專利名稱：一種節(jié)電裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及通信領域，尤其涉及一種節(jié)電裝置。
背景技術：
目前照明節(jié)電領域，大都采取相似的原理，使用自耦變壓器進行電壓調整。燈具的電壓大都偏高，尤其是有些廠礦等地方，夜間電壓偏高，經常高達230V以 上，所以使用自耦變壓器進行降壓處理，根據電壓的變化而調整輸出電壓值，對燈具來說也 是一種保護，可以大大延長燈具的壽命。國內關于路燈節(jié)能的研究起步較晚，但發(fā)展速度較快，主要有以下幾種具體實現 方式在早期，用的比較多的節(jié)能辦法是采用半夜燈控制節(jié)能。半夜燈控制是指在下半 夜，道路交通下降、行人稀少情況下熄滅部分(通常不超過50%路燈)的運行方式，采用這 種方式，雖然節(jié)電效果顯著，綜合節(jié)電率可達到30%以上，但卻會造成道路亮度、尤其均勻 度不同程度下降，對交通、社會治安、人民生活帶來一定影響。目前，國內應用的比較多的節(jié)能設備當屬電壓調節(jié)設備。從理論上講高壓鈉燈消 耗的電能和電壓可以用方程式P=U2 / R來表示，當電壓下降時高壓鈉燈消耗的電能也隨著 下降。目前用的較多的調壓設備從原理上可以分為兩類(1)可控硅斬波型調壓裝置；(2) 自耦降壓式調控裝置。大功率可控硅降壓方式，用可控硅斬波節(jié)電是通過控制晶閘管(可控硅)的導通 角，將電網輸入的正弦波電壓斬掉一部分，從而降低了輸出電壓的平均值，達到控制電壓并 進而節(jié)電的目的。由于這種調壓節(jié)電方式是通過可控硅斬波后實現降壓，斬波后的電壓無 法實現正弦波輸出，形成對電網的諧波污染，同時會造成路燈閃爍，現已逐步被淘汰。變壓器自耦降壓方式，通過改變自耦變壓器輸出端的輸出接點，實現不同電壓值 的輸出，從而達到節(jié)電的目的。利用變壓器自耦調壓方式進行節(jié)電的方式中所用的變壓器 自耦電器，在實際應用中，變壓器耦合電器會導致線路末端電壓過低，使末端路燈照度低， 同時還存在頻閃和自熄等現象，這就造成了整條線路照度不均。針對前兩代產品的缺陷，我公司自主研發(fā)了自動穩(wěn)壓型節(jié)電器，突破了重大技術 難關，最終實現了真正的穩(wěn)壓輸出調節(jié)。根據所采用的控制方式的不同，這種方式克服了 原有技術的很多缺點，可以提供幾乎是正弦的電源，很大程度地降低了對電網的污染，下 面對斬控式交流調壓電路的拓撲進行介紹。
實用新型內容本實用新型的目的在于提供一種自動穩(wěn)壓型節(jié)電裝置。本實用新型技術方案如下一種節(jié)電裝置，包括系統(tǒng)控制模塊、主回路控制模塊、 斬波器，所述主回路控制模塊分別與所述系統(tǒng)控制模塊、所述斬波器相連，所述系統(tǒng)控制模塊，接收所述主回路控制模塊發(fā)送來的電網的工作情況數據，并設置所述主回路控制模塊的降壓參數；所述主回路控制模塊，根據所述降壓參數生成四組脈寬調制信號，并將所述四組 脈寬調制信號輸出至所述斬波器；所述斬波器，用于接收電網電壓，根據所述四組脈寬調制信號完成降壓，并輸出至 負載。進一步地，所述節(jié)電裝置還包括過零檢測模塊和電壓直通模塊，所述電壓直通模 塊分別與所述過零檢測模塊和所述斬波器相連，所述過零檢測模塊，用于檢測所述電網是否達到低壓閾值，若達到所述低壓閾值， 則控制所述電壓直通模塊工作，使所述斬波器直接將所述電網電壓輸出至所述負載。