一種智能節(jié)電器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種智能節(jié)電器，包括：第一繼電器，第二繼電器，串聯(lián)的第一電感與第二電感，MCU模塊，以及分別與MCU模塊相連的電源模塊、采集模塊、電力載波模塊和驅(qū)動單元；其中，所述第一電感為過壓繞組，所述第二電感為降功率繞組；所述電源模塊為所述MCU模塊提供工作電壓；所述電力載波模塊接收由集中控制器發(fā)送的電力載波信號，并將所述電力載波信號進行解調(diào)處理后發(fā)送給MCU模塊；以及接收所述MCU模塊反饋的反饋指令，并將所述反饋指令轉(zhuǎn)換成電力載波信號，并通過將其耦合到交流電源線上發(fā)送給所述集中控制器；所述反饋指令為當前放電燈的工作狀態(tài)信息；本實用新型的優(yōu)點是：操作簡單，方便使用。
【專利說明】
一種智能節(jié)電器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ] 本實用新型涉及一種智能節(jié)電器。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著生活水平的不斷提高，人們對城市照明環(huán)境的要求也越來越高，不僅僅需要安全照明，也增添了提升城市形象的照明。有關(guān)部門規(guī)定:在正常照明時段，應(yīng)達到標準規(guī)定的照度，在不需要正常照明時段(例如下半夜)，可僅保留安全的照度，其照度值一般掌握在標準的一半。而目前城市形象照度往往是標準照度的幾倍，遠遠超過國家標準，在只需要保留安全照度的情況下，浪費了大量的能源。因此在不需要城市形象照度的時段，使照度下降到安全照度以達到節(jié)能的目的成為必然。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型的目的是提供一種智能節(jié)電器，其可以解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺點。
[0004]本實用新型采用以下技術(shù)方案:
[0005]—種智能節(jié)電器，包括:第一繼電器，第二繼電器，串聯(lián)的第一電感與第二電感，MCU模塊，以及分別與MCU模塊相連的電源模塊、采集模塊、電力載波模塊和驅(qū)動單元；
[0006]其中，
[0007]所述第一電感為過壓繞組，所述第二電感為降功率繞組；
[0008]所述電源模塊為所述M⑶模塊提供工作電壓；
[0009]所述電力載波模塊接收一電力載波信號，并將所述電力載波信號進行解調(diào)處理后發(fā)送給MCU模塊；以及接收所述MCU模塊反饋的反饋指令，并將所述反饋指令轉(zhuǎn)換成電力載波信號，所述反饋指令為當前放電燈的工作狀態(tài)信息；
[0010]所述MCU模塊依據(jù)所述電力載波模塊發(fā)送的電力載波信號，或接收到的所述采集模塊采集的經(jīng)過隔離保護后的電壓信號，生成相應(yīng)的MCU指令；
[0011]所述驅(qū)動單元接收所述MCU指令，驅(qū)動所述第一繼電器或第二繼電器動作;且所述驅(qū)動單元包括，脈沖方波發(fā)生器和至少一個驅(qū)動模塊；
[0012]所述脈沖方波發(fā)生器的輸出端連接驅(qū)動模塊的第一輸入端，且該脈沖方波發(fā)生器向驅(qū)動模塊的第一輸入端輸入高頻方波脈沖信號，所述驅(qū)動模塊還具有用于輸入低頻驅(qū)動信號的第二輸入端，該驅(qū)動模塊包括信號轉(zhuǎn)換電路單元和驅(qū)動電路單元，信號轉(zhuǎn)換電路單元和驅(qū)動電路單元之間通過脈沖變壓器相連接；
[0013]在所述驅(qū)動模塊的第二輸入端為高電平時，所述信號轉(zhuǎn)換電路單元將所輸入的低頻驅(qū)動信號和高頻方波脈沖信號轉(zhuǎn)換為交流高頻脈沖信號，所述的脈沖變壓器對該交流高頻脈沖信號進行隔離變壓后通過所述的驅(qū)動電路單元輸出驅(qū)動電壓信號;所述的驅(qū)動模塊設(shè)為至少兩個，每個驅(qū)動模塊的第一輸入端分別連接所述脈沖方波發(fā)生器的輸出端，每個驅(qū)動模塊的第二輸入端分別用于輸入相應(yīng)的低頻驅(qū)動信號；
[0014]所述電源模塊包括，一電壓轉(zhuǎn)換單元、一過壓保護單元及一電源供應(yīng)器，所述電壓轉(zhuǎn)換單元的輸入端與所述電源供應(yīng)器相連以接收所述電源供應(yīng)器提供的第一電壓，所述電壓轉(zhuǎn)換單元的輸出端與電子元件相連；
