專利名稱：新型智能照明穩(wěn)壓節(jié)電器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種照明穩(wěn)壓節(jié)電器，特別涉及一種用于電感鎮(zhèn)流器的照明設(shè)備中可編程的新型智能照明穩(wěn)壓節(jié)電器。
背景技術(shù)：
目前，一般照明系統(tǒng)的電壓在220±10％范圍內(nèi)波動，公共照明系統(tǒng)由于供電線路較長，其電壓波動能夠達到220±20％，在某些時段，電壓超過250V。對于超過額定電壓的過高電壓，將被照明燈具以熱能的形式消耗掉，并減少照明燈具的使用壽命，增加照明系統(tǒng)的線路損耗，降低照明燈具的功率因數(shù)。
已知的照明節(jié)電技術(shù)有兩種，一種是采用自耦變壓器或電抗器調(diào)壓技術(shù)，另一種是采用可控硅調(diào)相調(diào)壓技術(shù)，采用自耦變壓器或電抗器調(diào)壓技術(shù)存在的不足是單燈節(jié)電裝置體積大，安裝不方便，不能做到無級平滑電壓控制；線路級節(jié)電裝置體積大，自身功耗大，電路結(jié)構(gòu)和控制方法較復(fù)雜。可控硅調(diào)相調(diào)壓技術(shù)存在的不足是電源穩(wěn)定性較差，控制精度差，無穩(wěn)壓反饋電路或穩(wěn)壓反饋電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，諧波含量較大，以上兩種節(jié)電技術(shù)均不能實現(xiàn)實時的照度調(diào)節(jié)。
有鑒于此，為了解決上述存在不足的技術(shù)問題，本創(chuàng)作人根據(jù)自己的實際經(jīng)驗及技術(shù)理念，經(jīng)研究、開發(fā)，而終有本實用新型產(chǎn)生。
實用新型內(nèi)容本實用新型是要提供一種新型智能照明穩(wěn)壓節(jié)電器，以解決使其穩(wěn)定電源、抑制諧波、簡化電路結(jié)構(gòu)及可實時編程調(diào)光的技術(shù)問題。
解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是這樣的
一種新型智能照明穩(wěn)壓節(jié)電器，裝設(shè)于機殼內(nèi)，包括有連接于照明燈具的可控硅主電路、單片機CPU及單片機CPU與可控硅主電路之間連接的光耦隔離驅(qū)動電路，其特征是該單片機CPU的電源電路包括半波整流濾波電路、三端穩(wěn)壓集成電路IC及諧波抑制電路；該單片機CPU的A/D轉(zhuǎn)換口與照明燈具之間連接有半波有效值電壓反饋電路；該單片機CPU直接相連一數(shù)字化編程接口；該三端穩(wěn)壓集成電路IC為7805系列，該諧波抑制電路是由電感L22及電容C21組成的低通濾波電路；該半波有效值電壓反饋電路包括有由電阻R21、R22、R23、二極管D21組成的半波整流電路及一濾波電感L21，且濾波電感L21的一端與單片機CPU的A/D轉(zhuǎn)換口23腳直接相連。
該數(shù)字化編程接口包括有1個時鐘線、1個預(yù)設(shè)編程跳線、3個數(shù)據(jù)線，其中數(shù)字化編程接口中的數(shù)據(jù)線1、數(shù)據(jù)線2、數(shù)據(jù)線3、時鐘線及預(yù)設(shè)編程跳線分別與單片機CPU的28腳、27腳、26腳及15腳對應(yīng)相連。
本實用新型是對現(xiàn)有可控硅調(diào)相調(diào)壓技術(shù)的一種改進和發(fā)展，并增加了新型的數(shù)字化可編程功能，是針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提供一種電源穩(wěn)定、電路結(jié)構(gòu)簡單、抑制諧波、正常工作和節(jié)電時段電壓可分別預(yù)編程、可實時編程調(diào)光的新型節(jié)電器，從而解決了使其穩(wěn)定電源、抑制諧波、簡化電路結(jié)構(gòu)及可實時編程調(diào)光的技術(shù)問題。
