專利名稱：智能路燈節(jié)電器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種主要用于路燈、普通目光燈、鈉燈、金鹵燈等照明設(shè)備的路燈節(jié)電器。
背景技術(shù)：
實驗證明，燈具的發(fā)光與饋給燈具的功率并不成正比。這是由于燈具中鎮(zhèn)流器發(fā)出的噪音，燈管的發(fā)熱對發(fā)光的貢獻(xiàn)不多，而是以聲能、熱能方式損耗了部分光能。而且燈管的發(fā)熱還會加劇燈管的老化。目前，公知技術(shù)中的燈光節(jié)電器大致有三種。一種是采用控制電壓、電流的方法來達(dá)到優(yōu)化控制。另一種是采用晶閘電路控制來實現(xiàn)節(jié)電。其不足之處是自身產(chǎn)生的諧波會干擾電網(wǎng)和其它電器設(shè)備，使燈具產(chǎn)生噪音，因而存在光能以外的電能損失，導(dǎo)致電度表誤差。還有一種是變壓器抽頭切換節(jié)電器，其優(yōu)點是無諧波，不使正弦波產(chǎn)生變形。它采用的是在變壓器抽頭與負(fù)載之間連接并聯(lián)繼電器開關(guān)組，以切換通斷控制的方式來實現(xiàn)，因而對并聯(lián)繼電器開關(guān)是否被驅(qū)動無法確知。一旦其中一個繼電器開關(guān)由閉合切換為釋放，或驅(qū)動電路故障導(dǎo)致繼電器未動作，而其它繼電器工作正常，就要形成短路。就是說變壓器在多頭切換中，繼電器SW1斷開后，繼電器SW2方能閉合，否則會造成短路；如果出現(xiàn)SW1、SW2、SW3三個開關(guān)有兩個以上同時閉合的情況，就會短路變壓器的一對抽頭，燒毀變壓器。若采用磁保持變壓器作抽頭切換，就會出現(xiàn)冒險。因為磁保持繼電器是吸合還是釋放我們無法知道，比如它被卡住或發(fā)生粘聯(lián)，或未被驅(qū)動，或驅(qū)動電路發(fā)生故障都是無法感知的。而繼電SW1/SW2由接觸器或繼電器完成動作，它需要的動作時間為5～20ms，也就是說SW1的斷開和SW2的閉合無法同時完成，總會有些差異。既使控制電路也不能精確做到這一點。這樣一來在切換過程中，負(fù)載上將有5～20ms無電的情形，負(fù)載就會有短時供電中斷，使燈具短暫熄滅，需要重新再次啟動，甚至由于電壓的降低而無法再次啟動。使燈具出現(xiàn)長時間閃爍不能正常發(fā)光。而它采用的普通接觸器不僅體大，重量高，同時還增加了自耗損失。
上述現(xiàn)有技術(shù)中的磁保持繼電器是依靠線包產(chǎn)生磁場驅(qū)動觸頭的通斷的，它的觸點的閉合或斷開，由施加給線包的反向或正向電壓來實現(xiàn)，并由其內(nèi)部的永磁鐵來維持，同時還要一直通以正向或反向電流，使線包處于長時間發(fā)熱狀態(tài)而耗掉電能，縮短磁保持繼電器壽命。
實用新型內(nèi)容本實用新型是對現(xiàn)有技術(shù)變壓器抽頭切換節(jié)電器的進(jìn)一步改進(jìn)和發(fā)展。
本實用新型針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述技術(shù)問題，提供一種能實時檢測、控制饋給燈具電流、電壓，使變壓器多檔切換不間斷供，使觸點動作后不再驅(qū)動的智能路燈節(jié)電器。
本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種智能路燈節(jié)電器，裝于盒體內(nèi)，包括一個由整流濾波穩(wěn)壓電路供電的單片機和與變壓器抽頭連接的繼電器并聯(lián)開關(guān)組，以及與單片機相連接的指示器，此外，它還包括與單片機相連接的由D/A轉(zhuǎn)換器組成的由單片機控制的電壓、電流檢測電路和連接單片機的變壓器抽頭繼電器并聯(lián)組及驅(qū)動電路，與線包抽頭對應(yīng)連接的磁保持繼電器并聯(lián)組上并聯(lián)有繼電器SWR(開關(guān))與電阻R；所述的磁保持繼電器跨聯(lián)于驅(qū)動電路中的橋式晶體管之間；所述的磁保持繼電器的動片旁還裝有微動開關(guān)。