[0015]所述電源模塊包括，一電壓轉(zhuǎn)換單元、一過壓保護單元及一電源供應(yīng)器，所述電壓轉(zhuǎn)換單元的輸入端與所述電源供應(yīng)器相連以接收所述電源供應(yīng)器提供的第一電壓，所述電壓轉(zhuǎn)換單元的輸出端與所述電子元件相連。
[0016]所述第一繼電器和第二繼電器相連的連接點與所述第一電感和第二電感串聯(lián)的一端相連;所述第一電感的另一端與所述第一繼電器的第一靜觸點相連，所述第二電感的另一端與所述第二繼電器的第二靜觸點相連;所述第一繼電器的動觸點與所述采集模塊相連，所述第二繼電器的動觸點與標準電感相連。
[0017]所述電壓轉(zhuǎn)換單元包括:供電電路、儲能升壓電路、正壓產(chǎn)生電路、負壓產(chǎn)生電路和基準電壓產(chǎn)生電路;其中，所述儲能升壓電路包括升壓芯片和電感；
[0018]所述供電電路的輸出端分別與所述升壓芯片的輸入端和所述電感的第一端連接；
[0019]所述電感的第二端分別和所述升壓芯片的控制端、所述正壓產(chǎn)生電路的輸入端、所述負壓產(chǎn)生電路的輸入端和所述基準電壓產(chǎn)生電路的輸入端連接；
[0020]所述供電電路用于提供單極性的輸入電壓；
[0021]所述升壓芯片用于控制所述電感兩端的電壓，并將所述電感兩端的電壓分別提供給所述正壓產(chǎn)生電路、所述負壓產(chǎn)生電路和所述基準電壓產(chǎn)生電路；
[0022]所述正壓產(chǎn)生電路用于根據(jù)所述電感兩端的電壓產(chǎn)生正電壓；
[0023]所述負壓產(chǎn)生電路用于根據(jù)所述電感兩端的電壓產(chǎn)生負電壓；
[0024]所述基準電壓產(chǎn)生電路用于根據(jù)所述電感兩端的電壓產(chǎn)生基準電壓。
[0025]所述正壓產(chǎn)生電路為第一電荷栗電路，其中，所述第一電荷栗電路用于根據(jù)所述電感兩端的電壓產(chǎn)生正電壓，且所述第一電荷栗電路包括N級電荷栗電路，N為大于等于I的正整數(shù)。
[0026]所述第一電荷栗電路的第N級電荷栗電路包括第一電容、第一二極管和第二二極管;其中，
[0027]所述第一電容的負極和所述電感的第二端連接，所述第一電容的正極分別與所述第一二極管的正極和所述第二二極管的負極連接;所述第二二極管的正極與所述第一電荷栗電路的第N-1級電荷栗電路中的第一二極管的負極連接；
[0028]所述第一二極管的負極根據(jù)所述電感兩端的電壓和所述第一電容的正極電壓輸出所述正電壓。
[0029]所述過壓保護單元包括第一一至第一五電子開關(guān)、第一一至第一六電阻及第八二極管，所述第一一電子開關(guān)的第一端通過所述第一一電阻與所述電壓轉(zhuǎn)換單元的輸出端相連并通過所述第一二電阻接地，所述第一一電子開關(guān)的第二端通過所述第一三電阻與所述電源供應(yīng)器相連以接收所述電源供應(yīng)器提供的第二電壓，所述第一二電子開關(guān)的第一端與所述第一一電子開關(guān)的第二端相連，所述第一二電子開關(guān)的第二端通過所述第一四電阻與所述電源供應(yīng)器相連以接收所述第二電壓，所述第一三電子開關(guān)的第一端通過所述第一五電阻與所述電源供應(yīng)器相連以接收所述第二電壓，所述第一三電子開關(guān)的第二端與所述第八二極管的陰極相連，所述第一三電子開關(guān)的第三端與所述電源供應(yīng)器相連以接收所述第二電壓，所述第八二極管的陽極與所述第一二電子開關(guān)的第二端相連，所述第一四電子開關(guān)的第一端與所述第八二極管的陰極相連，所述第一四電子開關(guān)的第二端與所述第一三電子開關(guān)的第一端相連，所述第一五電子開關(guān)的第一端與所述第一四電子開關(guān)的第二端相連，所述第一五電子開關(guān)的第二端通過所述第一六電阻與所述電源供應(yīng)器相連以接收所述第二電壓并與所述電源供應(yīng)器的電源開機信號引腳相連，所述第一一、第一二、第一四及第一五電子開關(guān)的第三端均接地。
[0030]當所述電壓轉(zhuǎn)換單元的輸出端輸出的電壓等于所述電子元件的工作電壓時，所述第一一電子開關(guān)截止，所述第一二電子開關(guān)導通，所述第八二極管截止，所述第一四電子開關(guān)截止，所述第一三電子開關(guān)截止，所述第一五電子開關(guān)導通，所述第一五電子開關(guān)的第二端輸出一低電平信號給所述電源開機信號引腳，所述電源供應(yīng)器正常工作；當所述電壓轉(zhuǎn)換單元的輸出端輸出的電壓大于所述電子元件的工作電壓時，所述第一一電子開關(guān)導通，所述第一二電子開關(guān)截止，所述第八二極管導通，所述第一四電子開關(guān)導通，所述第一三電子開關(guān)導通，所述第一五電子開關(guān)截止，所述第一五電子開關(guān)的第二端輸出一高電平信號給所述電源開機信號引腳，所述電源供應(yīng)器停止電壓輸出。
