專利名稱：氣體放電燈的照明器具節(jié)能調(diào)光通信控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及建筑、道路照明的燈光節(jié)能調(diào)光管理領(lǐng)域，具體地說是一種氣體放電燈的照明器具節(jié)能調(diào)光通信控制器。
背景技術(shù)：
我們的地球資源在日益消耗，能源已是人類大力關(guān)注的對(duì)象，全世界都在為節(jié)約能源設(shè)計(jì)出各種各樣的節(jié)能方法。隨著城市的不斷延伸擴(kuò)大延伸，照明用電占的比例越來越大，尤其是道路照明及城市的亮化工程。如何利用一套合理的、科學(xué)的管理手段，在人流量、車流量稀少的后半夜，調(diào)節(jié)照明的燈光亮度，甚至針對(duì)性的選擇關(guān)燈操作，來實(shí)現(xiàn)照明的節(jié)能控制。城市建筑、道路所使用的燈具大多為氣體放電燈，大多為通過電感型整流器進(jìn)行工作。對(duì)于節(jié)能的控制、管理，目前比較先進(jìn)的方式是采用改變電感量的控制，調(diào)節(jié)燈光亮度，達(dá)到節(jié)能的目的。而改變電感量控制的電感型整流器，是通過繼電器觸點(diǎn)的控制方式實(shí)現(xiàn)，由于受到繼電器觸點(diǎn)壽命的限制，使用的故障率相對(duì)要高一些，而且在已有的燈光設(shè)備上安裝，則需要增加一個(gè)電感或更換原來整流器，這樣會(huì)增加設(shè)備的體積，也會(huì)增加安裝成本。
對(duì)于路燈亮燈率的考核，目前較為先進(jìn)的做法是通過電力載波前端控制器的電流互感器檢測(cè)的信號(hào)來確定，如果測(cè)量控制設(shè)備安裝在燈桿的底部，因燈具補(bǔ)償電容存在的原因，當(dāng)燈泡或整流器斷開時(shí)，檢測(cè)燈電流的電流互感器還是有電流信號(hào)的存在，給電路判斷燈具的故障帶來一定困難，因?yàn)闊綦娏髋c燈泡的使用時(shí)間有關(guān)，燈電流隨著時(shí)間也會(huì)發(fā)生變化，這樣會(huì)導(dǎo)致檢測(cè)結(jié)果的不確定性。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的旨在提供一種通過對(duì)燈光現(xiàn)場(chǎng)光亮度的實(shí)際需求，以選擇性地調(diào)節(jié)交流負(fù)載的導(dǎo)通周波個(gè)數(shù)，可以滿負(fù)荷開燈及全關(guān)燈控制，實(shí)現(xiàn)燈光節(jié)能調(diào)光控制；測(cè)量負(fù)載電流、電壓的工作參數(shù)，通過模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量(A/D轉(zhuǎn)換)，單片微機(jī)芯片軟件的自動(dòng)分析處理，自動(dòng)分析判斷燈具內(nèi)電氣設(shè)備的工作狀態(tài)，獲知燈具故障的有關(guān)信息；通過對(duì)燈具故障的有關(guān)信息自動(dòng)處理，可自動(dòng)關(guān)斷負(fù)載電源，以保護(hù)電子觸發(fā)器的不間斷觸發(fā)而造成電子觸發(fā)器的損壞。建立相關(guān)設(shè)備的數(shù)字通信管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，達(dá)到科學(xué)的系統(tǒng)節(jié)能控制和管理的目的。
