專利名稱：智能電網(wǎng)變頻節(jié)能路燈用控制器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種節(jié)能路燈控制器，尤其涉及一種智能電網(wǎng)變頻節(jié)能路燈用控制器。
背景技術：
隨著城市化的發(fā)展，人民生活水平的提高，城市照明消耗的電能呈幾何基數(shù)增加，為了相應國家節(jié)能減排政策的號召，智能電網(wǎng)的概念越來越得到大家的認可。智能電網(wǎng)就是電網(wǎng)的智能化，也被稱為“電網(wǎng)2. 0 ”，它是建立在集成的、高速雙向通信網(wǎng)絡的基礎上，通過先進的傳感和測量技術、先進的設備技術、先進的控制方法以及先進的決策支持系統(tǒng)技術的應用，實現(xiàn)電網(wǎng)的可靠、安全、經(jīng)濟、高效、環(huán)境友好和使用安全的目標。而作為城市照明的節(jié)能路燈則是組成智能電網(wǎng)的一個重要單元，變頻節(jié)能路燈的節(jié)能主要體現(xiàn)在控制器上，現(xiàn)在市場上使用的控制其絕大部分還是傳統(tǒng)的電感式鎮(zhèn)流器，而電感式鎮(zhèn)流器存在著如下諸多缺點1.功率因數(shù)很低，加上補償電容，一般也只能達到0.85左右，這使同樣功率需要更大的供給電流，不得不增大專變(路燈變壓器)的容量，增大供電電纜的直徑，使成本增加；2.電感式鎮(zhèn)流器工作在市電頻率下，必須大量使用矽鋼片，而制作矽鋼片的材料是稀缺資源；3.消耗功率隨著輸入電壓的增大而增加，同時縮短節(jié)能路燈的壽命；4.沒有保護功能，在燈管開路或者是短路的情況下，容易損壞鎮(zhèn)流器及其附件。
實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題是提供一種智能電網(wǎng)變頻節(jié)能路燈用控制器，該控制器由單片機控制節(jié)能路燈工作在高頻、高功率因數(shù)、恒功率工作并且可智能調光，使節(jié)能路燈有利于節(jié)能與環(huán)保。為解決上述技術問題，本實用新型的技術方案是一種智能電網(wǎng)變頻節(jié)能路燈用控制器，包括EMI濾波模塊、橋式整流器、升壓型有源功率因數(shù)校正模塊、采樣電路，脈沖發(fā)生器及驅動電路、DC/AC高頻變換器、LC諧振電路和單片機，EMI濾波模塊、橋式整流器、升壓型有源功率因數(shù)校正模塊、DC/AC高頻變換器順次連接，LC諧振電路與節(jié)能路燈串聯(lián)并與DC/AC高頻變換器連接；該采樣電路分別對節(jié)能路燈兩端的電壓以及經(jīng)過節(jié)能路燈的電流進行采樣并將采樣結果傳遞給單片機，單片機控制脈沖發(fā)生器及驅動電路發(fā)出點亮驅動波形或正常工作驅動波形給DC/AC高頻轉換器，該DC/AC高頻轉換器在高頻脈沖的驅動下將經(jīng)升壓型有源功率因數(shù)校正模塊升壓的400V的直流電變成高頻的交流電，在啟動時，通過LC諧振電路，產(chǎn)生瞬時高壓，使節(jié)能路燈點亮，然后在LC諧振電路的扼流線圈的作用下，把通過節(jié)能路燈的電流限制在允許的范圍內，使燈正常工作，單片機根據(jù)采樣電路實時采集的數(shù)據(jù)，按照不同時段預設功率大小來調整節(jié)能路燈的在各時段恒功率工作。作為一種優(yōu)選的方案，所述控制器還包括保護電路，上述采樣電路把采樣的數(shù)據(jù)送到單片機，單片機判斷節(jié)能路燈是否在正常工作，并通過保護電路保護控制器。采用了上述技術方案后，本實用新型的效果是該控制器采用模塊化設計，用單片機控制，從而降低了產(chǎn)品硬件的復雜程度，縮小了體積，同時提供了系統(tǒng)的穩(wěn)定性與可靠性；由于軟件更改的靈活性，在不需更改硬件的前提下，使產(chǎn)品能適應不同客戶的各種要求；由于產(chǎn)品有恒功率與調光功能，可以靈活控制節(jié)能路燈在不同時段不同功率下運行，節(jié)能效果顯著。
