专利名称：一种智能单灯节能控制器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种路灯用节能装置，特别是一种智能单灯节能控制器。
背景技术：
目前，在路灯供电系统中，路灯专用变压器低压输出相电压固定为220V，其输出电压随着电网电压的变化而变化，普遍存在着供电电压变化范围较大的现象，在晚上23:00和凌晨6:00，供电电压会达到240V，这样都超过了正常供电的220V，其结果不但会使路灯消耗大量的电能，而且灯泡工作在非额定电压下，使灯泡的寿命大大缩短。
另外，由于照明灯具都是大功率光源，照明耗电十分可观，以往的控制模式，通常分段控制灯光，控制方式不够灵活，节电有限。在路控系统中(通常所说的三遥系统)，值班人员在控制中心只能利用各站点采集来的数据，分析估算出在该站内“灭”了几盏灯，其分辨率只能达到5％-10％。为了确定方位，以便于次日维修，还需要组织人力、物力对全市的路灯进行“巡灯”，因而带来了极大的浪费和麻烦。
发明内容
本实用新型提出了一种智能单灯节能控制器的设计，可以解决上述存在的问题。能在夜间电压偏高时，实现自动降压、稳压供电，达到节约电能和延长灯泡的使用寿命的目的。利用无线通讯技术实现单灯控制后，有关的计算机在次日就可以打印出所有的故障灯数及故障灯编号、故障灯出现时间、位置等，给维修人员带来了极大的方便。同时，还可以针对每盏灯进行直接单独控制，从而可避免路灯维修过程中试灯时成片亮灯造成的浪费。
本实用新型的目的可以通过以下措施来达到一种智能单灯节能控制器，它主要由自动稳压电路，电压检测电路，可控硅触发电路，无线通信模块电路构成，自动稳压电路的一个输出端与电压检测电路的输入端相连，自动稳压电路的另一个输出端与可控硅触发电路的输入端相连，可控硅触发电路的一个输出端与电压检测电路的输入端相连，可控硅触发电路的另一个输出端与无线通信模块电路的输入端相连。
所述的自动稳压电路主要由电感自耦变压器(Lt)的一端连接双向可控硅(T)，并与镇流器(Q)，单灯(Le)和交流电源构成主电路。
所述的电压检测电路主要由电阻(R8)，二极管(D)，可调电阻(Rp)，电压频率转换器(VFC)依次连接构成。
所述的可控硅触发电路主要由双向可控硅(T)，电阻(R10)，光电耦合器(0P)和单片计算机(MCU)相连接构成。
所述的无线通信模块电路主要由网络接口控制器(SSC P300)和媒介接口(SSC P111)构成。
所述的电压频率转换器(VFC)的芯片型号是AD654。
所述的单片计算机(MCU)的芯片型号是AT89C51。
图1是本实用新型的电原理框图。
图2是本实用新型的元器件连接图。
在图2中，Lt为电感自耦变压器，Q为镇流器，Le为单灯，T为双向可控硅，OP为过零检测可控硅触发的光电耦合器，VFC为电压频率转换器，其芯片为AD654，单片计算机MCU的芯片为AT89C51，用于低压电网数据传输的专用网络接口芯片SSC P300，媒介接口SSC P111包括图中的功放，信号耦合器，数据缓冲等，D为稳压二极管，R1～R11为电阻，Rp为电位器，C1～C13为电容。
具体实施方式
以下结合附图和具体的实施例对本实用新型作进一步的说明。
本实用新型用电感自耦变压器Lt，通过镇流器Q与单灯Le的一端相连，再将电感自耦变压器Lt与双向可控硅T相连，实现输出电压为不含谐波的正弦波，达到不污染电网的目的。
通过电阻R9实现电网电源与单片计算机MCU中断控制引脚P3.2的连接，达到电压过零同步检测的目的，这种检测方法简单实用，而且为自动稳压提供了必要的条件。
利用电压频率转换芯片AD654，经由电阻R8，稳压二极管D和电位仪Rp与AD654的输入端引脚4相连实现了电网电压的采集，并且通过AD654将电压模拟信号转换为频率信号，然后将转换后的频率信号输出与单片计算机MCU的内部定时器相连。使电源电压变化时，产生不同的频率信号，从而使单片计算机MCU计数器的值不同于设定值，然后单片计算机MCU完成延时移相，移相一定角度后对双向可控硅T进行触发。
可控硅触发电路收到单片计算机MCU的触发信号，经由电阻R10，光电耦合器OP，对双向耦合器T进行触发导通。双向可控硅一端与电感自耦变压器相连，另一端与零线相连，控制端与光电耦合器OP相连，电容C10与电阻R7相连后与零线相连，电阻R5，R6与电容C9连接后也与零线相连。