實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型目的之硬件部分的具體技術(shù)方案是本實(shí)用新型包括單片微機(jī)芯片M1、光耦合過零觸發(fā)電路O1、雙向可控硅及其浪涌電流保護(hù)電路K1、220VAC電壓信號(hào)檢測(cè)電路V1、電流檢測(cè)信號(hào)放大處理電路I1、電流檢測(cè)信號(hào)測(cè)量電阻R1、電流互感器T1、電力載波驅(qū)動(dòng)接收處理電路N1、電源模塊P1、可擦寫EEPROM存儲(chǔ)器E1、參考電壓源V2，其特點(diǎn)是交流電源220VAC的“N”連接雙向可控硅及其浪涌電流保護(hù)電路K1的“J1”，雙向可控硅及其浪涌電流保護(hù)電路K1的“J2”連接燈具補(bǔ)償電容C1、電子觸發(fā)器G1、氣體放電燈泡A1，電子觸發(fā)器G1、氣體放電燈泡A1的另一端連接電感整流器L1，電感整流器L1的另一端連接燈具補(bǔ)償電容C1、電流互感器T1的一次側(cè)，電流互感器T1的一次側(cè)的另一端接熔斷保險(xiǎn)器F1的“B”，熔斷保險(xiǎn)器F1的另一端接交流電源“A”，光耦合過零觸發(fā)電路O1的一端接雙向可控硅及其浪涌電流保護(hù)電路K1的“J3”，另一端接單片微機(jī)芯片M1，電流檢測(cè)信號(hào)放大處理電路I1的一端并接電流檢測(cè)信號(hào)測(cè)量電阻R1，另一端接單片微機(jī)芯片M1，電流檢測(cè)信號(hào)測(cè)量電阻R1與電流互感器T1的二次側(cè)相并，220VAC電壓信號(hào)檢測(cè)電路V1一端通過熔斷保險(xiǎn)器F1接交流電源，另一端接接單片微機(jī)芯片M1，電力載波驅(qū)動(dòng)接收處理電路N1的一端通過熔斷保險(xiǎn)器F1接交流電源，另一端接單片微機(jī)芯片M1，電源模塊P1的一端通過熔斷保險(xiǎn)器F1接交流電源，產(chǎn)生并提供直流電源電壓“+VDC”、“VCC”、“AVDD”，“AVDD”接參考電壓源V2產(chǎn)生參考電壓“VREF”，單片微機(jī)芯片M1接可擦寫EEPROM存儲(chǔ)器E1。
本實(shí)用新型裝接在每個(gè)照明器具的交流電源的進(jìn)線處，對(duì)于路燈的控制，本實(shí)用新型可以直接安裝在燈具罩內(nèi)，也可以直接安裝在燈桿底部而不需要改變補(bǔ)償電容的接線，通過電力載波通信，本實(shí)用新型的調(diào)功控制(即調(diào)節(jié)交流負(fù)載導(dǎo)通的周波個(gè)數(shù))輸出，來調(diào)節(jié)氣體放電燈的照明亮度，進(jìn)行降功率運(yùn)行，以作節(jié)能控制；通過燈電流和電源電壓的信號(hào)檢測(cè)，經(jīng)單片微機(jī)芯片的軟件處理，可以獲得照明器具正常工作與否的信息，一旦照明器具出現(xiàn)故障，會(huì)自動(dòng)將有關(guān)信息傳至管理中心。本實(shí)用新型可靠性程度高，通過正確調(diào)節(jié)交流負(fù)載導(dǎo)通的周波個(gè)數(shù)，也可選擇關(guān)燈控制，這樣可以根據(jù)道路燈光要求，進(jìn)行分時(shí)段的燈光調(diào)節(jié)，能有效地提高節(jié)能效果，而對(duì)電網(wǎng)無高次諧波污染，是綠色環(huán)保產(chǎn)品。


附圖為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖參閱附圖，從220VAC引入，經(jīng)過熔斷保險(xiǎn)器F1，電源模塊P1產(chǎn)生電力載波的通信電源“+VDC”、數(shù)字直流電源“VCC”、模擬直流電源“AVDD”三組直流電壓，“AVDD”接參考電壓源V2產(chǎn)生參考電壓“VREF”，“+VDC”、“VCC”為電力載波驅(qū)動(dòng)接收處理電路N1提供電源，“VCC”為單片微機(jī)芯片M1、可擦寫EEPROM存儲(chǔ)器E1、光耦合過零觸發(fā)電路O1提供電源，“AVDD”為單片微機(jī)芯片M1、參考電壓源V2、電流檢測(cè)信號(hào)放大處理電路I1及220VAC電壓信號(hào)檢測(cè)電路V1提供直流工作電源，參考電壓源V2產(chǎn)生的參考電壓“VREF”為單片微機(jī)芯片M1、電流檢測(cè)信號(hào)放大處理電路I1及220VAC電壓信號(hào)檢測(cè)電路V1提供參考電壓；“DGND”為數(shù)字電源地，“AGND”模擬信號(hào)地，“DGND”和“AGND”在電路板某一個(gè)合理的位置連接。