本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下有益效果。
單片機對節(jié)能器實時檢測電壓、電流、控制饋給負(fù)載的電壓電流。采用的依靠磁場來維持觸點通斷的磁保持繼電器并聯(lián)組抽頭開關(guān)，在驅(qū)動電路的控制下，僅在需要磁保持繼電器動作的一個較短時間通以電流，并由內(nèi)部永磁鐵維持其狀態(tài)，使觸點動作后，不再啟動，增加了通斷的可靠性和低功耗的驅(qū)動。驅(qū)動電路簡潔，各元件工作在較大電流時間短，從而降低了其它電路的要求，避免了長時間通電造成的耗電，減少了線包的長期發(fā)熱，延長了繼電器的使用壽命。
本實用新型將磁保持繼電器作為變壓器，多檔切換無冒險。根據(jù)磁保持繼電器的動片與通斷的關(guān)系，在繼電器動片旁用一觸頭可上下移動的微動開關(guān)與其組合，使動片動作時，微動開關(guān)的觸頭同時動作，經(jīng)過主控電路檢測感知其是否驅(qū)動，當(dāng)感知到確實可靠的動作后，才作另一磁保持的驅(qū)動。從而解決了磁保持繼電器是否被驅(qū)動無法感知的技術(shù)問題和變壓器抽頭可能被短路出現(xiàn)的冒險。
本實用新型由于不使用體大、重量大的普通接觸器，采用的磁保持繼電器的并聯(lián)組合，較之普通接觸器的體積減小3/4，重量減輕4/5。
變壓器多檔切換不間斷供電，不會造成燈具熄滅和再次啟動，而且大大減少了自耗，切換無冒險，可靠性高，節(jié)電效果顯著，可節(jié)電24％以上。
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進(jìn)一步說明。


圖1是本實用新型的電路結(jié)構(gòu)方框圖。
圖2為本實用新型的驅(qū)動電路圖。
圖3為本實用新型磁保持繼電器并聯(lián)組開關(guān)與線包抽頭連接的示意圖。
圖4為本實用新型磁保持繼電器開關(guān)的示意圖。
具體實施方式
圖1至圖4描述了依據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的改進(jìn)和發(fā)展而來的一個實施例。在圖1中，連接于單片機的電壓檢測電路和電流檢測電路及與其連接的D/A轉(zhuǎn)換器(圖中未示出)為常規(guī)技術(shù)。其中單片機可以是51系列的單片機，本實施例的單片機可以是`AT8C51，D/A轉(zhuǎn)換器可以是8位以上的但不限于是ADC0809。
圖2示出的驅(qū)動器電路通常由六個晶體管組成，電阻R1的輸入端A點可以電連接有門電路，此為現(xiàn)有技術(shù)(未示出)。當(dāng)給A點施加上高電平(+5V)，晶體管Q1、Q3、Q4導(dǎo)通，電流從T12V、Q4通過并聯(lián)于Q2、Q3、Q4、Q5之間的磁保持繼電器J，晶體管Q3接地，電流從D流向C。此時磁保持繼電器J吸合，A點高電平維持500ms。同理，當(dāng)給B點加上高電平時，晶體管Q6、Q2、Q5導(dǎo)通，電流由晶體管Q、J、Q5到地。磁保持繼電器J釋放，此時電流從C流到D。這樣就保證了各元件工作在較大電流的時間短，可降低對其它電路的要求。
圖3示出了磁保持繼電器并聯(lián)組開關(guān)與線包抽頭的連接關(guān)系。其中跨接于圖2驅(qū)動路中的磁保持繼電器J在這里由SW1、SW2、SW3表示，它們分別對應(yīng)并聯(lián)于變壓器線包抽頭與負(fù)載L之間。磁保持繼電器的并聯(lián)組合數(shù)依據(jù)線包的抽頭數(shù)對應(yīng)組合，組數(shù)的多少根據(jù)要求確定。為解決接觸器或繼電器SW1、SW2無法同時斷開和閉合不能同時完成和5～20ms動作的時間差可能出現(xiàn)的短路和造成負(fù)載L的短時供電中斷，可在繼電器并聯(lián)組上連接繼電器SWR(開關(guān))與電阻R，以實現(xiàn)實時不間斷切換。比如切換由SW1在斷開前繼電器SWR(開關(guān))閉合，再將SW1斷開，SW2閉合，繼電器SWR(開關(guān))斷開的切換過程。因電阻R的存在就不至于產(chǎn)生短路，使負(fù)載L上一直有電供給。