進一步地，所述節(jié)電裝置還包括顯示模塊，所述顯示模塊與所述系統(tǒng)控制模塊相 連；所述顯示模塊，用于顯示所述電網的工作情況數據。進一步地，所述節(jié)電裝置還包括低通濾波模塊，所述低通濾波模塊與所述斬波器 相連；所述低通濾波模塊接收所述斬波器輸出的降壓信號，濾除其中的高頻串模干擾信號。進一步地，所述主回路控制模塊包含信號采集處理單元和控制單元，所述信號采集處理單元獲取所述電網的工作情況數據，經由所述控制單元發(fā)送至 所述系統(tǒng)控制模塊，所述電網的工作情況數據包括輸入電壓、輸出電壓、負載電流、溫度，所述信號采集處理單元包括采集所述電網電壓的輸入電壓信號處理電路、采集所 述負載電壓的輸出電壓信號處理電路、采集所述負載電流的電流信號處理電路、采集所述 斬波器溫度的溫度信號處理電路；所述控制單元接收所述系統(tǒng)控制模塊發(fā)送的降壓參數，生成四組脈寬調制信號發(fā) 送至所述斬波器。進一步地，所述降壓參數包括目標電壓值、操作延時時間、過渡時間。進一步地，所述斬波器包括四個功率電路和四個第一二極管，所述四個功率電路和所述四個第一二極管分為兩個單元，每個單元包括兩個功率 電路和兩個第一二極管；兩個所述第一二極管的陽極相連，一個第一二極管的陰極接收所述電網電壓，一 個第一二極管的陰極與負載相連；所述功率電路串接在所述第一二極管的陽極與所述第一二極管的陰極之間，所述 功率電路還接收所述主回路控制模塊輸出的脈寬調制信號；所述功率電路，用于接收所述主回路控制模塊發(fā)送的脈寬調制信號，控制輸出降 壓信號；所述第一二極管，用于續(xù)流，保護所述功率電路。進一步地，所述功率電路包括第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第一光電 耦合器、IGBT管、雙向擊穿二極管，所述第一光電耦合器的發(fā)光源的陽極經所述第一電阻接受供電，所述第一光電耦 合器的發(fā)光源的陰極接收一組所述脈寬調制信號，所述第一光電耦合器的受光器的集電極接受供電；所述第一光電耦合器的受光器 的發(fā)射極經所述第二電阻接地，該端還經所述第三電阻與所述IGBT管的柵極相連，所述雙向擊穿二極管與所述第四電阻并聯(lián)連接在所述IGBT管的柵極與所述IGBT管的發(fā)射極之間；所述IGBT管的集電極與所述第一二極管的陰極相連，所述IGBT管的發(fā)射極與所 述第一二極管的陽極相連。進一步地，所述過零檢測模塊包括第五電阻、第六電阻、第七電阻、第八電阻、第一
電容、第二電容、第二二極管、第三二極管、比較器，所述第五電阻一端接收所述電網電壓和/或所述負載電壓，一端與所述比較器的 負相輸入端相連；所述第二二極管的陽極接受供電；所述第二二極管的陰極與所述第三二 級管的陰極相連，并共同連接到所述比較器的負相輸入端；所述第三二極管的陽極接地； 所述第一電容并聯(lián)在所述第三二極管兩端；所述比較器的正相輸入端經所述第六電阻接地，所述第七電阻串接在所述比較器 的正相輸入端與所述比較器的輸出端之間，所述第八電阻串接在所述比較器的電源端與所 述比較器的輸出端之間；所述第二電容一端與所述比較器的輸出端相連，一端與所述第六電阻共同接地。進一步地，所述電壓直通模塊包括第九電阻、第十電阻、第十一電阻、第十二電阻、