[0031]所述負壓產(chǎn)生電路為第二電荷栗電路，其中，所述第二電荷栗電路用于根據(jù)所述電感兩端的電壓輸出所述負電壓，且所述第二電荷栗電路包括M級電荷栗電路，M為大于等于I的正整數(shù)。
[0032]所述第二電荷栗電路的每一級電荷栗電路包括第二電容、第三二極管和第四二極管。
[0033]所述第二電容的正極和所述電感的第二端連接，所述第二電容的負極分別與所述第三二極管的正極和所述第四二極管的負極連接;所述第三二極管的負極與所述第二電荷栗電路的第M-1級電荷栗電路中的第三二極管的正極連接；
[0034]所述第四二極管的正極根據(jù)所述第二電容的負極電壓輸出所述負電壓。
[0035]本實用新型的優(yōu)點是:操作簡單，方便使用。
【附圖說明】
[0036]下面結(jié)合實施例和附圖對本實用新型進行詳細說明，其中:
[0037]圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0038]圖2是電源電路的結(jié)構(gòu)框圖。
[0039]圖3是圖2的電路圖。
[0040]圖4是電壓轉(zhuǎn)換單元的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0041]圖5是本實用新型的驅(qū)動單元的電路圖。
[0042]圖6是圖5的驅(qū)動模塊的電路圖。
【具體實施方式】
[0043]下面結(jié)合附圖進一步闡述本實用新型的【具體實施方式】:
[0044]如圖1所示，為本實用新型的實施例公開的一種智能節(jié)電器，主要包括:第一繼電器KA1，第一電感L2，第一繼電線圈101，第二繼電器KA2，第二電感L3，第二繼電線圈102，M⑶模塊103，電源模塊104，電力載波模塊105，采集模塊106和驅(qū)動單元107。
[0045]電源模塊104，電力載波模塊105，采集模塊106，驅(qū)動單元107分別與MCU模塊103相連接，該電源模塊104接收電網(wǎng)(圖1中的L表示火線，N表示零線)中的交流AC220V ± 20 %的電壓，并將接收到的電壓轉(zhuǎn)化成MCU模塊103的工作電壓，以便MCU模塊103正常工作。電力載波模塊105與放電燈控制箱處的集中控制器(圖中未標示)進行通訊，用于發(fā)送和接收電力載波信號。當集中控制器向本實用新型的智能節(jié)電器發(fā)送電力載波信號時，由電力載波模塊105接收集中控制器發(fā)送的電力載波信號，并將該電力載波信號經(jīng)過解調(diào)之后發(fā)送至MCU模塊103，再由MCU模塊103生成相應(yīng)的MCU指令，驅(qū)動輸出信號。當MCU模塊103需要向集中控制器反饋相應(yīng)的信息時，即當前放電燈的工作狀態(tài)信息，由MCU模塊103發(fā)送相關(guān)指令至電力載波模塊105，該電力載波模塊105將接收到的指令轉(zhuǎn)換成電力載波信號，并通過將其耦合到交流電源線上發(fā)送至集中控制器中。通過電力載波模塊105與集中控制器進行通訊，能夠?qū)崿F(xiàn)對放電燈108的遠程控制，即完成放電燈108照明的智能控制。
[0046]采集模塊106主要用于采集線路里的電壓信號，并將采集到的電壓信號經(jīng)過隔離保護后發(fā)送至M⑶模塊1031⑶模塊103主要用于接收經(jīng)過采集模塊106處理的電壓信號和電力載波模塊105發(fā)送的電力載波信號，并依據(jù)接收到的信號生成相應(yīng)的MCU指令，以及通過電力載波模塊105向集中控制器反饋當前放電燈108的工作狀態(tài)信息。
[0047]驅(qū)動單元107主要用于接收MCU模塊103發(fā)送的MCU指令，然后依據(jù)該MCU指令使第一繼電線圈101或第二繼電線圈102得電、失電，進而驅(qū)動第一繼電器KAl或第二繼電器KA2動作。如圖1中所示，第一繼電線圈101和第二繼電線圈102分別與驅(qū)動單元107相連接。
[0048]第一繼電器KAl和第二繼電器KA2，都具有三個觸點，即動觸點，第一靜觸點與第二靜觸點。在本實用新型公開的實施例中，第一繼電器KAl的第二靜觸點與第二繼電器KA2的第一靜觸點相連，第一電感L2與第二電感L3串聯(lián)，且第一繼電器KAl和第二繼電器KA2相連的連接點處與所述第一電感L2和第二電感L3串聯(lián)的一端相連，如圖1所示。
