本實用新型涉及智能交通領(lǐng)域，特別是涉及一種自動節(jié)能紅綠燈裝置。

背景技術(shù)：

隨著經(jīng)濟的高速發(fā)展與人們生活水平的提高，城鄉(xiāng)機動車數(shù)量不斷增加，交通壓力日益加劇?，F(xiàn)有的紅綠燈通常由LED發(fā)光二極管組成，光亮強度在一定限流范圍內(nèi)與其驅(qū)動電流成正比關(guān)系。而現(xiàn)有的大多數(shù)紅綠燈在任意時刻的驅(qū)動電流都是恒定的，導致其光亮強度一直恒定。當白天光線很強時，若固定的光亮強度太低，駕駛員不易分辨；當夜晚光線很弱時，若固定的光亮強度太高，容易致使駕駛員眼花，影響其安全行駛。同時，在不合適的時刻采用不合適的光亮強度，會造成不必要的用電浪費。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于：針對現(xiàn)有紅綠燈亮度設(shè)置不合理、造成用電浪費的問題，本實用新型提出一種自動節(jié)能紅綠燈裝置。

本實用新型采用的技術(shù)方案如下：

一種自動節(jié)能紅綠燈裝置，包括紅綠燈，還包括自動節(jié)能電路，自動節(jié)能電路中，市電輸入經(jīng)過市電采集控制電路，然后經(jīng)過第一整流濾波電路進行整流濾波后得到一直流電壓，直流電壓進入電壓變換電路，電壓變換電路通過反饋電路采集反饋信號，反饋信號包括采光電路采集的信號和取樣電路采集的實際輸出直流電壓，并根據(jù)反饋信號將直流電壓轉(zhuǎn)換為高頻方波電壓，高頻方波電壓再經(jīng)過第二整流濾波電路進行整流濾波，得到輸出直流電壓，輸出直流電壓供給紅綠燈。

上述方案中，市電采集控制電路包括MCU控制器以及與MCU控制器連接的A/D模塊、光耦器件U2和MOSFET管Q1。A/D模塊用于采集市電輸入電壓并轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號送給MCU控制器，MCU控制器判斷市電是否低于100V，若檢測到市電低于100V時，通過光耦器件和MOSFET管切斷市電輸入；若檢測到市電高于100V時，通過光耦器件和MOSFET管接通市電輸入。

上述方案中，第一整流濾波電路包括橋式整流電路和含有濾波電容C1的濾波電路。

上述方案中，電壓變換電路包括5L0380R模塊、與5L0380R模塊連接的變壓器T1。

上述方案中，反饋電路包括光耦器件817C和與光耦器件817C發(fā)光端連接的運算放大器LM358，運算放大器LM358與采光電路和取樣電路連接，將反饋信號反饋給電壓變換電路。

上述方案中，5L0380R模塊的引腳1接地，引腳2連接到變壓器T1的300V輸出端，引腳3連接到變壓器T1的12V輸出端,并通過啟動電阻R11連接到變壓器T1的直流輸入端，引腳4連接到反饋電路中光耦器件817C的引腳4。

上述方案中，第二整流濾波電路內(nèi)設(shè)有電感L1和濾波電容C3。在電感L1和濾波電容C3之間還可以設(shè)置過流保護電路，過流保護電路中設(shè)置負載電流檢測電阻R1、過流控制管Q3、延時電阻R3和延時電容C2。過流控制管三極管Q3作為過流控制管，當開關(guān)電源負載電流I0*R0>0.7時，過流控制三極管導通，電源輸出電壓由過流控制管集電極輸出，觸發(fā)晶閘管導通，將開關(guān)電源負載短路，實現(xiàn)保護。延時電阻R3和延時電容C2構(gòu)成保護啟動RC延時電路，以免開機瞬間負載電流沖擊造成誤動作。

上述方案中，在市電輸入和市電采集控制電路之間設(shè)有EMI電磁干擾濾波器，EMI電磁干擾濾波器內(nèi)包括電容C6、電感L3、電容C4、電容C7和熱敏電阻RT1。由C6、L3、C4、C7組成雙π型濾波網(wǎng)絡(luò)，雙π型濾波網(wǎng)絡(luò)主要是對輸入電源的電磁噪聲及雜波信號進行抑制，防止對電源干擾，同時也防止電源本身產(chǎn)生的高頻雜波對電網(wǎng)干擾。RT1能有效的防止浪涌電流。

上述方案中，采光電路具體包括硅光二極管D2、放大器。

綜上，由于采用了上述技術(shù)方案，本實用新型的有益效果是：

本實用新型通過采光電路采集外界環(huán)境的光線，來控制電壓變換電路內(nèi)開關(guān)管的開關(guān)周期，實現(xiàn)輸出電壓的調(diào)節(jié)，從而實現(xiàn)紅綠燈的亮度的調(diào)節(jié)，更好的符合人眼的需求；同時還能節(jié)約用電量。同時，還引入取樣電路，進行PID控制。

附圖說明

圖1是本實用新型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖；

圖2是本實用新型的電路原理圖；

圖中標記：：1-市電輸入，2-市電采集控制電路，3-第一整流濾波電路，4-電壓變換電路，5-反饋電路，6-采光電路，7-取樣電路，8-第二整流濾波電路，9-紅綠燈，10-EMI電磁干擾濾波器。