第二光電耦合器、三極管、第四二極管、第五二極管，所述第二光電耦合器的發(fā)光源的陽極經所述第九電阻接受供電，所述第二光電耦 合器的發(fā)光源的陰極與所述過零檢測模塊相連，所述光電耦合器的受光器的集電極接受供電，所述光電耦合器的受光器的發(fā)射極 經所述第十電阻接地；所述光電耦合器的受光器的發(fā)射極還經所述第十一電阻與所述三極 管的基極相連；所述第四二極管的陽極與所述第五二極管的陰極相連，并共同連接到所述三極管 的集電極，所述三極管的發(fā)射極與所述第十電阻共同接地；所述第四二極管的陰極與所述第五二極管的陽極相連，并共同經所述第十二電阻 接受供電。本實用新型的有益效果是本實用新型提供一種自動穩(wěn)壓型節(jié)電裝置，采用本實 用新型技術方案降壓不僅消除了諧波干擾，還實現了穩(wěn)壓輸出。此外，本實用新型技術方案 還可在電網電壓低于預定低壓閾值時，自動退出節(jié)電工作狀態(tài)，將電網電壓直接輸出至負 載。
圖1為本實用新型節(jié)電裝置第一種實現方式的構成示意圖；圖2為本實用新型節(jié)電裝置第二種實現方式的構成示意圖；圖3為本實用新型節(jié)電裝置第三種實現方式的構成示意圖；圖4為本實用新型中的主回路控制模塊的構成示意圖；圖5為本實用新型中的斬波器的構成示意圖；圖6為本實用新型中的功率電路的構成示意圖；圖7為本實用新型中的過零檢測模塊的構成示意圖；圖8為本實用新型中的電壓直通模塊的構成示意圖；圖9為本實用新型節(jié)電裝置的原理示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本實用 新型，并非用于限定本實用新型的范圍。如圖1所示，本實用新型的節(jié)電裝置包括系統(tǒng)控制模塊100、主回路控制模塊200、 斬波器300，主回路控制模塊200分別與系統(tǒng)控制模塊100、斬波器300相連。其中，系統(tǒng)控 制模塊100，接收主回路控制模塊200發(fā)送來的電網的工作情況數據，并設置主回路控制模 塊200的降壓參數。主回路控制模塊200，根據降壓參數生成四組脈寬調制信號，并將四組 脈寬調制信號輸出至斬波器300。斬波器300，用于接收電網電壓，根據四組脈寬調制信號 完成降壓，并輸出至負載800。利用本實用新型技術方案即可實現自動穩(wěn)壓節(jié)電。如圖2所示，節(jié)電裝置還包括過零檢測模塊400和電壓直通模塊500，電壓直通模 塊500分別與過零檢測模塊400和斬波器300相連。過零檢測模塊400，用于檢測電網是否 達到低壓閾值，若達到低壓閾值，則控制電壓直通模塊500工作，使斬波器300直接將電網 電壓輸出至負載800。當電網中的電壓低于閾值電壓時，則無需再進行節(jié)電操作，即無需再 降低電網電壓，則可直接將電網電壓輸出至負載800上。參見圖3，節(jié)電裝置還包括顯示模塊600，顯示模塊600與系統(tǒng)控制模塊100相連； 顯示模塊600，用于顯示電網的工作情況數據。為了更直觀的顯示電網的工作情況，在主回 路控制模塊200采集到電網的工作情況，傳輸至系統(tǒng)控制器后，可由顯示模塊600將這些數 據向操作人員直觀的顯示出來。參見圖3，節(jié)電裝置還包括低通濾波模塊700，低通濾波模塊700與斬波器300相 連，低通濾波模塊700接收斬波器300輸出的降壓信號，濾除其中的高頻串模干擾信號。本實用新型節(jié)電裝置內包含很多精密元器件，抗干擾能力較差，而這些元器件是 否正常精準的工作將直接影響本節(jié)電裝置的工作精確性，因此需要濾波消除干擾。由于節(jié) 電裝置的工作頻率低，故選用低通濾波器來消除高頻串模干擾。如圖4所示，主回路控制模塊200包含信號采集處理單元202和控制單元201。 