[0049]此外，第一電感L2的另一端則與第一繼電器KAl的第一靜觸點相連，第二電感L3的另一端則與第二繼電器KA2的第二靜觸點相連;而第一繼電器KAl的動觸點則與采集模塊106相連，第二繼電器KA2的動觸點則與放電燈線路中原有的標準電感LI相連。
[0050]需要說明的是，第一電感L2為過壓繞組，當線路電壓過高時，由MCU模塊103發(fā)送相應(yīng)的MCU指令，使驅(qū)動單元107驅(qū)動第一繼電器KAl動作，將第一電感L2接入到線路中。
[0051 ]此外，第二電感L3為降功率繞組，在需要降低放電燈功率的時候，由MCU模塊103控制第二繼電器KA2動作，將第二電感L3接入到線路中。
[0052]如圖2、3所示，所述電源模塊10包括一電壓轉(zhuǎn)換單元12、一過壓保護單元16及一電源供應(yīng)器18。所述電壓轉(zhuǎn)換單元12與所述過壓保護單元16相連。所述電源供應(yīng)器18與所述電壓轉(zhuǎn)換單元12及所述過壓保護單元16均相連。所述電壓轉(zhuǎn)換單元12用于將所述電源供應(yīng)器18提供的第一電壓轉(zhuǎn)換成工作電壓，并將轉(zhuǎn)換后的電壓從所述電壓轉(zhuǎn)換單元12的輸出端輸出。所述過壓保護單元16用于在所述電壓轉(zhuǎn)換單元12的輸出端輸出的電壓大于工作電壓時，控制所述電源供應(yīng)器18停止電壓輸出，從而對進行保護。
[0053]所述過壓保護單元16包括三個作為電子開關(guān)的第一一電子開關(guān)Q13-Q15、兩個作為電子開關(guān)的第一四電子開關(guān)Q16及第一五電子開關(guān)Q17、一第八二極管D及六個電阻Rll-Rl 6。所述第電子開關(guān)Ql 3的基極通過所述第電阻Rl I與所述電壓轉(zhuǎn)換單元12的輸出端相連，并通過所述第一二電阻R12接地。所述第一一電子開關(guān)Q13的集電極通過所述電阻R13與所述電源供應(yīng)器18相連，以接收所述電源供應(yīng)器18提供的第二電壓(例如一 5V_Standby電壓)。所述第電子開關(guān)Ql3的發(fā)射極接地。所述第一二電子開關(guān)Q14的基極與所述第一一電子開關(guān)Q13的集電極相連。所述第一二電子開關(guān)Q14的集電極通過所述第一四電阻R14與所述電源供應(yīng)器18相連以接收所述第二電壓。所述第一二電子開關(guān)Q14的發(fā)射極接地。所述第一三電子開關(guān)Q15的基極通過所述第一五電阻R5與所述電源供應(yīng)器18相連以接收所述第二電壓。所述第一三電子開關(guān)Q15的集電極與所述第八二極管D的陰極相連。所述第一三電子開關(guān)Q15的發(fā)射極與所述電源供應(yīng)器18相連以接收所述第二電壓。所述第八二極管D的陽極與所述第一二電子開關(guān)Q14的集電極相連。所述第一四電子開關(guān)Q16的柵極與所述第一三電子開關(guān)Q15的集電極相連。所述第一四電子開關(guān)Q16的漏極與所述第一三電子開關(guān)Q15的基極相連。所述第一四電子開關(guān)Q16的源極接地。所述第一五電子開關(guān)Q17的柵極與所述第一四電子開關(guān)Ql 6的漏極相連。所述第一五電子開關(guān)為一 MOS管，且其的漏極通過所述電阻第一六R16與所述電源供應(yīng)器18相連以接收所述第二電壓，并與所述電源供應(yīng)器18的PS_0N(Power Supply-ON，電源開機)信號引腳相連。所述MOS管Q17的源極接地。
[0054]在本實施方式中，所述電子開關(guān)叭1、012、016及叭7均為匪03管，所述電子開關(guān)013及Q14均為NPN型三極管，所述第一三電子開關(guān)Q15為一 PNP型三極管。所述電阻Rll的阻值為rl，所述電阻R12的阻值為r2，所述電壓轉(zhuǎn)換單元12的輸出端輸出的電壓為Vout，所述第一一電子開關(guān)Q13的基極接收到的電壓Vl滿足公式一:Vl = Vout Xr2/(rl+r2)。在其它實施方式中，所述MOS管Qll、Q12、Q16及Q17均可替換為NPN型三極管及其它具有相同功能的開關(guān)，所述第一一電子開關(guān)Q13及第一二電子開關(guān)Q14可替換為NMOS管及其它具有相同功能的開關(guān)。所述第一三電子開關(guān)Q15可替換為PMOS管及其它具有相同功能的開關(guān)。電源電路通過所述過壓保護單元在所述電壓轉(zhuǎn)換單元的輸出端輸出的電壓大于所述電子元件的工作電壓時，控制所述電源供應(yīng)器停止電壓輸出，從而有效地避免了因輸入電壓過高而導致所述電子元件受損的狀況發(fā)生。
