管、MOS管和IGBT中的一種。
【文檔編號】H02J3/18GK203839963SQ201420231699
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年5月7日 優先權日:2014年5月7日
【發明者】鐘陽 申請人:鐘陽