具體實施方式

為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。

實施例1

下面結(jié)合圖1、圖2對本實用新型作詳細說明。

如圖1，一種自動節(jié)能紅綠燈裝置，包括紅綠燈9，還包括自動節(jié)能電路，自動節(jié)能電路中，市電輸入1經(jīng)過市電采集控制電路2，然后經(jīng)過第一整流濾波電路3進行整流濾波后得到一直流電壓，直流電壓進入電壓變換電路4，電壓變換電路4通過反饋電路5采集反饋信號，反饋信號包括采光電路6采集的信號和取樣電路7采集的實際輸出直流電壓，并根據(jù)反饋信號將直流電壓轉(zhuǎn)換為高頻方波電壓，高頻方波電壓再經(jīng)過第二整流濾波電路8進行整流濾波，得到輸出直流電壓，輸出直流電壓供給紅綠燈9。通過采集反饋信號，進而調(diào)節(jié)電壓變換電路4內(nèi)開關(guān)管的通斷，控制輸出電壓的值。

優(yōu)選地，市電采集控制電路2包括MCU控制器以及與MCU控制器連接的A/D模塊、光耦器件U2和MOSFET管Q1。A/D模塊用于采集市電輸入電壓并轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號送給MCU控制器，MCU控制器判斷市電是否低于100V，若檢測到市電低于100V時，通過光耦器件和MOSFET管切斷市電輸入；若檢測到市電高于100V時，通過光耦器件和MOSFET管接通市電輸入。

優(yōu)選地，第一整流濾波電路3包括橋式整流電路和含有濾波電容C1的濾波電路。

優(yōu)選地，電壓變換電路4包括5L0380R模塊、與5L0380R模塊連接的變壓器T1。5L0380R集成塊內(nèi)部完成了振蕩、輸出等功能，整個開關(guān)電源電路簡潔，功耗較低，性能優(yōu)越。此外，該電源模塊內(nèi)部集成了過壓、過流、欠壓、過熱保護電路，還設(shè)有反峰吸收電路，成本低，功效大。

優(yōu)選地，反饋電路5包括光耦器件817C和與光耦器件817C發(fā)光端連接的運算放大器LM358，運算放大器LM358與采光電路8和取樣電路7連接，將反饋信號反饋給電壓變換電路4。

優(yōu)選地，5L0380R模塊的引腳1接地，引腳2連接到變壓器T1的300V輸出端，引腳3連接到變壓器T1的12V輸出端,并通過啟動電阻R11連接到變壓器T1的直流輸入端，引腳4連接到反饋電路5中光耦器件817C的引腳4。

優(yōu)選地，第二整流濾波電路8內(nèi)設(shè)有電感L1和濾波電容C3。在電感L1和濾波電容C3之間還可以設(shè)置過流保護電路，過流保護電路中設(shè)置負載電流檢測電阻R1、過流控制管Q3、延時電阻R3和延時電容C2。三極管Q3作為過流控制管，當開關(guān)電源負載電流I0*R0>0.7時，過流控制三極管Q3導通，電源輸出電壓由集電極輸出，觸發(fā)晶閘管導通，將開關(guān)電源負載短路，實現(xiàn)保護。R3和C2構(gòu)成保護啟動延時電路，以免開機瞬間負載電流沖擊造成誤動作。R1取值應(yīng)該極小，保證正常電流時壓降不足0.3v。

此外，還可以引入輸入端過流保護：保險絲、熱敏電阻；輸出端過壓保護；輸出端短路保護。

如圖2所示，優(yōu)選地，在市電輸入1和市電采集控制電路2可設(shè)EMI電磁干擾濾波器10，EMI電磁干擾濾波器10內(nèi)包括電容C6、電感L3、電容C4、電容C7和熱敏電阻RT1。由電容C6、電感L3、電容C4、電容C7組成雙π型濾波網(wǎng)絡(luò)，對輸入電源的電磁噪聲及雜波信號進行抑制，防止對電源干擾；同時也防止電源本身產(chǎn)生的高頻雜波對電網(wǎng)干擾。當電源開啟瞬間，要對C1第一整流濾波點路中的電容充電，瞬間電流極大，產(chǎn)生浪涌，加了RT1后，瞬時能量全消耗在RT1電阻上，一定時間后溫度升高后RT1阻值減小，這時它消耗的能量非常小，后級電路可正常工作。

優(yōu)選地，采光電路8具體包括硅光二極管D2、放大器。硅光二極管能夠根據(jù)感知外界環(huán)境的光線，并轉(zhuǎn)換為電信號，經(jīng)過放大和后，將對應(yīng)的電信號通過反饋電路5送給電壓變換電路4。

工作原理：當白天時，外界光線較強，硅光二極管能夠采集到的光信號很強，通過反饋電路控制電壓變化電路的開關(guān)周期，提高了輸出直流電壓的平均電壓，紅綠燈亮度增強；當晚上時，外界光線較暗，硅光二極管能夠采集到的光信號很弱，通過反饋電路控制電壓變化電路的開關(guān)周期，從而降低了輸出直流電壓的平均電壓，紅綠燈亮度減弱。另外，電路還引入PID控制，將實際輸出直流電壓反饋給電壓變化電路，將實際輸出直流電壓和預植的電壓比較，從而快速響應(yīng)電壓變化需求。其中，預植的電壓和采光電路采集到的電信號成正比關(guān)系。

以上僅為本實用新型的較佳實施例而已，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(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。