[0055]如圖4所示，負壓產(chǎn)生電路4為一個能產(chǎn)生負電壓的I級電荷栗電路，其中，電容C2和二極管D2、D3構(gòu)成一個電荷栗電路，則第二電容為C2，且第二電容C2的左端為正極，右端為負極，第三二極管為D2，第四二極管為D3。第二電容C2的正極與電感LI的右端連接，第二電容C2的負極分別與第三二極管D2的正極和第四二極管D3的負極連接，第四二極管D3的正極輸出負電壓，第三二極管D2的負極接地。負壓產(chǎn)生電路4的具體工作原理如下:通過電感LI的輸出電壓先對電容C2充電，電容C2極性為左正右負，然后斷開電感LI對電容C2充電通路；因為電容C2兩端的電壓不能突變，因此，右邊的負極電壓就會通過二極管D3輸出得到負電壓VGL ο若M大于等于2，則第三二極管D2的負極與第M-1級電荷栗電路中的第三二極管的正極連接，如此形成多級電荷栗電路。負壓產(chǎn)生電路4還可以在M級電荷栗電路的輸出端增加電容C3和穩(wěn)壓二極管D8，電容C3用于對輸出的負電壓進行濾波處理，穩(wěn)壓二極管D8實現(xiàn)穩(wěn)壓輸出?；鶞孰妷寒a(chǎn)生電路包括至少一個穩(wěn)壓二極管，穩(wěn)壓二極管的正極與電感的第二端連接，穩(wěn)壓二極管的負極根據(jù)穩(wěn)壓二極管的正極電壓輸出基準電壓。
[0056]基準電壓產(chǎn)生電路5包括穩(wěn)壓二極管Dl，穩(wěn)壓二極管Dl的正極與電感LI的右端連接，負極輸出負電壓VGL?；鶞孰妷寒a(chǎn)生電路5還可以增加一個電容Cl，電容Cl用于對輸出的負電壓進行濾波處理。
[0057]本實施例提供的電壓轉(zhuǎn)換電路，采用多級電荷栗電路分別實現(xiàn)正電壓、負電壓的輸出，通過改變電荷栗電路的級數(shù)來改變輸出的正電壓和負電壓的大小，電路結(jié)構(gòu)簡單，而且靈活可調(diào)。該驅(qū)動電路通過整體電路設(shè)計而實現(xiàn)利用脈沖變壓器來進行信號隔離，因而比起傳統(tǒng)驅(qū)動電路采用光電耦合的信號隔離方式，本實用新型的驅(qū)動電路無需額外獨立電源，從而能夠節(jié)省電源，其工作穩(wěn)定性較好。
[0058]如圖5、6所示，本實用新型的驅(qū)動單元包括，一種驅(qū)動電路，包括一個脈沖方波發(fā)生器MDl和一個驅(qū)動模塊MD2;脈沖方波發(fā)生器MDl的輸出端OUT連接驅(qū)動模塊MD2的第一輸入端INl，驅(qū)動模塊MD2還具有用于輸入低頻驅(qū)動信號DRIVEA的第二輸入端IN2，該驅(qū)動模塊包括信號轉(zhuǎn)換電路單元100和驅(qū)動電路單元200，信號轉(zhuǎn)換電路單元100和驅(qū)動電路單元200之間通過脈沖變壓器TI相連接。
[0059]信號轉(zhuǎn)換電路單元100包括與非門單元111和全橋式逆變電路單元112與非門單元101的兩個輸出端分別連接全橋式逆變電路單元112的兩個輸入端，脈沖變壓器Tl具有原邊繞組和次級繞組，全橋式逆變電路單元112的兩個輸出端分別連接原邊繞組的兩個輸入端，次級繞組的兩個輸出端分別與驅(qū)動電路單元200的兩個輸入端相連接;上述的驅(qū)動電路單元200包括全橋整流電路201和輸出電路202，全橋整流電路201與脈沖變壓器Tl次級繞組的兩個輸出端相連接，該全橋整流電路201具有正極輸出端和負極輸出端，輸出電路202與所述正極輸出端和負極輸出端相連接。
[0060]其中，上述的與非門單元111中，與非門器件UA的第一輸入端即為驅(qū)動模塊MD2的第一輸入端INl，該與非門器件UA的第二輸入端連接與非門器件UB的第一輸入端，與非門器件UB的第一輸入端即為驅(qū)動模塊MD2的第二輸入端IN2，該與非門器件UB的第二輸入端連接與非門器件UA的輸出端。上述的全橋式逆變電路單元112中，門極電阻RlOl和門極電阻R103的一端分別與與非門器件UB的輸出端相連接，門極電阻RlOl的另一端連接P溝道場效應(yīng)管Vl的門極，P溝道場效應(yīng)管Vl的源極連接限流電阻R105的一端，限流電阻R105的另一端連接電源VCC，電源VCC還與限流電阻R106相連接，該限流電阻R106的另一端連接P溝道場效應(yīng)管V2的源極，P溝道場效應(yīng)管V2的門極連接門極電阻R102，門極電阻R102的另一端連接與非門器件UA的輸出端，該與非門器件UA的輸出端還連接門極電阻R104，門極電阻R104的另一端連接N溝道場效應(yīng)管V4的門極，該N溝道場效應(yīng)管V4的源極連接電源地，門極電阻R103的另一端與N溝道場效應(yīng)管V3的門極相連接，該N溝道場效應(yīng)管V3的源極也連接電源地，P溝道場效應(yīng)管V2的漏極和N溝道場效應(yīng)管V4的漏極分別與脈沖變壓器Tl原邊繞組的一端連接，P溝道場效應(yīng)管Vl的漏極和N溝道場效應(yīng)管V3的漏極分別與脈沖變壓器Tl原邊繞組的另一端相連接。