從220VAC引入經(jīng)過熔斷保險(xiǎn)器F1，連接電力載波驅(qū)動(dòng)接收處理電路N1，電力載波驅(qū)動(dòng)接收處理電路N1再連接單片微機(jī)芯片M1，單片微機(jī)芯片M1對(duì)可擦寫EEPROM存儲(chǔ)器E1進(jìn)行有關(guān)信息讀寫保存，參考電壓源V2為單片微機(jī)芯片M1的模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器(A/D轉(zhuǎn)換)提供采樣參考電壓。
從220VAC引入經(jīng)過熔斷保險(xiǎn)器F1，連接照明器具的電力電源線穿過電流互感器T1磁環(huán)，將此感應(yīng)的微電壓信號(hào)通過電流檢測(cè)信號(hào)測(cè)量電阻R1、電流檢測(cè)信號(hào)放大處理電路I1，提取照明器具電流信號(hào)，供包含有模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換(A/D)的單片微機(jī)芯片M1采樣；通過供電線路220VAC的“A”、“N”，連接的220VAC電壓信號(hào)檢測(cè)電路V1產(chǎn)生的交流電源信號(hào)，供包含有模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換(A/D)的單片微機(jī)芯片M1采樣，通過對(duì)上述兩組信號(hào)源的處理，單片微機(jī)芯片M1利用負(fù)載電源的交流電壓、交流電流的參數(shù)特性，進(jìn)行軟件的運(yùn)算、分析、判斷，檢測(cè)照明器具的工作正常與否。
從220VAC引入的電力線經(jīng)過熔斷保險(xiǎn)器F1、電流互感器一次側(cè)、氣體放電燈A1及其相關(guān)電氣設(shè)備，接雙向可控硅及其浪涌電流保護(hù)電路K1的“J2”，雙向可控硅及其浪涌電流保護(hù)電路K1的“J1”與220VAC引入的電力線“N”相連組成本實(shí)用新型的電力主回路，由雙向可控硅及其浪涌電流保護(hù)電路K1的“J1”、“J2”之間的無觸點(diǎn)導(dǎo)通、負(fù)載電力電源的周波選擇性導(dǎo)通和關(guān)閉控制，實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的電力主回路直接的控制，而雙向可控硅及其浪涌電流保護(hù)電路K1的被控，是根據(jù)本實(shí)用新型通過電力載波通信的信息和由單片微機(jī)芯片M1自動(dòng)檢測(cè)照明器具的工作正常與否，經(jīng)由光耦合過零觸發(fā)電路O1的控制輸出完成，實(shí)現(xiàn)對(duì)本實(shí)用新型的電力主回路的控制。以此根據(jù)燈光使用要求，改變氣體放電燈A1的輸出功率，來達(dá)到照明節(jié)能的功效，以及自動(dòng)保護(hù)燈具相關(guān)的電氣設(shè)備。
單片微機(jī)芯片M1用來完成本實(shí)用新型的通信控制及通信數(shù)據(jù)的軟件處理、管理和硬件信號(hào)的輸入、輸出；對(duì)燈光設(shè)備的調(diào)節(jié)輸出控制；檢測(cè)處理照明器具的工作狀態(tài)信號(hào)和自動(dòng)控制；地址編碼和工作模式設(shè)定的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等。所有上述功能，都是由固化在單片微機(jī)芯片M1內(nèi)部的計(jì)算機(jī)軟件，進(jìn)行各種功能運(yùn)行、操作、控制。