信號采集處理單元202獲取電網的工作情況數據，經由控制單元201發(fā)送至系統(tǒng)控制模塊 100，電網的工作情況數據包括輸入電壓、輸出電壓、負載電流、溫度。故信號采集處理單元 202的構成如下，包括采集電網電壓的輸入電壓信號處理電路221、采集負載電壓的輸出電 壓信號處理電路222、采集負載電流的電流信號處理電路223、采集斬波器溫度的溫度信號 處理電路224。控制單元201接收系統(tǒng)控制模塊100發(fā)送的降壓參數，生成四組脈寬調制信 號發(fā)送至斬波器300。由信號采集處理模塊獲取電網的輸入電壓、輸出電壓、負載電流和斬 波器溫度(具體指斬波器內的IGBT管的溫度)后，傳送至系統(tǒng)控制模塊100，系統(tǒng)控制模塊 可根據上述數據計算出電網的有功功率、無功功率、功率因數、節(jié)電率等數值，同時上述數 據還可發(fā)送至顯示模塊600向操作人員直觀顯示，操作人員還可實時地根據顯示數據進一 步調整節(jié)電裝置的降壓幅值，以達到最佳節(jié)電效果。進一步地，降壓參數包括目標電壓值、操作延時時間、過渡時間。目標電壓即電網 電壓經節(jié)電裝置后輸出的電壓值。操作延時時間即主回路控制模塊200接收到包含降壓參 數的控制命令后到開始執(zhí)行命令之間的時間間隔。過渡時間即主回路開始執(zhí)行命令到輸出 目標電壓值之間的時間間隔。例如，要求節(jié)電裝置在操作延遲時間1分鐘后，在2分鐘內將220V電壓降低至190V。如圖5所示，斬波器300包括四個功率電路301和四個第一二極管31，四個功率電 路301和四個第一二極管31分為兩個單元，每個單元包括兩個功率電路301和兩個第一二 極管31。每個單元中的兩個第一二極管31的陽極相連，其中的一個第一二極管31的陰極 接收電網電壓，一個第一二極管31的陰極與負載相連；功率電路301串接在第一二極管31 的陽極與第一二極管31的陰極之間，功率電路301還通過端口 3接收主回路控制模塊輸出 的脈寬調制信號。功率電路301，用于接收主回路控制模塊200發(fā)送的脈寬調制信號，控制 輸出降壓信號；第一二極管31，用于續(xù)流，保護功率電路301。電網電壓輸入后，經斬波器 300降壓后輸出至負載800，如圖5所示，相當于負載800并聯(lián)在其中任一個單元的兩側，將 主回路控制模塊200輸入的脈寬調制信號作用與電網電壓，最終實現降壓后輸出。如圖6所示，功率電路301包括第一電阻11、第二電阻12、第三電阻13、第四電阻 14、第一光電耦合器71、IGBT管37、雙向擊穿二極管36。第一光電耦合器71的發(fā)光源的 陽極經第一電阻11接受供電，第一光電耦合器71的發(fā)光源的陰極構成功率電路301的端 口 3接收一組脈寬調制信號。第一光電耦合器71的受光器的集電極接受供電；第一光電耦 合器71的受光器的發(fā)射極經第二電阻12接地，該端還經第三電阻13與IGBT管37的柵極 相連。雙向擊穿二極管36與第四電阻14并聯(lián)連接在IGBT管37的柵極與IGBT管37的發(fā) 射極之間。IGBT管37的發(fā)射極構成功率電路301的端口 2，與第一二極管31的陽極相連； IGBT管37的集電極構成功率電路301的端口 1，與第一二極管31的陽極相連。功率電路 301接收主回路控制模塊200發(fā)送的脈寬調制信號，并驅動IGBT管37，控制其開通或關斷。 第一二極管31起續(xù)流作用，可以防止電壓電流突變，從而避免由此引起的開關管IGBT管擊 穿。