[0061 ] 上述的全橋整流電路201包括四個二極管D101、D102、D10103、D104，脈沖變壓器Tl次級繞組的一端分別連接二極管DlOl的陽極和二極管D103的陰極，二極管DlOl的陰極連接二極管D102的陰極，二極管D102的陽極與二極管D104的陰極分別連接脈沖變壓器Tl次級繞組的另一端，二極管D104的陽極與二極管D103的陽極相連接，在該全橋整流電路201中，二極管DlOl或二極管D102的陽極即為上述的正極輸出端，二極管D103或二極管D104的陰極即為上述的負極輸出端。
[0062]上述的輸出電路202包括二極管D105、P溝道場效應(yīng)管V5、電阻R107以及電阻R108，二極管D105的陽極連接上述的正極輸出端、P溝道場效應(yīng)管V5的門極以及電阻R107，電阻R107的另一端連接上述的負極輸出端和P溝道場效應(yīng)管V5的漏極，二極管D105的陰極連接P溝道場效應(yīng)管V5的源極以及電阻R108，電阻R108的另一端G以及上述的負極輸出端E之間形成驅(qū)動電壓信號輸出端。場效應(yīng)管V1、V2、V3、V4和V5可為M0SFET。
[0063]該驅(qū)動電路，主要是驅(qū)動模塊的工作原理為:驅(qū)動模塊MD2的第一輸入端INl與脈沖方波發(fā)生器MDl的輸出端OUT相連，驅(qū)動模塊MD2的第二輸入端IN2與外部低頻驅(qū)動信號相連，通常情況下，脈沖方波發(fā)生器MDl輸出的脈沖方波的頻率范圍為十幾千赫茲到幾十千赫茲，而與輸入端IN2相連的外部低頻驅(qū)動信號DRIVEA的頻率范圍在零點幾赫茲到幾百赫茲之間；在驅(qū)動模塊MD2的第二輸入端IN2為高電平的條件下:當驅(qū)動模塊MD2的第一輸入端INl為高電平時，與非門器件UA的輸出腳為低電平，而與非門器件UB的輸出腳則為高電平；當驅(qū)動模塊MD2的第一輸入端INl為低電平時，與非門器件UA的輸出腳為高電平，而與非門器件UB的輸出腳則為低電平。所以在輸入端IN2為高電平時，與非門器件UA和UB的輸出腳輸出兩路頻率和脈寬與所述第一輸入端INl相同的直流高頻脈沖互補信號，這兩路互補的信號通過門極電阻R101、R102、R103及R104驅(qū)動由P溝道場效應(yīng)管V1、V2以及N溝道場效用管V3、V4所組成的全橋逆變電路，進而將直流高頻脈沖信號逆變?yōu)榻涣鞲哳l脈沖信號，交流高頻脈沖信號再經(jīng)由脈沖變壓器Tl隔離變壓，脈沖變壓器Tl輸出的交流高頻脈沖信號經(jīng)二極管D101、D102、D103和D104組成的全橋整流電路201整流后，其正極輸出端則有正電壓輸出，此時P溝道場效應(yīng)管V5由于門極和源極電壓相同而處于截止狀態(tài)，所以此時在驅(qū)動電壓信號輸出端G和E上就有驅(qū)動電壓，最終使所驅(qū)動的功率管導通;在驅(qū)動模塊MD2的第二輸入端IN2為低電平的條件下:與非門器件UA和UB的輸出腳都輸出高電平，從而使逆變橋上的場效應(yīng)管V3和V4導通，因而脈沖變壓器Tl原邊繞組兩端都與電源地相連而無電壓，此時脈沖變壓器Tl輸出端也沒有電壓，致使P溝道場效應(yīng)管V5的門極和源極之間產(chǎn)生電壓差而使其導通，使驅(qū)動電壓信號輸出端G與E通過R108導通，S卩G和E之間間失去電壓，最終導致所驅(qū)動的功率管處于阻斷狀態(tài)?？傊?，驅(qū)動電壓信號輸出端G和E之間輸出的驅(qū)動電壓信號跟隨驅(qū)動模塊MD2第二輸入端IN2上的低頻驅(qū)動信號，當該第二輸入端IN2為高電平時，驅(qū)動模塊的G和E上就有驅(qū)動信號，反之則無驅(qū)動信號，從而實現(xiàn)了驅(qū)動電路的目的。本實施例提供的電壓轉(zhuǎn)換電路，采用多級電荷栗電路分別實現(xiàn)正電壓、負電壓的輸出，通過改變電荷栗電路的級數(shù)來改變輸出的正電壓和負電壓的大小，電路結(jié)構(gòu)簡單，而且靈活可調(diào)。該驅(qū)動電路通過整體電路設(shè)計而實現(xiàn)利用脈沖變壓器來進行信號隔離，因而比起傳統(tǒng)驅(qū)動電路采用光電耦合的信號隔離方式，本實用新型的驅(qū)動電路無需額外獨立電源，從而能夠節(jié)省電源，其工作穩(wěn)定性較好。
