一種智能路燈按需照明的控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種智能路燈按需照明的控制方法，該方法采用有源PFC技術(shù)校正功率因數(shù)，利用變頻功率控制技術(shù)，通過(guò)遠(yuǎn)程調(diào)光模式和獨(dú)立調(diào)光模式這兩種調(diào)光輸出模式，采用多時(shí)段調(diào)光輸出，達(dá)到路燈按需照明的目的。本發(fā)明使路燈在電網(wǎng)電壓波動(dòng)范圍從120V到264V的情況下，功率因數(shù)達(dá)到0.97以上，并且使綜合能耗節(jié)約了50％以上。滿足低碳和節(jié)能的要求，符合國(guó)家的有關(guān)規(guī)定，具有一定的推廣價(jià)值和廣泛的應(yīng)用前景。
【專利說(shuō)明】一種智能路燈按需照明的控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種控制節(jié)能路燈的方法，特別是指一種智能路燈按需照明的控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]路燈、景觀燈照明控制系統(tǒng)是一項(xiàng)復(fù)雜、多樣的系統(tǒng)工程。近年來(lái)隨著各地路燈、景觀燈照明控制系統(tǒng)的大面積推廣應(yīng)用，每天要耗費(fèi)大量的電能，其能耗問(wèn)題日益引起社會(huì)的重點(diǎn)關(guān)注。
[0003]目前，現(xiàn)有的路燈控制方法不能滿足現(xiàn)在對(duì)節(jié)能的要求，表現(xiàn)有以下幾個(gè)方面:第一、在低交通流量的道路上仍然保持恒定的照明亮度，不能按照需求調(diào)控照明亮度，不能按照需求實(shí)現(xiàn)照明，造成了能源的不必要浪費(fèi)。第二、電網(wǎng)電壓波動(dòng)嚴(yán)重造成維護(hù)費(fèi)用居高不下。占整個(gè)照明行業(yè)照明燈具80%的高壓鈉燈的壽命一般是10?20年，但是由于路燈照明電路受居民用電高峰期影響，電壓波動(dòng)比較大，使得燈泡的壽命一般只能達(dá)到I年，甚至更少。頻繁的更換燈泡，使得維護(hù)費(fèi)用居高不下。第三、隔盞關(guān)燈的省錢方法弊大于利。由于要實(shí)現(xiàn)隔盞開燈，在施工的時(shí)候就必須先分好電纜的抽頭，分好組，來(lái)實(shí)現(xiàn)分組控制，無(wú)形之中增加了施工的難度和施工成本。好多地方通過(guò)這種辦法省了一些電費(fèi)，卻又引發(fā)了一些道路交通安全事故的發(fā)生。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的就是提供一種智能路燈按需照明的控制方法，實(shí)現(xiàn)路燈在電網(wǎng)電壓大幅波動(dòng)條件下的恒功率或降功率輸出，實(shí)現(xiàn)路燈按需調(diào)控照明亮度，節(jié)省施工成本，同時(shí)提高路燈的節(jié)能效率。
[0005]本發(fā)明為了實(shí)現(xiàn)上述的目的所采用的技術(shù)方案是:一種智能路燈按需照明的控制方法，其特征在于，包括如下步驟:
采用變頻控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)在電網(wǎng)電壓大幅波動(dòng)條件下的恒功率或降功率輸出；
采用多時(shí)段調(diào)光輸出技術(shù)，有效的滿足了針對(duì)深夜行車少按需照明的要求，使綜合能耗降低；
采用遠(yuǎn)程調(diào)光模式和獨(dú)立調(diào)光模式兩種調(diào)光輸出模式，進(jìn)行調(diào)光指令的輸出。
[0006]所述變頻控制技術(shù)，包括如下步驟:
采用有源PFC技術(shù)的整流電路，將輸入有波動(dòng)的交流電變換為穩(wěn)定的直流電；
穩(wěn)定的直流電通過(guò)霍爾電流傳感器后輸出到LC高頻振蕩電路產(chǎn)生高頻交流電；
MCU頻率控制電路根據(jù)霍爾電流傳感器的信號(hào)來(lái)調(diào)整驅(qū)動(dòng)頻率，控制LC高頻振蕩電路的輸出頻率；