IGBT管是MOSFET與雙極晶體管的復合器件，它既有MOSFET易驅動的特點，又具有 功率晶體管電壓、電流容量大的優(yōu)點。IGBT管的頻率特性介于MOSFET與功率晶體管之間， 可正常工作在幾十kHz頻率范圍內，故在較高頻率的大中功率應用中占據重要地位。IGBT管是一種電壓控制型器件，在它的柵一射極間施加十幾伏直流電壓時，只會 有微安級的漏電流流過，基本上不消耗功率。但IGBT管的柵一射極間存在著較大的電容量 (范圍從幾千PF至上萬pF)，在驅動脈沖電壓的上升沿及下降沿需要提供數安培的充放電 電流，才能滿足它開通和關斷的動態(tài)要求，使得它的功率電路301也必需輸出一定的峰值 電流。IGBT管的開關作用是通過旋加正向柵極電壓形成溝道，給PNP晶體管提供基極電 流，使IGBT管導通。反之，加反向門極電壓消除溝道，流過反向基極電流，使IGBT管關斷。 IGBT管的驅動方法和MOSFET基本相同，只需控制輸入極N溝道M0SFET，所以具有高輸入阻 抗特性。但是IGBT管作為一種大功率的復合器件，存在著在過流時可能發(fā)生鎖定現象而 造成損壞的問題，在過流時如采用一般的速度封鎖柵極電壓會因過高的電流變化率引起過 電壓，從而需要軟關斷等特殊要求，因而掌握好IGBT管的驅動和保護特性是使用好IGBT管 的關鍵。只有在充分利用其特點、滿足其要求的情況下，才能使IGBT管展現出它的優(yōu)點并 獲得較高的可靠性。在IGBT管的選擇上，現在路燈的額定功率主要有兩種分別為250W和400W，而調壓
8系統(tǒng)一般是一條路燈線路上安裝一套，假如以十個路燈計算，系統(tǒng)總功率應該在4000W，由 P=UI，U=220V得出電流為18A，但是實際電路中IGBT電壓及電流的值往往要高的很多，所以 選用了額定值為I00A600V的東芝IGBT模塊。在利用IGBT管進行功率電路301的設計時要注意以下幾點(1) IGBT管的柵極耐壓一般在士20V左右，因此功率電路301輸出端應設有柵極 過電壓保護電路，通常的做法是在柵極并聯(lián)穩(wěn)壓二極管或者電阻。并聯(lián)穩(wěn)壓二極管的缺陷 是將增加等效輸入電容G，從而影響開關速度；并聯(lián)電阻的缺陷是將減小輸入阻抗，增大驅 動電流。如圖6所示，提供一種采用電阻(第四電阻14)的方式在IGBT管的柵極設置的過 電壓保護電路。 (2 )盡管IGBT管所需驅動的功率很小，但由于MOSFET存在輸入電容C，開 關過程中需要對電容C充電放電，因此功率電路301的輸出電流應該足夠大。假定 開通驅動時，在上升時問f，內線性地對MOSFET的輸入電容c充電，則驅動電流為
im =，其中，可取、=2.2RCjs (R為輸入回路電阻，即從輸入端看進去的等效電
阻，包括所有電阻和電子器件在內形成的等效電阻)。(3)為可靠地關閉IGBT管，防止發(fā)生鎖定效應，要給柵極加一負電壓，因此應采用 雙電源為功率電路301供電。(4 )此外，由于一般情況下流過IGBT管的電流較大，且開關頻率較高，導致IGBT管 的損耗也比較大，如果熱量不能及時散掉，器件的結溫將超過最高溫度限制，IGBT管可能會 因此而損壞，所以在設計中要加散熱片。如圖7所示，過零檢測模塊400包括第五電阻15、第六電阻16、第七電阻17、第八 電阻18、第一電容41、第二電容42、第二二極管32、第三二極管33、比較器51。第五電阻15 一端接收電網電壓和/述負載電壓，一端與比較器51的負相輸入端相連；第二二極管32的 陽極接受供電；第二二極管32的陰極與第三二級管的陰極相連，并共同連接到比較器51的 負相輸入端；第三二極管33的陽極接地；第一電容41并聯(lián)在第三二極管33兩端。