本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，其優(yōu)點如下1、單片機(CPU，Central Processing Unit)內(nèi)部軟件能夠按照首次編程設(shè)定的內(nèi)容運行，依次進入軟啟動、正常穩(wěn)壓運行及節(jié)電運行階段；在運行的任意時刻，均能通過數(shù)字化編程接口實時控制節(jié)電器饋給照明燈具的功率、調(diào)節(jié)照度。
2、CPU電源電路中三端穩(wěn)壓集成電路輸出電壓穩(wěn)定，提高了節(jié)電器系統(tǒng)電源的精度，提高了反饋電壓采樣計算精度和整體穩(wěn)定性；諧波抑制電路使諧波含量大幅度降低，控制在國家標準以內(nèi)。
3、半波有效值電壓反饋電路結(jié)構(gòu)簡單，不易受溫度影響，電壓真有效值的計算不使用專用的有效值轉(zhuǎn)換芯片，而是直接將輸出電壓經(jīng)降壓、半波整流和濾波后送往單片機，通過單片機軟件對電壓的高速采樣自動完成，簡化了電路結(jié)構(gòu)，降低了節(jié)電器成本。
4、數(shù)字化編程接口與單片機引腳間直接相連，能夠預(yù)設(shè)饋給照明設(shè)備的正常工作電壓、正常工作時間和節(jié)電狀態(tài)電壓，單片機按照編程后自動保存的正常工作電壓和正常工作時間，先使照明燈具軟啟動，再穩(wěn)壓運行，節(jié)電時刻到達后，即平滑切換到節(jié)電狀態(tài)電壓，此后一直穩(wěn)壓運行；實時調(diào)光編程具有最高優(yōu)先權(quán)，在啟動和運行的任意時刻，均能在線調(diào)整節(jié)電器功率輸出；數(shù)字化編程接口使節(jié)電器具有實時響應(yīng)外部操作控制的能力，編程信息可在遠程和本地輸入，使節(jié)電器具備了初步的單向通信功能。


圖1為本實用新型的電路結(jié)構(gòu)方框圖。
圖2為本實用新型的CPU電源電路結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為本實用新型的半波有效值電壓反饋電路結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4為本實用新型的單片機與數(shù)字化編程接口連接示意圖。
具體實施方式
如圖1所示，為本實用新型的電路結(jié)構(gòu)方框圖，該新型智能照明穩(wěn)壓節(jié)電器，裝設(shè)于機殼內(nèi)，包括有連接于照明燈具10的可控硅主電路20、單片機CPU 30及單片機CPU 30與可控硅主電路20之間連接的光耦隔離驅(qū)動電路40，其中，如圖2所示，該單片機CPU 30的電源電路50包括半波整流濾波電路51、三端穩(wěn)壓集成電路IC 53及諧波抑制電路52；該單片機CPU 30的A/D轉(zhuǎn)換口與照明燈具10之間連接有半波有效值電壓反饋電路60；該單片機CPU 30直接相連一數(shù)字化編程接口70；該三端穩(wěn)壓集成電路IC 53為7805系列，該諧波抑制電路52是由電感L22及電容C21組成的低通濾波電路，可有效降低高次諧波，220V輸入經(jīng)低通濾波電路后，經(jīng)半波整流濾波電路51，經(jīng)7805系列集成電路IC得到穩(wěn)定輸出的5V電源；如圖3所示，該半波有效值電壓反饋電路60包括有由電阻R21、R22、R23、二極管D21組成的半波整流電路61及一濾波電感L21，且濾波電感L21的一端與單片機CPU 30的A/D轉(zhuǎn)換口23腳直接相連。
如圖4所示，該數(shù)字化編程接口70包括有1個時鐘線、1個預(yù)設(shè)編程跳線、3個數(shù)據(jù)線，其中數(shù)字化編程接口中的數(shù)據(jù)線1、數(shù)據(jù)線2、數(shù)據(jù)線3、時鐘線及預(yù)設(shè)編程跳線分別與單片機CPU 30的28腳、27腳、26腳及15腳對應(yīng)相連。