以下結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
圖1是本實用新型實施例的結構示意圖；附圖中1.EMI濾波模塊；2.橋式整流器；3.升壓型有源功率因數(shù)校正模塊；4. DC/AC高頻變換器；5. LC諧振電路；6.采樣電路及保護電路；7.單片機；8.脈沖發(fā)生器及驅動電路。
具體實施方式
下面通過具體實施例對本實用新型作進一步的詳細描述。如圖1所示，一種智能電網(wǎng)變頻節(jié)能路燈用控制器，包括EMI濾波模塊1、橋式整流器2、升壓型有源功率因素校正模塊3、采樣電路，脈沖發(fā)生器及驅動電路8、DC/AC高頻變換器4、LC諧振電路5和單片機7，EMI濾波模塊1、橋式整流器2、升壓型有源功率因素校正模塊3、DC/AC高頻變換器4順次連接，LC諧振電路5與節(jié)能路燈串聯(lián)并與DC/AC高頻變換器4連接；該采樣電路分別對節(jié)能路燈兩端的電壓以及經(jīng)過節(jié)能路燈的電流進行采樣并將采樣結果傳遞給單片機7，單片機7控制脈沖發(fā)生器及驅動電路8發(fā)出點亮驅動波形或正常工作驅動波形給DC/AC高頻轉換器，該DC/AC高頻轉換器在高頻脈沖的驅動下將經(jīng)升壓型有源功率因素校正模塊3升壓的400V的直流電變成高頻的交流電，在啟動時，通過LC諧振電路5，產(chǎn)生瞬時高壓，使節(jié)能路燈點亮，然后在LC諧振電路5的扼流線圈的作用下，把通過節(jié)能路燈的電流限制在允許的范圍內，使燈正常工作，單片機7根據(jù)采樣電路實時采集的數(shù)據(jù)，按照不同時段預設功率大小來調整節(jié)能路燈的在各時段恒功率工作。所述控制器還包括保護電路，上述采樣電路把采樣的數(shù)據(jù)送到單片機7，單片機7進行判斷節(jié)能路燈是否在正常工作，根據(jù)判斷的結果來決定是否采取保護措施。EMI濾波模塊I用于防止電網(wǎng)的高次諧波進入產(chǎn)品，防止產(chǎn)品本身的高次諧波返回電網(wǎng)，而污染電網(wǎng)，使產(chǎn)品符合國家安全標準，滿足相應的法律法規(guī)。橋式整流器2模塊用于把市電220V變成3IOV左右的脈動直流電。升壓型有源功率因數(shù)校正模塊3(APFC)，用于提升產(chǎn)品整機的功率因數(shù)，使功率因數(shù)達到0. 98以上，減小電網(wǎng)的供電負擔。采樣電路及保護電路6，用于采樣節(jié)能路燈的工作狀態(tài)，把采樣的數(shù)據(jù)送到單片機7，單片機7進行判斷節(jié)能路燈是否在正常工作，根據(jù)判斷的結果來決定是否采取保護措施；如果是正常工作，則根據(jù)采樣數(shù)據(jù)，來調整產(chǎn)品的工作頻率，進而控制輸出功率的恒定，實現(xiàn)產(chǎn)品的恒功率與智能調光功能。脈沖發(fā)生器及驅動電路8，單片機7根據(jù)采樣數(shù)據(jù)調整驅動脈沖，驅動脈沖經(jīng)過隔離、放大提供給DC/AC高頻變換器4的逆變電路，使功率管工作在高頻下，從而使燈發(fā)光，因為燈工作在高頻下，所以發(fā)光效率與電感式鎮(zhèn)流器相比提高了大約10%左右，同樣因為高頻率，LC諧振電路5的扼流線圈的體積與重量也大大減小了。DC/AC高頻變換器4，在高頻脈沖的驅動下，把400V的直流電變成高頻的交流電，在啟動時，通過扼流圈與諧振電容的諧振，產(chǎn)生瞬時高壓，使節(jié)能路燈點亮，然后在扼流線圈的作用下，把通過燈的電流限制在允許的范圍內，使燈正常工作。上述智能調光是指單片機7設一定時器模塊，預先存儲一天二十四小時中各時段、各路段路況信息所需節(jié)能路燈的光亮強度，來智能的控制節(jié)能路燈在各時段內按照預定的功率值恒功率發(fā)光。