比較器 51的正相輸入端經第六電阻16接地，第七電阻17串接在比較器51的正相輸入端與比較器 51的輸出端之間，第八電阻18串接在比較器51的電源端與比較器51的輸出端之間。第二 電容42 —端與比較器51的輸出端相連，一端與第六電阻16共同接地。電網電壓和/或負載電壓等待測電壓經端口 401采集輸入到過零檢測模塊400 內，由比較器51比較該待測電壓值與預設的低壓閾值之間的大小關系若待測電壓高于低 壓閾值，則說明還需節(jié)電裝置降低電網電壓；若待測電壓等于或者低于低壓閾值，則由端口 402向電壓直通模塊500輸出控制信號，啟動電壓直通模塊500工作。如圖8所示，電壓直通模塊500包括第九電阻19、第十電阻20、第i^一電阻21、第 十二電阻22、第二光電耦合器72、三極管61、第四二極管34、第五二極管35。第二光電耦合 器72的發(fā)光源的陽極經第九電阻19接受供電，第二光電耦合器72的發(fā)光源的陰極與過零 檢測模塊400相連。光電耦合器的受光器的集電極接受供電，光電耦合器的受光器的發(fā)射 極經第十電阻20接地；光電耦合器的受光器的發(fā)射極還經第十一電阻21與三極管61的基 極相連。第四二極管34的陽極與第五二極管35的陰極相連，構成本電壓直通模塊500的 端口 5，該端還連接到三極管61的集電極，三極管61的發(fā)射極與第十電阻20共同接地。第 四二極管34的陰極與第五二極管35的陽極相連，構成本電壓直通模塊500的端口 4，該端
9還經第十二電阻22接受供電。電壓直通模塊500接收到過零檢測模塊400輸出的控制信號后開始工作，電壓直 通模塊500的端口 4與功率電路301的端口 1相連，電壓直通模塊500的端口 5與功率電 路301的端口 2相連，由于第五二極管35處于導通狀態(tài)，如圖9所示的本實用新型的原理 示意圖中，四個第一二極管31構成的的橋式電路，無論是在哪個象限內的橋式電路都是導 通的，相當于圖中虛線短接線，從而實現了電壓直通，即電網電壓經斬波器300后直接輸出 至負載800。由于外界環(huán)境中存在著各種各樣的干擾，干擾既有可能來源于節(jié)電裝置內部，又 有可能來源于裝置外部。外部的干擾主要是空間電或磁的影響、環(huán)境溫度、濕度等氣象條件 的影響。內部干擾主要由裝置結構、制造工藝等決定的，主要是分布電容和分布電感引起的 耦合效應、電磁場輻射感應、長線傳輸的波反射、多點接地造成的電位差引起的干擾、寄生 振蕩引起的干擾、甚至元器件產生的噪聲。裝置運行在復雜的環(huán)境中，容易運行失控，脫離正常的執(zhí)行順序進入死循環(huán)，甚至 發(fā)出錯誤的執(zhí)行動作，造成很大的損失。因此，節(jié)電裝置的抗干擾能力在很大程度上決定了 裝置工作的可靠性。下面對本實用新型節(jié)電裝置主要采取的抗干擾措施進行簡單介紹(1)高頻濾波措施通過設置低通濾波模塊700來消除高頻串模干擾。斬波器300 輸出的降壓后的信號經由低通濾波模塊700后再傳輸至負載800。(2)獨立電源措施為了使模擬電路部分和數字電路部分隔離，設計了獨立電源， 由獨立電源對數字電路部分進行供電。這樣不僅可以隔離模擬電路部分和數字電路部分， 還可抑制由于電網諧波增多和電壓不穩(wěn)所帶來的尖峰、過壓、浪涌等現象對數字電路部分 的影響，保證了節(jié)電裝置的正常工作。