圖4示出了目前市售的一種磁保持繼電器結(jié)構(gòu)，其中a、b為觸點接線端，c、d為變壓器線包連線管腳，e為隨著a、b的通斷作上下移動的動片。將微動開關(guān)固定在支架上。動片e上下移動到微動開關(guān)觸頭正好動作，能使連線cd通斷。其通斷信號送單片機處理得出正確的通斷信號，感知確實可靠的動作后，才作出另一磁保的動作，這樣就不致于會短路。
本實用新型的基本工作原理是單片機對市電壓與輸出電流進(jìn)行實時檢測，根據(jù)電壓的變化對變壓器輸出抽頭進(jìn)行切換，達(dá)到不致使負(fù)載將能量用于發(fā)熱、發(fā)出噪音等的最佳效率。單片機控制磁保持繼電器的動作。由微動開關(guān)將狀態(tài)送入單片機處理。比如磁保持繼電器SW1是吸合的、SW2斷開，現(xiàn)要SW1釋放，SW2吸合，其動作是先斷開SW1。是否已完成斷開動作，由磁保持繼電器上的微動開關(guān)傳至單片機感知，在確保SWI斷開后方使SW2吸合。如有未被驅(qū)動的故障，將由殼體上的顯示器或指示燈顯示出來。
本實用新型的其它輔助性電路為本技術(shù)領(lǐng)域普通專業(yè)員所知悉的現(xiàn)有技術(shù)。
上述僅列出了本實用新型的一些具體實施例，對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，對于本實用新型的變更和改進(jìn)將是可能的。在不超出權(quán)利要求所限定的范圍的情況下對本實用新型所做的修改或修正應(yīng)在本實用新型的保護(hù)之列。
權(quán)利要求1.一種智能路燈節(jié)電器，裝于盒體內(nèi)，包括一個由整流濾波穩(wěn)壓電路供電的單片機和與變壓器抽頭連接的繼電器并聯(lián)開關(guān)組，以及與單片機相連接的指示器，其特征在于它還包括與單片機相連接的由D/A轉(zhuǎn)換器組成的由單片機控制的電壓、電流檢測電路和連接單片機的變壓器抽頭繼電器并聯(lián)組及驅(qū)動電路，與線包抽頭對應(yīng)連接的磁保持繼電器并聯(lián)組上并聯(lián)有繼電器SWR(開關(guān))與電阻R；所述的磁保持繼電器跨聯(lián)于驅(qū)動電路中的橋式晶體管之間；所述的磁保持繼電器的動片旁還裝有微動開關(guān)。
2.按權(quán)利要求1所述的節(jié)電器，其特征在于所述的驅(qū)動器電路由六個晶體管組成，電阻R1的輸入端A點電連接有門電路。
3.按權(quán)利要求1所述的節(jié)電器，其特征在于所述的單片機是AT8C51。
4.按權(quán)利要求1所述的節(jié)電器，其特征在于所述的驅(qū)動器電路的電阻R1的輸入端A點電連接有門電路。
5.按權(quán)利要求1至4所述的節(jié)電器，其特征在于所述的微動開關(guān)固定在支架上，它的的觸頭正好與繼電器動片相接觸。
專利摘要本實用新型公開了一種主要用于路燈、鈉燈、金鹵燈等照明設(shè)備的智能路燈節(jié)電器。它有與單片機相連接的電壓、電流檢測電路和連接單片機的變壓器抽頭繼電器并聯(lián)組及驅(qū)動電路。其中磁保持繼電器并聯(lián)組上并聯(lián)有繼電器SWR(開關(guān))與電阻R。保持繼電器跨聯(lián)于驅(qū)動電路中的橋式晶體管之間，其動片旁還裝有微動開關(guān)。有能實時檢測、控制饋給燈具電流、電壓，使變壓器多檔切換不間斷供電，使觸點動作后不再驅(qū)動的高品質(zhì)效能。增加了通斷的可靠性和低功耗的驅(qū)動。各元件工作在較大電流時間短，從而降低了其它電路的要求，避免了長時間通電造成的耗電，減少了線包的長期發(fā)熱，延長了繼電器的使用壽命。解決了磁保持繼電器是否被驅(qū)動無法感知的技術(shù)問題和變壓器抽頭可能被短路的冒險。
文檔編號H05B41/36GK2616001SQ03225520
公開日2004年5月12日 申請日期2003年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月25日
發(fā)明者程明 申請人:程明