在无线通讯模块，主要利用扩频载波技术，通过用于低压电网数据传输的专用网络接口芯片SSC P300与单片计算机MCU的连接，实现串行通信等功能。
本实用新型的单片计算机MCU采用AT89C51，它是低功耗、低电压、高性能的8位单片计算机MCU，片内带有一个4K字节的Flash可编程可擦除只读存储器，采用CMOS工艺和ATMEL公司的高密度非易失性存储技术。
如图2所示，如果电网电压不高于220V，则电流经过镇流器Q，单灯Le正常供电。当电网电压升高时，电压模拟信号通过AD654转换为频率信号，使单片计算机MCU的计数值发生变化，然后电压过零同步电路检测到电压过零时，引起单片计算机MCU的中断，从而让单片计算机MCU去执行中断服务程序。在中断服务程序中，完成相应的延时，然后由单片计算机的P1.0引脚输出一定宽度的脉冲，去触发光电耦合器OP，从而使双向可控硅T导通，这样就使电压电网电压经过电感自耦变压器LT和双向可控硅T后的电压有效值发生变化，也就使得单灯Le两端的供电电压发生改变，从而达到了稳压、降压的目的。
进行无线通信时，将专用网络接口芯片SSC P300的中断引脚，SCLK，SDO，SDI分别与单片计算机的芯片AT89C51的相应引脚相连，AT89C51通过SSC P300完成对载波通信的控制，AT89C51发送命令读取SSC P300的内部数据结构来判断当前发生的事件和状态，并通过相应命令完成相应的处理操作。SSC P300网络接口控制器主要实现具体的数据链路层功能包括数据包的发送和接收、发送字节到符号的转换、接收符号到字节的转换及循环冗余校验码CRC的产生和校验等。媒介接口SSC P111主要完成缓冲放大、低通滤波及配合耦合器完成信号耦合等功能。
权利要求1.一种智能单灯节能控制器，其特征在于它主要由自动稳压电路，电压检测电路，可控硅触发电路，无线通信模块电路构成，自动稳压电路的一个输出端与电压检测电路的输入端相连，自动稳压电路的另一个输出端与可控硅触发电路的输入端相连，可控硅触发电路的一个输出端与电压检测电路的输入端相连，可控硅触发电路的另一个输出端与无线通信模块电路的输入端相连。
2.根据权利要求1所述的一种智能单灯节能控制器，其特征在于所述的自动稳压电路主要由电感自耦变压器(Lt)的一端连接双向可控硅(T)，并与镇流器(Q)，单灯(Le)和交流电源构成主电路。
3.根据权利要求1所述的一种智能单灯节能控制器，其特征在于所述的电压检测电路主要由电阻(R8)，二极管(D)，可调电阻(Rp)，电压频率转换器(VFC)依次连接构成。
4.根据权利要求1所述的一种智能单灯节能控制器，其特征在于所述的可控硅触发电路主要由双向可控硅(T)，电阻(R10)，光电耦合器(OP)和单片计算机(MCU)相连接构成。
5.根据权利要求1所述的一种智能单灯节能控制器，其特征在于所述的无线通信模块电路主要由网络接口控制器(SSC P300)和媒介接(SSC P111)构成。
6.根据权利要求1所述的一种智能单灯节能控制器，其特征在于所述的电压频率转换器(VFC)的芯片型号是AD654。
7.根据权利要求1所述的一种智能单灯节能控制器，其特征在于所述的单片计算机(MCU)的芯片型号是AT89C51。
专利摘要本实用新型提出了一种智能单灯节能控制器，能在夜间电压偏高时，实现自动降压、稳压供电，达到节约电能和延长灯泡的使用寿命的目的。利用无线通讯技术实现单灯控制后，有关的计算机在次日就可以打印出所有的故障灯数及故障灯编号、故障灯出现时间、位置等，给维修人员带来了极大的方便，它主要由自动稳压电路，电压检测电路，可控硅触发电路，无线通信模块电路构成，自动稳压电路的一个输出端与电压检测电路的输入端相连，自动稳压电路的另一个输出端与可控硅触发电路的输入端相连，可控硅触发电路的一个输出端与电压检测电路的输入端相连，可控硅触发电路的另一个输出端与无线通信模块电路的输入端相连。
文档编号H05B37/02GK2694704SQ20042002702
公开日2005年4月20日 申请日期2004年5月13日 优先权日2004年5月13日
发明者张广明, 胡伟 申请人:南京工业大学