權(quán)利要求一種氣體放電燈的照明器具節(jié)能調(diào)光通信控制器，包括單片微機(jī)芯片(M1)、光耦合過零觸發(fā)電路(01)、雙向可控硅及其浪涌電流保護(hù)電路(K1)、220VAC電壓信號(hào)檢測(cè)電路(V1)、電流檢測(cè)信號(hào)放大處理電路(I1)、電流檢測(cè)信號(hào)測(cè)量電阻(R1)、電流互感器(T1)、電力載波驅(qū)動(dòng)接收處理電路(N1)、電源模塊(P1)、可擦寫EEPROM存儲(chǔ)器(E1)、參考電壓源(V2)，其特征在于電源模塊(P1)一端通過熔斷保險(xiǎn)器(F1)接電力電源線，一端輸出產(chǎn)生三組直流電壓(“+VDC”、“VCC”、“AVDD”)，“AVDD”接參考電壓源(V2)產(chǎn)生參考電壓“VREF”，供本控制器使用；電力載波驅(qū)動(dòng)接收處理電路(N1)一端通過熔斷保險(xiǎn)器(F1)接電力電源線，另一端接單片微機(jī)芯片(M1)；220VAC電壓信號(hào)檢測(cè)電路(V1)一端通過熔斷保險(xiǎn)器(F1)接電力電源線，另一端接單片微機(jī)芯片(M1)；電流互感器(T1)輸出經(jīng)過電流檢測(cè)信號(hào)測(cè)量電阻(R1)，并接電流檢測(cè)信號(hào)放大處理電路(I1)，另一端接單片微機(jī)芯片(M1)；光耦合過零觸發(fā)電路(O1)一端接雙向可控硅及其浪涌電流保護(hù)電路(K1)的“J3”，另一端接單片微機(jī)芯片(M1)；可擦寫EEPROM存儲(chǔ)器(E1)連接單片微機(jī)芯片(M1)；電感整流器(L1)一端接電流互感器(T1)、電容(C1)，電感整流器(L1)的另一端接電子觸發(fā)器(G1)、氣體放電燈(A1)，電容(C1)、電子觸發(fā)器(G1)、氣體放電燈(A1)的另一端接雙向可控硅及其浪涌電流保護(hù)電路(K1)的“J2”；雙向可控硅及其浪涌保護(hù)電路(K1)的“J1”接電力電源線“N”，電力電源線“A”連接熔斷保險(xiǎn)器(F1)，為整個(gè)控制器提供電源及電力載波的通信接入口。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種氣體放電燈的照明器具節(jié)能調(diào)光通信控制器，包括單片微機(jī)芯片M1、光耦合過零觸發(fā)電路01、雙向可控硅及其浪涌電流保護(hù)電路K1、220VAC電壓信號(hào)檢測(cè)電路V1、電流檢測(cè)信號(hào)放大處理電路I1、電流檢測(cè)信號(hào)測(cè)量電阻R1、電流互感器T1、電力載波驅(qū)動(dòng)接收處理電路N1、電源模塊P1、可擦寫EEPROM存儲(chǔ)器E1、參考電壓源V2。把它裝接在每個(gè)照明器具的進(jìn)線處，通過電力載波通信，控制負(fù)載的導(dǎo)通、負(fù)載電力電源的周波選擇性導(dǎo)通和負(fù)載的關(guān)斷，來開、關(guān)和調(diào)節(jié)氣體放電燈的照明亮度，進(jìn)行燈光功率分時(shí)分配運(yùn)行，以作節(jié)能控制；通過燈電流、電源電壓的實(shí)時(shí)檢測(cè)，可以獲得照明器具正常工作與否的信息，一旦照明器具出現(xiàn)故障，會(huì)自動(dòng)關(guān)斷負(fù)載電源，以保護(hù)照明器具內(nèi)的有關(guān)設(shè)備，并將有關(guān)信息傳至管理中心。
文檔編號(hào)H05B41/39GK2726271SQ20042009026
公開日2005年9月14日 申請(qǐng)日期2004年9月20日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月20日
發(fā)明者王建培 申請(qǐng)人:王建培