如晚6點至11點，車流量大，節(jié)能路燈100%功率工作，11點至凌晨2點，節(jié)能路燈80%功率工作，凌晨2點至凌晨6點，50%功率工作，等等。升壓型有緣功率因數(shù)校正模塊，可以使控制器的功率因數(shù)達到0. 98以上，從而減小線路標稱電流，達到降低線路及配變器有功功率的損耗，達到節(jié)能的目的，也可降低配電變壓器；節(jié)能路燈的發(fā)光效率隨著工作頻率的增加而增加，控制器由于采用了數(shù)字技術，很容易使節(jié)能路燈工作在高頻下，根據(jù)成本性能綜合考慮，使產(chǎn)品工作在50KHz左右，同樣亮度下，功耗減少10%，同時由于工作在高頻下，電感的體積也減少80% ;由于數(shù)字式控制器對節(jié)能路燈的電壓和電流進行采樣，也就是對功率進行采樣，進而控制燈的功率處于恒定，或者根據(jù)要求可以降低節(jié)能路燈的功率，從而克服電感式鎮(zhèn)流器功率不可控的嚴重缺點，電感式鎮(zhèn)流器在半夜時，由于電網(wǎng)電壓升高，當電壓升高到238V時，250W的燈泡實際消耗功率可達350W，極大地浪費電能，燈泡的壽命也會縮短，而數(shù)字式控制器就完全可以克服這個缺點，從而實現(xiàn)大幅度的節(jié)能，延長節(jié)能路燈的壽命。
權利要求1.智能電網(wǎng)變頻節(jié)能路燈用控制器，其特征在于包括EMI濾波模塊、橋式整流器、升壓型有源功率因數(shù)校正模塊、采樣電路，脈沖發(fā)生器及驅動電路、DC/AC高頻變換器、LC諧振電路和單片機，EMI濾波模塊、橋式整流器、升壓型有源功率因數(shù)校正模塊、DC/AC高頻變換器順次連接，LC諧振電路與節(jié)能路燈串聯(lián)并與DC/AC高頻變換器連接；該采樣電路分別對節(jié)能路燈兩端的電壓以及經(jīng)過節(jié)能路燈的電流進行采樣并將采樣結果傳遞給單片機，單片機控制脈沖發(fā)生器及驅動電路發(fā)出點亮驅動波形或正常工作驅動波形給DC/AC高頻轉換器，該DC/AC高頻轉換器在高頻脈沖的驅動下將經(jīng)升壓型有源功率因數(shù)校正模塊升壓的 400V的直流電變成高頻的交流電，在啟動時，通過LC諧振電路，產(chǎn)生瞬時高壓，使節(jié)能路燈點亮，然后在LC諧振電路的扼流線圈的作用下，把通過節(jié)能路燈的電流限制在允許的范圍內，使燈正常工作，單片機根據(jù)采樣電路實時采集的數(shù)據(jù)，按照不同時段預設功率大小來調整節(jié)能路燈的在各時段恒功率工作。
2.如權利要求1所述的智能電網(wǎng)變頻節(jié)能路燈用控制器，其特征在于所述控制器還包括保護電路，上述采樣電路把采樣的數(shù)據(jù)送到單片機，單片機判斷節(jié)能路燈是否在正常工作，并通過保護電路保護控制器。
專利摘要本實用新型公開了一種智能電網(wǎng)變頻節(jié)能路燈用控制器，包括EMI濾波模塊、橋式整流器、升壓型有源功率因數(shù)校正模塊、采樣電路，脈沖發(fā)生器及驅動電路、DC/AC高頻變換器、LC諧振電路和單片機，采樣電路分別對節(jié)能路燈兩端的電壓以及經(jīng)過節(jié)能路燈的電流進行采樣并將采樣結果傳遞給單片機，單片機控制脈沖發(fā)生器及驅動電路給DC/AC高頻轉換器信號，該DC/AC高頻轉換器在高頻脈沖的驅動下將直流電變成高頻的交流電，通過LC諧振電路，產(chǎn)生瞬時高壓，使節(jié)能路燈點亮，單片機按照不同時段預設功率大小來調整節(jié)能路燈的在各時段恒功率工作。該控制器由單片機控制節(jié)能路燈工作在高頻、高功率因數(shù)、恒功率工作并且可智能調光，使節(jié)能路燈有利于節(jié)能與環(huán)保。
文檔編號H05B37/02GK202889747SQ20122060639
公開日2013年4月17日 申請日期2012年11月16日 優(yōu)先權日2012年11月16日
發(fā)明者孫一夫, 郭曉樺 申請人:張家港市星恒電子節(jié)能科技有限公司