室内单灯控制开关存在的问题

　　随着经济的发展，能源紧缺已成为当前社会极严峻的问题，从中央到地方政府各部门都把节能作为关注重点。节能是一个系统工程，方方面面都必须综合考虑，力求最优化，任何所涉及的因素如发明专利的技术不能放过。然而，在解决问题的过程中，都可能遇到一些难题，必须尽力地去突破。

１　在照明节能工程中、室内单灯控制开关存在的问题

　　（1）目前楼道、走廊所用的各种节能延时开关（触摸式、声光控式、感应式等）只能控制 白炽灯，不能控制节能灯具。

　　近几年来，国家紧抓照明节能工程并出台了多项政策，推广电子荧光灯、ＬＥＤ灯等节能灯具，决心尽快地废弃白炽灯。因为白炽灯的耗能是电子荧光灯的五倍，白炽灯的光是 灯丝烧至“白炽”状态下发出的光，绝大多数电能以热能形式消耗掉。而且，因为白炽灯的灯丝是耐热的钨金属，它的电阻值随温度而变化，其电阻值随温度升高而增大，在未点燃前的阻值仅为点燃后照明时的约１/１０。因此，在全压启动瞬时的冲击电流是照明时的十多倍，这就是为什么白炽灯的寿命短，开关易损坏，楼道所用各种延时节能开关损坏率极高（一般额定功率设计值为１００W，灯具常用２５W的）。

　　用节能灯具取代白炽灯的任务是紧迫的，然而，绝大多数人并不知道，除了必须加强科普常识宣传外，还需要解决一些尴尬问题，如楼道现在所用的各种节能延时开关（如触摸式、声光控式、感应式等）以及室内所用调光开关，都只能控制白炽灯，如果换成节能灯，都将出现不断闪烁，无法关闭的情况。为什么白炽灯不闪烁而节能灯闪烁，那是因为其“双端电子开关”是与灯具负载相串联，在它关断状态时还有小的静态工作电流（必要的），除开关本身存在功耗外，灯具上还存在功耗，它能使耗能小的节能灯具“闪烁”，却不能使耗能较大的白炽灯发微光，白炽灯看似已“关闭”，实际上仍在耗能。现有的各种节能延时开关、调光开关等“双端电子开关”，在关断时的耗能，一般大于０．３W，据统计，全国每天的静态耗能数量是可观的。

　　（2）室内用键式 开关控制灯具的种种弊病，难以使照明“低碳化”。

　　室内照明都用键式开关，它简单、价廉，但并不经济实惠，其资源耗损很大，弊病很多，有较大的节能空间。因为它简单，生产厂家千千万万，产品五花八门，都热衷于做外观表面文章，而开关的质量好坏，关键在于弹簧和触头，并取决弹簧的材质和触点镀料（镀银最好）。一般用户和房地产商为省钱，都用便宜的，很快就因弹簧损坏触头或打火被氧化失灵而丢弃，讲究一点的用户，在装修时都要统统换高档一些的，一个个带着变得锈迹斑斑的金属材料废弃成垃圾而损失掉；特别是一些大型照明用户，因键式开关触头打火而酿成火灾事故，造成巨大经济损失；键式开关没有任何人性化功能，因此造成的损失也很多：如断电时，因忘记关灯，来电后造成“人走灯长亮”的浪费现象；白天天暗时开着灯，天变得很亮了还开着灯的现象普遍存在；用键式开关作终端，其智能控制系统必须备有电子功率驱动电路来接通或断开相应灯具的电源，使智能控制系统变得庞大、功率加大，控制负荷量受到限制，费用加大，难于推广等。

2 用“双端电子开关”取代键式开关的优越性

　　其优越性在于可将其电子化、模块化、产品标准化、规模化生产，可大大降低开关的生产成本；由于不用弹簧、不用触头、不打火，可延长开关和灯具寿命，减少火灾事故造成的损失，节约金属资源；可实现人性化、智能化、节能化；可与外部电子、电脑相兼容，实现集中监控、管理，最大限度地节约电能；使智能控制系统变得简便、经济、易于推广。

