高性能的路灯节电器设计与制作
由于路灯工作于夜间时段，工作电压从傍晚点亮时的180v到深夜时的260v，工作环境十分恶劣，不但大大缩短了灯泡的使用寿命，而且造成了电能的极大浪费。针对此现象特设计制作了100a路灯节电器，可用于40盏250w钠灯或汞灯泡的供电线路中。经使用效果良好，不但灯泡损坏率明显降低，节电效果显着，而且大大减少了维修人员的工作量。
下图是100a路灯节电器的电原理图，右图是双面印制板总图。
一、电路原理
目前城市道路照明光源主要是钠灯和汞灯，其工作电路由钠灯或汞灯泡、电感式镇流器、电子触发器等三部分组成，功率因数不接补偿电容时为0.45，接补偿电容时为0.90．整体呈现感性负载性质。本路灯节电器的工作原理，就是在供电回路中，串接一个合适的交流电抗器。电网电压低于235v时，电抗器被短路不起作用；电网电压高于235v时，电抗器投入运行，保证路灯的工作电压不会超过235v。
整个电路由电源、电网电压检测与比较、输出执行机构等三部分组成，电原理图见下图。
电源电路由变压器t1、二极管d1～d4，三端稳压器u1（7812）等元件组成，输出+12v电压，为控制电路供电。
电网电压检测与比较由运放u3（lm324）、u2（tl431）等元件组成。电网电压经电阻r9降压，d5半波整流．c5滤波，得到7v左右的直流电压作为取样检测电压。取样检测电压经以u3b（lm324）组成的低通滤波器滤除纹波．送到比较器u3d（lm324）与基准电压进行比较。比较器基准电压由电压基准源u2（tl431）提供。电位器vr1用于调节取样检测电压的幅度，vr2用于调节基准电压。
输出执行机构由继电器rl1及rl3、大电流航空接触器rl2、交流电抗器l1等组成。当电网电压低于235v时，比较器u3d输出低电平，三机管q1截止，继电器rl1释放，其常闭触点接通航空接触器rl2的供电回路，rl2吸合，电抗器l1被短路不起作用；当电网电压高于235v时，比较器u3d输出高电平，三机管q1导通，继电器rl1吸合，其常闭触点断开航空接触器rl2的供电回路，rl2释放，电抗器l1接入路灯供电回路，过高的电网电压由其承担一部分，保证路灯的工作电压不会超过235v。发光管led1用于指示继电器rl1的工作状态．led2用于指示航空接触器rl2的工作状态，压敏电阻my1用于触点灭弧。
继电器rl3的作用是减小航空接触器rl2的功耗，因为rl2启动线圈电阻仅4ω，保持线圈电阻70ω左右，加直流24v时，启动电流为6a，维持电流也大于300mao通过继电器rl3切换航空接触器rl2的线圈电压，减小保持功耗。原理是：rl2启动时，其常闭辅助触点短路了继电器rl3的线圈，rl3释放，常闭触点把变压器t1的高电压端28v接入rl2的桥式整流输入端；rl2启动后，其常闭辅助触点断开，继电器rl3得电吸合，常开触点把变压器t1的低电压端14v接入rl2的桥式整流输入端，以50%的启动线圈电压，来维持航空接触器rl2的吸合状态。
二、元器件选取
电路元器件除航空接触器rl2、变压器t1、交流电抗器l1外都是普通常用件。
变压器t1用e122×33铁心绕制，初级用φ0.21漆包线绕1250匝，次级用φ0.70漆包线绕160匝，中间抽头。交流电抗器l1用cd25×50 xl00铁心、6x3mm纱包扁铜线绕制，气隙2mm，电感量1.2mh。航空接触器rl2型号为mzj-200n24v，这是一个比较难购买的器件。电路其他元器件参数如附图标注。
三、制作与调试
在原理图所示元器件中，航空接触器rl2、变压器tl、交流电抗器l1、整流桥qll、压敏电阻my1、发光管led2、电阻r15等均不在印制板上，其他元器件都焊接于印制板上，两者通过12线接插件xh3.96-12p连接。航空接触器rl2、交流电抗器l1、输入输出总线之间一定要用150a接线鼻和m8螺栓可靠的连接。
整个电路连接好后，把变压器t1接到调压器上，首先使输出电压为220v，调节电位器vr1，使取样检测电压为7v左右；然后把调压器输出电压调为235v．调节基准电压电位器vr2使继电器rl1刚刚动作即可。
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下图是100a路灯节电器的电原理图，右图是双面印制板总图。
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整个电路由电源、电网电压检测与比较、输出执行机构等三部分组成，电原理图见下图。
电源电路由变压器t1、二极管d1～d4，三端稳压器u1（7812）等元件组成，输出+12v电压，为控制电路供电。
电网电压检测与比较由运放u3（lm324）、u2（tl431）等元件组成。电网电压经电阻r9降压，d5半波整流．c5滤波，得到7v左右的直流电压作为取样检测电压。取样检测电压经以u3b（lm324）组成的低通滤波器滤除纹波．送到比较器u3d（lm324）与基准电压进行比较。比较器基准电压由电压基准源u2（tl431）提供。电位器vr1用于调节取样检测电压的幅度，vr2用于调节基准电压。
输出执行机构由继电器rl1及rl3、大电流航空接触器rl2、交流电抗器l1等组成。当电网电压低于235v时，比较器u3d输出低电平，三机管q1截止，继电器rl1释放，其常闭触点接通航空接触器rl2的供电回路，rl2吸合，电抗器l1被短路不起作用；当电网电压高于235v时，比较器u3d输出高电平，三机管q1导通，继电器rl1吸合，其常闭触点断开航空接触器rl2的供电回路，rl2释放，电抗器l1接入路灯供电回路，过高的电网电压由其承担一部分，保证路灯的工作电压不会超过235v。发光管led1用于指示继电器rl1的工作状态．led2用于指示航空接触器rl2的工作状态，压敏电阻my1用于触点灭弧。
继电器rl3的作用是减小航空接触器rl2的功耗，因为rl2启动线圈电阻仅4ω，保持线圈电阻70ω左右，加直流24v时，启动电流为6a，维持电流也大于300mao通过继电器rl3切换航空接触器rl2的线圈电压，减小保持功耗。原理是：rl2启动时，其常闭辅助触点短路了继电器rl3的线圈，rl3释放，常闭触点把变压器t1的高电压端28v接入rl2的桥式整流输入端；rl2启动后，其常闭辅助触点断开，继电器rl3得电吸合，常开触点把变压器t1的低电压端14v接入rl2的桥式整流输入端，以50%的启动线圈电压，来维持航空接触器rl2的吸合状态。
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