高頻交流電通過(guò)一個(gè)扼流電路點(diǎn)亮路燈；
所述的路燈恒功率輸出調(diào)控部分采用電流閉環(huán)控制方式，在確認(rèn)沒有開路或短路的情況下，利用采樣電路采集的路燈負(fù)載電流大小，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后將輸出功率與設(shè)定的工作頻率進(jìn)行比較，然后按照功率-頻率曲線調(diào)節(jié)路燈，使其在一定功率范圍內(nèi)恒功率輸出。
[0007]所述多時(shí)段調(diào)光輸出技術(shù)，是根據(jù)不同路段和不同時(shí)段所需路燈的亮度不同，調(diào)控路燈在不同時(shí)段、按照設(shè)定的功率恒功率輸出。
[0008]所述遠(yuǎn)程調(diào)光模式是接收從網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器發(fā)出的調(diào)光指令并執(zhí)行；所述獨(dú)立調(diào)光模式是安裝預(yù)置的多時(shí)段自動(dòng)調(diào)光預(yù)案進(jìn)行調(diào)光輸出。
[0009]本發(fā)明所帶來(lái)的有益效果是:通過(guò)對(duì)路燈的電流進(jìn)行閉環(huán)控制，實(shí)現(xiàn)路燈恒功率輸出，有效改善冷燈和熱燈的點(diǎn)亮差異，采用多時(shí)段調(diào)光技術(shù)以及遠(yuǎn)程調(diào)光與獨(dú)立調(diào)光相結(jié)合的調(diào)光模式，大大的提高了路燈的節(jié)能效率。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1是變頻控制技術(shù)應(yīng)用于路燈恒壓控制的示意圖。
[0011]圖2是遠(yuǎn)程調(diào)光與獨(dú)立調(diào)光模式的原理框圖。
[0012]圖3是多時(shí)段調(diào)光技術(shù)與傳統(tǒng)技術(shù)路燈能耗對(duì)比圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]一種智能路燈按需照明的控制方法，包括如下技術(shù):
采用變頻控制技術(shù)，如圖1所示，實(shí)現(xiàn)在電網(wǎng)電壓大幅波動(dòng)條件下的恒功率或降功率輸出，首先運(yùn)用采用有源PFC技術(shù)的整流電路將輸入有波動(dòng)的交流電變換為穩(wěn)定的380V直流電壓，整流電路采用有源PFC技術(shù)，使電源功率因數(shù)大于0.99，并且無(wú)沖擊電流、無(wú)能量反射、不污染電網(wǎng)，總電流明顯下降，線路負(fù)載減輕50%以上；然后穩(wěn)定的直流電通過(guò)霍爾電流傳感器后輸出到LC高頻振蕩電路，產(chǎn)生的高頻交流電通過(guò)一個(gè)扼流電路后點(diǎn)燃HID氣體放電燈；控制路燈頻率的MCU則根據(jù)霍爾電流傳感器的信號(hào)來(lái)調(diào)整驅(qū)動(dòng)頻率，由于PFC電路轉(zhuǎn)換的直流電壓是穩(wěn)定的，則霍爾電流傳感器所檢測(cè)到的電流與PFC電路的電壓乘積就是調(diào)光模塊實(shí)際消耗的功率，監(jiān)控中心下發(fā)的調(diào)光輸出指令到達(dá)MCU后，MCU采集霍爾傳感器信號(hào)計(jì)算實(shí)際消耗的功率，同時(shí)向目標(biāo)功率平滑移動(dòng)，并最終趨于穩(wěn)定。
[0014]采用多時(shí)段調(diào)光輸出技術(shù)，有效的滿足了針對(duì)深夜行車少按需照明的要求，如圖3給出的多時(shí)段調(diào)光技術(shù)與傳統(tǒng)技術(shù)路燈能耗對(duì)比圖可以看到，路燈綜合能耗降低了 25%。共有8個(gè)可預(yù)置功率輸出的調(diào)光時(shí)段，最低功率輸出30%。實(shí)踐表明，路燈在額定電壓以下工作時(shí)，壽命延長(zhǎng)3倍以上。