３　可以控制电子荧光灯等节能灯具的“双端电子开关”的设计是一大难题

　　因为“双端电子开关电路”在“关”状态时，需有少量的电流，在“开”状态时需存在压降，否则就不能维持正常工作状态，它不能像键式开关那样“关”电阻是无穷大，“开”电阻是零，只能是尽量接近其值，“关”电阻越大其静态功耗就越小，不至使低耗能负载无法“关闭”；“开”电阻越小，其开关压降就越小，波形畸变和谐波污染就小。而这两者在电路设计中是极相矛盾的，只能兼顾，所以开、关特性不理想，这就是现有各种“双端电子开关（各种节能延时开关、调光开关）”不能控制电子荧光灯等耗能小的灯具负载的原因，它将不断闪烁，无法关闭，只能控制耗能较大的白炽灯，“关”状态时仍有较大耗能，但不发微光，似乎是“关闭”。所以，尽管“双端电子开关”只有两个端子，可直接取代键式开关，与负载相串联，使用简便、经济，但应用很受局限，极少应用。而大多数是用“三端”电子开关，它不是与负载相串联，不能直接取代键式开关，联线多而麻烦，它的静态耗能大，但静态电流并不流过负载，不至于使负载无法“关闭”。与灯具安装在一体的人体感应式延时节能开关就是“三端”电子开关。

４　问题期待解决

　　业内人士和专家学者们一直在寻求一种使开、关特性极优化、静态功耗极小的设计方案，以开拓“双端电子开关”的应用领域，特别是能控制电子荧光灯等低耗能灯具，尽快取代白炽灯。可喜的是，于２００９年已公示一项获准国家发明专利权的技术“一种双端电子开关”，其应用项目有“双端节能延时开关”，“智能双端照明开关”，“呼、应开关系统”等。它的开关特性好，静态耗能小于０．０１W，导通压降小于２．５V，可控制各种低耗能负载，如各种节能灯具、蜂鸣器、小灵敏继电器等，它填补了目前尚无能控制电子荧光等节能灯具的“双端电子开关”的空白。只是目前还没有被人们所了解，没有产业化。一旦产业化后它将突破瓶颈，将照明控制引向更低碳化、智能化。

　　（１）触摸式（或按钮式）双端节能延时开关（用于楼道、过厅等处）

　　1）触摸（或按钮）后，照明约７０便自动关灯。

　　2）它可以控制白炽灯、电子荧光ＬＥＤ灯、蜂鸣器等负载。而现有的各种双端延时开关（如触摸式、声光控式、感应式）都只能控制即将被世界废弃的白炽灯泡，如果换用电子荧光灯，则不断地闪烁、无法关闭。

　　3）抑制大电流、电压的冲击，使开关和灯具长寿。现有的各种延时节能开关的损坏率极高，灯具使用寿命短。

　　4）多处按钮并联可实现多处控制（数量不限）

　　5）接通“锁开关”可实现持续照明；断开后仍提供短时照明。现有的各种延时开关，无法实现此功能。这一需求在许多年前就有人们提出（要扫地、搬运、逃生等），研究人员也作过努力，但问题在于加键式照明开关旁路，成本太大，体积加大，用电子技术控制，却维持不了导通状态，这是双端开关电路的难点。

　　6）静态功耗小于０．０１W，现有的各种节能延时开关的静态功耗大于０．３W。

　　7）控制蜂鸣器则可作 门铃。现有的各种节能延时开关，将使蜂鸣器不断的低鸣，无法停息。

　　（２）触摸（或按钮）式智能双端照明开关（适用于室内）

　　1）两个端子可直接取代机械键式开关，与灯具相串联。

　　2）无触点，不打火，可避免火灾事故，光强禁开、光强自关，可避免光亮够而开着灯，日光足够还不关灯的浪费现象，节约电能。尤其适用于大型集体照明用户（楼堂、馆、所、学校、机关）。

　　3）可以控制白炽灯、荧光灯、ＬＥＤ灯、蜂鸣器等负载，但是现有的双端开关（如调光开关）则只能控制白炽灯泡。

　　4）抑制大电流、电压的冲击，使开关和灯具长寿。

　　5）具有种种人性化，智能化功能：如智能指示；光强禁开、光强自关节约电能；断电自关可避免忘却关灯而造成“无人灯常亮”的浪费现象；关灯后仍然持续照明几秒钟，免去用户关灯怪上变黑的烦恼，以保护视觉神经等。

　　6）多处按钮并联可实现多处控制（数量不限）。键式开关要实现多处控制联线是很麻烦的。

　　7）可集中监控，电脑管理。

　　8）静态功耗小于０．０１W.

　　（3）呼、应双方以按钮联系，只需联一根线。响应器可以使用闪烁灯、蜂鸣器等，分短时呼应叫型、持续呼叫型，该产品适用于老弱病残用户、医院、保安等场所。