工作時，單片機CPU通過光耦隔離驅(qū)動電路控制可控硅的導(dǎo)通角由大變小，輸出電壓由185V平滑升至220V，按照預(yù)先編程設(shè)定的正常工作電壓和正常工作時間運行，在運行過程中輸出電壓自動穩(wěn)定在設(shè)定的正常工作電壓，到達預(yù)先編程的節(jié)電工作狀態(tài)時刻后，開始節(jié)電運行，輸出電壓可從220V平滑降低到范圍在219v～185v的節(jié)電設(shè)定工作電壓。整個運行過程的電壓穩(wěn)定是通過半波有效值電壓反饋電路實現(xiàn)的，可控硅輸出的電壓被整流和濾波，直接輸入單片機CPU的23腳，由單片機CPU軟件進行A/D轉(zhuǎn)換和電壓有效值計算，并根據(jù)當前電壓有效值與電壓預(yù)編程設(shè)定值進行比較，通過單片機CPU軟件的PI算法實時控制可控硅導(dǎo)通角的大小，使當前電壓有效值快速逼近電壓預(yù)編程設(shè)定值。
綜上所述，本實用新型提升了使用功效，具有實用性，符合實用新型專利各要件，故依法提出實用新型專利申請。
權(quán)利要求1.一種新型智能照明穩(wěn)壓節(jié)電器，裝設(shè)于機殼內(nèi)，包括有連接于照明燈具的可控硅主電路、單片機CPU及單片機CPU與可控硅主電路之間連接的光耦隔離驅(qū)動電路，其特征是該單片機CPU的電源電路包括半波整流濾波電路、三端穩(wěn)壓集成電路IC及諧波抑制電路；該單片機CPU的A/D轉(zhuǎn)換口與照明燈具之間連接有半波有效值電壓反饋電路；該單片機CPU直接相連一數(shù)字化編程接口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型智能照明穩(wěn)壓節(jié)電器，其特征是該三端穩(wěn)壓集成電路IC為7805系列。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型智能照明穩(wěn)壓節(jié)電器，其特征是該諧波抑制電路是由電感L22及電容C21組成的低通濾波電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型智能照明穩(wěn)壓節(jié)電器，其特征是該半波有效值電壓反饋電路包括有由電阻R21、R22、R23、二極管D21組成的半波整流電路及一濾波電感L21，且濾波電感L21的一端與單片機CPU的A/D轉(zhuǎn)換口23腳直接相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型智能照明穩(wěn)壓節(jié)電器，其特征是該數(shù)字化編程接口包括有1個時鐘線、1個預(yù)設(shè)編程跳線、3個數(shù)據(jù)線，其中數(shù)字化編程接口中的數(shù)據(jù)線1、數(shù)據(jù)線2、數(shù)據(jù)線3、時鐘線及預(yù)設(shè)編程跳線分別與單片機CPU的28腳、27腳、26腳及15腳對應(yīng)相連。
專利摘要一種新型智能照明穩(wěn)壓節(jié)電器，裝設(shè)于機殼內(nèi)，包括有連接于照明燈具的可控硅主電路、單片機CPU及單片機與可控硅主電路之間連接的光耦隔離驅(qū)動電路，其特征是該單片機的電源電路包括半波整流濾波電路、三端穩(wěn)壓集成電路IC及諧波抑制電路，該單片機的A/D轉(zhuǎn)換口與照明燈具之間連接有半波有效值電壓反饋電路，該單片機直接相連一數(shù)字化編程接口；該穩(wěn)壓節(jié)電器具有根據(jù)編程結(jié)果進行自動穩(wěn)壓調(diào)光及節(jié)電的功能，以及通過數(shù)字化編程接口進行實時功率輸出控制的獨特效能，其結(jié)構(gòu)簡單、集成度高、諧波含量大幅度降低、編程功能靈活，降低了成本，解決了輸出電壓預(yù)設(shè)、遠程和本地進行實時功率輸出控制及反饋電壓真有效值檢測電路復(fù)雜的問題。
文檔編號H05B41/26GK2870375SQ20062000000
公開日2007年2月14日 申請日期2006年1月4日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月4日
發(fā)明者孫梅, 牟英峰 申請人:牟英峰