[0015]采用遠(yuǎn)程調(diào)光模式和獨(dú)立調(diào)光模式兩種調(diào)光輸出模式，進(jìn)行調(diào)光指令的輸出，如圖2所示，具體的，遠(yuǎn)程調(diào)度模式是接收從網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器發(fā)出的調(diào)光指令并執(zhí)行，獨(dú)立調(diào)光模式是安裝預(yù)置的多時(shí)段自動(dòng)調(diào)光預(yù)案進(jìn)行調(diào)光輸出，設(shè)備上電后首先進(jìn)入獨(dú)立調(diào)光模式，當(dāng)接收到調(diào)光指令后自動(dòng)切換到遠(yuǎn)程調(diào)度模式。這兩種模式的結(jié)合使得調(diào)光模塊既可以與信息單元與協(xié)調(diào)器等無(wú)線設(shè)備組成網(wǎng)絡(luò)使用，或者在分步建設(shè)的項(xiàng)目中首先作為節(jié)能產(chǎn)品投入使用，在將來(lái)接入無(wú)線設(shè)備即可組網(wǎng)運(yùn)行。
【權(quán)利要求】
1.一種智能路燈按需照明的控制方法，其特征在于，包括如下步驟: 采用變頻功率控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)在電網(wǎng)電壓大幅波動(dòng)條件下的恒功率或降功率輸出； 采用多時(shí)段調(diào)光輸出技術(shù)，有效的滿足了針對(duì)深夜行車少按需照明的要求，使綜合能耗降低； 采用遠(yuǎn)程調(diào)光模式和獨(dú)立調(diào)光模式兩種調(diào)光輸出模式，進(jìn)行調(diào)光指令的輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能路燈按需照明的控制方法，其特征在于:所述變頻功率控制技術(shù)，包括如下步驟: 采用有源PFC技術(shù)的整流電路，將輸入有波動(dòng)的交流電變換為穩(wěn)定的直流電； 穩(wěn)定的直流電通過(guò)霍爾電流傳感器后輸出到LC高頻振蕩電路產(chǎn)生高頻交流電； MCU頻率控制電路根據(jù)霍爾電流傳感器的信號(hào)來(lái)調(diào)整驅(qū)動(dòng)頻率，控制LC高頻振蕩電路的輸出頻率； 高頻交流電通過(guò)一個(gè)扼流電路點(diǎn)亮路燈。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能路燈按需照明的控制方法，其特征在于:所述的路燈恒功率輸出調(diào)控部分采用電流閉環(huán)控制方式，在確認(rèn)沒有開路或短路的情況下，利用采樣電路采集的路燈負(fù)載電流大小，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后將輸出功率與設(shè)定的工作頻率進(jìn)行比較，然后按照功率-頻率曲線調(diào)節(jié)路燈，使其在一定功率范圍內(nèi)恒功率輸出。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能路燈按需照明的控制方法，其特征在于:所述多時(shí)段調(diào)光輸出技術(shù)，是根據(jù)不同路段和不同時(shí)段所需路燈的亮度不同，調(diào)控路燈在不同時(shí)段、按照設(shè)定的功率恒功率輸出。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能路燈按需照明的控制方法，其特征在于:所述遠(yuǎn)程調(diào)光模式是接收從網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器發(fā)出的調(diào)光指令并執(zhí)行；所述獨(dú)立調(diào)光模式是安裝預(yù)置的多時(shí)段自動(dòng)調(diào)光預(yù)案進(jìn)行調(diào)光輸出。
【文檔編號(hào)】H05B37/02GK103747580SQ201310748930
【公開日】2014年4月23日 申請(qǐng)日期:2013年12月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月31日
【發(fā)明者】張軍朝, 宋建成, 趙榮香, 方昀, 陳俊杰, 霍平, 于亞運(yùn), 施苗苗 申請(qǐng)人:太原理工大學(xué)