(3)接地措施節(jié)電裝置的模擬地、數字地接與外殼地采用單點接地，如果采用多 點接地，多個接地點之間可能產生電位差，繼而產生噪聲電流，影響節(jié)電裝置的正常工作。G)PCB布線抗干擾措施為了保證信號傳輸的正確性，在設計PCB的信號走線 時，按照以下原則設計了信號線走線盡可能短而粗，拐彎時走45°斜線或弧線，絕對避免 90°拐角；數字線和模擬線分開走線，若無法避免，則兩者垂直走線；大電流快速信號線盡 量靠近地線，必要時采取電容濾波；A / D電路的參考電壓直接取自電源；PCB外接信號線 盡量縮短，有可能時采用屏蔽電纜。(5)隔離措施應用了光電隔離技術，將單片機與外圍控制電路隔離，以抑制外圍 設備對控制器的共模干擾。以上僅為本實用新型的較佳實施例，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，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范 圍之內。
權利要求1.一種節(jié)電裝置，其特征在于，包括系統(tǒng)控制模塊、主回路控制模塊、斬波器，所述主回 路控制模塊分別與所述系統(tǒng)控制模塊、所述斬波器相連，所述系統(tǒng)控制模塊，接收所述主回路控制模塊發(fā)送來的電網的工作情況數據，并設置 所述主回路控制模塊的降壓參數；所述主回路控制模塊，根據所述降壓參數生成四組脈寬調制信號，并將所述四組脈寬 調制信號輸出至所述斬波器；所述斬波器，用于接收電網電壓，根據所述四組脈寬調制信號完成降壓，并輸出至負載。
2.按照權利要求1所述的節(jié)電裝置，其特征在于，還包括過零檢測模塊和電壓直通模 塊，所述電壓直通模塊分別與所述過零檢測模塊和所述斬波器相連，所述過零檢測模塊，用于檢測所述電網是否達到低壓閾值，若達到所述低壓閾值，則 控制所述電壓直通模塊工作，使所述斬波器直接將所述電網電壓輸出至所述負載。
3.按照權利要求1或2所述的節(jié)電裝置，其特征在于，還包括顯示模塊，所述顯示模塊 與所述系統(tǒng)控制模塊相連；所述顯示模塊，用于顯示所述電網的工作情況數據。
4.按照權利要求1或2所述的節(jié)電裝置，其特征在于，還包括低通濾波模塊，所述低通 濾波模塊與所述斬波器相連；所述低通濾波模塊接收所述斬波器輸出的降壓信號，濾除其 中的高頻串模干擾信號。
5.按照權利要求1或2所述的節(jié)電裝置，其特征在于，所述主回路控制模塊包含信號采 集處理單元和控制單元，所述信號采集處理單元獲取所述電網的工作情況數據，經由所述控制單元發(fā)送至所述 系統(tǒng)控制模塊，所述信號采集處理單元包括采集所述電網電壓的輸入電壓信號處理電路、采集負載電 壓的輸出電壓信號處理電路、采集負載電流的電流信號處理電路、采集所述斬波器溫度的 溫度信號處理電路；所述控制單元接收所述系統(tǒng)控制模塊發(fā)送的降壓參數，生成四組脈寬調制信號發(fā)送至 所述斬波器。
6.按照權利要求1或2所述的節(jié)電裝置，其特征在于，所述斬波器包括四個功率電路和 四個第一二極管，所述四個功率電路和所述四個第一二極管分為兩個單元，每個單元包括兩個功率電路和兩個第一二極管；兩個所述第一二極管的陽極相連，一個第一二極管的陰極接收所述電網電壓，一個第 一二極管的陰極與負載相連；所述功率電路串接在所述第一二極管的陽極與所述第一二極管的陰極之間，所述功率 電路還接收所述主回路控制模塊輸出的脈寬調制信號；所述功率電路，用于接收所述主回路控制模塊發(fā)送的脈寬調制信號，控制輸出降壓信號；所述第一二極管，用于續(xù)流，保護所述功率電路。