[0064]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種智能節(jié)電器，其特征在于，包括:第一繼電器，第二繼電器，串聯(lián)的第一電感與第二電感，MCU模塊，以及分別與MCU模塊相連的電源模塊、采集模塊、電力載波模塊和驅(qū)動單元； 其中， 所述第一電感為過壓繞組，所述第二電感為降功率繞組； 所述電源模塊為所述MCU模塊提供工作電壓； 所述電力載波模塊接收一電力載波信號，并將所述電力載波信號進行解調(diào)處理后發(fā)送給MCU模塊；以及接收所述MCU模塊反饋的反饋指令，并將所述反饋指令轉(zhuǎn)換成電力載波信號，所述反饋指令為當前放電燈的工作狀態(tài)信息； 所述MCU模塊依據(jù)所述電力載波模塊發(fā)送的電力載波信號，或接收到的所述采集模塊采集的經(jīng)過隔離保護后的電壓信號，生成相應(yīng)的MCU指令； 所述驅(qū)動單元接收所述MCU指令，驅(qū)動所述第一繼電器或第二繼電器動作;且所述驅(qū)動單元包括，脈沖方波發(fā)生器和至少一個驅(qū)動模塊； 所述脈沖方波發(fā)生器的輸出端連接驅(qū)動模塊的第一輸入端，且該脈沖方波發(fā)生器向驅(qū)動模塊的第一輸入端輸入高頻方波脈沖信號，所述驅(qū)動模塊還具有用于輸入低頻驅(qū)動信號的第二輸入端，該驅(qū)動模塊包括信號轉(zhuǎn)換電路單元和驅(qū)動電路單元，信號轉(zhuǎn)換電路單元和驅(qū)動電路單元之間通過脈沖變壓器相連接； 在所述驅(qū)動模塊的第二輸入端為高電平時，所述信號轉(zhuǎn)換電路單元將所輸入的低頻驅(qū)動信號和高頻方波脈沖信號轉(zhuǎn)換為交流高頻脈沖信號，所述的脈沖變壓器對該交流高頻脈沖信號進行隔離變壓后通過所述的驅(qū)動電路單元輸出驅(qū)動電壓信號;所述的驅(qū)動模塊設(shè)為至少兩個，每個驅(qū)動模塊的第一輸入端分別連接所述脈沖方波發(fā)生器的輸出端，每個驅(qū)動模塊的第二輸入端分別用于輸入相應(yīng)的低頻驅(qū)動信號； 所述電源模塊包括，一電壓轉(zhuǎn)換單元、一過壓保護單元及一電源供應(yīng)器，所述電壓轉(zhuǎn)換單元的輸入端與所述電源供應(yīng)器相連以接收所述電源供應(yīng)器提供的第一電壓，所述電壓轉(zhuǎn)換單元的輸出端與電子元件相連； 所述電源模塊包括，一電壓轉(zhuǎn)換單元、一過壓保護單元及一電源供應(yīng)器，所述電壓轉(zhuǎn)換單元的輸入端與所述電源供應(yīng)器相連以接收所述電源供應(yīng)器提供的第一電壓，所述電壓轉(zhuǎn)換單元的輸出端與所述電子元件相連。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述智能節(jié)電器，其特征在于，所述第一繼電器和第二繼電器相連的連接點與所述第一電感和第二電感串聯(lián)的一端相連;所述第一電感的另一端與所述第一繼電器的第一靜觸點相連，所述第二電感的另一端與所述第二繼電器的第二靜觸點相連;所述第一繼電器的動觸點與所述采集模塊相連，所述第二繼電器的動觸點與標準電感相連。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的智能節(jié)電器，其特征在于，所述電壓轉(zhuǎn)換單元包括:供電電路、儲能升壓電路、正壓產(chǎn)生電路、負壓產(chǎn)生電路和基準電壓產(chǎn)生電路;其中，所述儲能升壓電路包括升壓芯片和電感； 所述供電電路的輸出端分別與所述升壓芯片的輸入端和所述電感的第一端連接；所述電感的第二端分別和所述升壓芯片的控制端、所述正壓產(chǎn)生電路的輸入端、所述負壓產(chǎn)生電路的輸入端和所述基準電壓產(chǎn)生電路的輸入端連接； 所述供電電路用于提供單極性的輸入電壓； 所述升壓芯片用于控制所述電感兩端的電壓，并將所述電感兩端的電壓分別提供給所述正壓產(chǎn)生電路、所述負壓產(chǎn)生電路和所述基準電壓產(chǎn)生電路； 所述正壓產(chǎn)生電路用于根據(jù)所述電感兩端的電壓產(chǎn)生正電壓； 所述負壓產(chǎn)生電路用于根據(jù)所述電感兩端的電壓產(chǎn)生負電壓； 所述基準電壓產(chǎn)生電路用于根據(jù)所述電感兩端的電壓產(chǎn)生基準電壓。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的智能節(jié)電器，其特征在于，所述正壓產(chǎn)生電路為第一電荷栗電路，其中，所述第一電荷栗電路用于根據(jù)所述電感兩端的電壓產(chǎn)生正電壓，且所述第一電荷栗電路包括N級電荷栗電路，N為大于等于I的正整數(shù)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的智能節(jié)電器，其特征在于，所述第一電荷栗電路的第N級電荷栗電路包括第一電容、第一二極管和第二二極管;其中， 所述第一電容的負極和所述電感的第二端連接，所述第一電容的正極分別與所述第一二極管的正極和所述第二二極管的負極連接;所述第二二極管的正極與所述第一電荷栗電路的第N-1級電荷栗電路中的第一二極管的負極連接； 所述第一二極管的負極根據(jù)所述電感兩端的電壓和所述第一電容的正極電壓輸出所述正電壓。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的智能節(jié)電器，其特征在于，所述過壓保護單元包括第一一至第一五電子開關(guān)、第一一至第一六電阻及第八二極管，所述第一一電子開關(guān)的第一端通過所述第一一電阻與所述電壓轉(zhuǎn)換單元的輸出端相連并通過所述第一二電阻接地，所述第一一電子開關(guān)的第二端通過所述第一三電阻與所述電源供應(yīng)器相連以接收所述電源供應(yīng)器提供的第二電壓，所述第一二電子開關(guān)的第一端與所述第一一電子開關(guān)的第二端相連，所述第一二電子開關(guān)的第二端通過所述第一四電阻與所述電源供應(yīng)器相連以接收所述第二電壓，所述第一三電子開關(guān)的第一端通過所述第一五電阻與所述電源供應(yīng)器相連以接收所述第二電壓，所述第一三電子開關(guān)的第二端與所述第八二極管的陰極相連，所述第一三電子開關(guān)的第三端與所述電源供應(yīng)器相連以接收所述第二電壓，所述第八二極管的陽極與所述第一二電子開關(guān)的第二端相連，所述第一四電子開關(guān)的第一端與所述第八二極管的陰極相連，所述第一四電子開關(guān)的第二端與所述第一三電子開關(guān)的第一端相連，所述第一五電子開關(guān)的第一端與所述第一四電子開關(guān)的第二端相連，所述第一五電子開關(guān)的第二端通過所述第一六電阻與所述電源供應(yīng)器相連以接收所述第二電壓并與所述電源供應(yīng)器的電源開機信號引腳相連，所述第一一、第一二、第一四及第一五電子開關(guān)的第三端均接地。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的智能節(jié)電器，其特征在于，當所述電壓轉(zhuǎn)換單元的輸出端輸出的電壓等于所述電子元件的工作電壓時，所述第一一電子開關(guān)截止，所述第一二電子開關(guān)導通，所述第八二極管截止，所述第一四電子開關(guān)截止，所述第一三電子開關(guān)截止，所述第一五電子開關(guān)導通，所述第一五電子開關(guān)的第二端輸出一低電平信號給所述電源開機信號引腳，所述電源供應(yīng)器正常工作；當所述電壓轉(zhuǎn)換單元的輸出端輸出的電壓大于所述電子元件的工作電壓時，所述第一一電子開關(guān)導通，所述第一二電子開關(guān)截止，所述第八二極管導通，所述第一四電子開關(guān)導通，所述第一三電子開關(guān)導通，所述第一五電子開關(guān)截止，所述第一五電子開關(guān)的第二端輸出一高電平信號給所述電源開機信號引腳，所述電源供應(yīng)器停止電壓輸出。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的智能節(jié)電器，其特征在于，所述負壓產(chǎn)生電路為第二電荷栗電路，其中，所述第二電荷栗電路用于根據(jù)所述電感兩端的電壓輸出所述負電壓，且所述第二電荷栗電路包括M級電荷栗電路，M為大于等于I的正整數(shù)。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的智能節(jié)電器，其特征在于，所述第二電荷栗電路的每一級電荷栗電路包括第二電容、第三二極管和第四二極管。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的智能節(jié)電器，其特征在于，所述第二電容的正極和所述電感的第二端連接，所述第二電容的負極分別與所述第三二極管的正極和所述第四二極管的負極連接;所述第三二極管的負極與所述第二電荷栗電路的第M-1級電荷栗電路中的第三二極管的正極連接； 所述第四二極管的正極根據(jù)所述第二電容的負極電壓輸出所述負電壓。
【文檔編號】H05B37/02GK205648140SQ201620140763
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年2月25日
【發(fā)明人】苗迪
【申請人】上海贊迪網(wǎng)絡(luò)科技有限公司