7.按照權利要求6所述的節(jié)電裝置，其特征在于，所述功率電路包括第一電阻、第二電 阻、第三電阻、第四電阻、第一光電耦合器、IGBT管、雙向擊穿二極管，所述第一光電耦合器的發(fā)光源的陽極經所述第一電阻接受供電，所述第一光電耦合器 的發(fā)光源的陰極接收一組所述脈寬調制信號，所述第一光電耦合器的受光器的集電極接受供電；所述第一光電耦合器的受光器的發(fā) 射極經所述第二電阻接地，該端還經所述第三電阻與所述IGBT管的柵極相連，所述雙向擊穿二極管與所述第四電阻并聯(lián)連接在所述IGBT管的柵極與所述IGBT管的 發(fā)射極之間；所述IGBT管的集電極與所述第一二極管的陰極相連，所述IGBT管的發(fā)射極與所述第 一二極管的陽極相連。
8.按照權利要求2所述的節(jié)電裝置，其特征在于，所述過零檢測模塊包括第五電阻、第 六電阻、第七電阻、第八電阻、第一電容、第二電容、第二二極管、第三二極管、比較器，所述第五電阻一端接收所述電網電壓和/或所述負載電壓，一端與所述比較器的負相 輸入端相連；所述第二二極管的陽極接受供電；所述第二二極管的陰極與所述第三二級管 的陰極相連，并共同連接到所述比較器的負相輸入端；所述第三二極管的陽極接地；所述 第一電容并聯(lián)在所述第三二極管兩端；所述比較器的正相輸入端經所述第六電阻接地，所述第七電阻串接在所述比較器的正 相輸入端與所述比較器的輸出端之間，所述第八電阻串接在所述比較器的電源端與所述比 較器的輸出端之間；所述第二電容一端與所述比較器的輸出端相連，一端與所述第六電阻共同接地。
9.按照權利要求2所述的節(jié)電裝置，其特征在于，所述電壓直通模塊包括第九電阻、第 十電阻、第十一電阻、第十二電阻、第二光電耦合器、三極管、第四二極管、第五二極管，所述第二光電耦合器的發(fā)光源的陽極經所述第九電阻接受供電，所述第二光電耦合器 的發(fā)光源的陰極與所述過零檢測模塊相連，所述光電耦合器的受光器的集電極接受供電，所述光電耦合器的受光器的發(fā)射極經所 述第十電阻接地；所述光電耦合器的受光器的發(fā)射極還經所述第十一電阻與所述三極管的 基極相連；所述第四二極管的陽極與所述第五二極管的陰極相連，并共同連接到所述三極管的集 電極，所述三極管的發(fā)射極與所述第十電阻共同接地；所述第四二極管的陰極與所述第五二極管的陽極相連，并共同經所述第十二電阻接受{共 ο
專利摘要本實用新型的節(jié)電裝置包括系統(tǒng)控制模塊、主回路控制模塊、斬波器，主回路控制模塊分別與系統(tǒng)控制模塊、斬波器相連。系統(tǒng)控制模塊，接收主回路控制模塊發(fā)送來的電網的工作情況數據，并設置主回路控制模塊的降壓參數；主回路控制模塊，根據降壓參數生成四組脈寬調制信號，并將四組脈寬調制信號輸出至斬波器；斬波器，用于接收電網電壓，根據四組脈寬調制信號完成降壓，并輸出至負載。如此技術方案，就提供了一種自動穩(wěn)壓型節(jié)電裝置，采用本實用新型技術方案降壓不僅消除了諧波干擾，還實現了穩(wěn)壓輸出。此外，本實用新型技術方案還可在電網電壓低于預定低壓閾值時，自動退出節(jié)電工作狀態(tài)，將電網電壓直接輸出至負載。
文檔編號H05B41/36GK201919230SQ20102066617
公開日2011年8月3日 申請日期2010年12月17日 優(yōu)先權日2010年12月17日
發(fā)明者于振東, 李廣德, 李玉燕, 陳潔, 陶江平, 高健雄 申請人:北京金時佰德技術有限公司