[实用新型]具有节能、调光功能的路灯智能控制器

说明书

技术领域

本实用新型属于电力电子应用技术及节能技术领域，尤其适用在市政工程，道路、庭院照明灯场所，满足智能照明控制、节能高效、可调光功能等要求。

背景技术

目前，高压钠灯已越来越广泛地被用在道路、庭院等照明场所。这种灯常规采用工频电感镇流器。工频电感镇流器的问题在于：首先其功率因数较低、电感器自身损耗电量较大，而且在深夜时，通常电网电压会增大，路灯就更亮同时消耗在电感镇流器和高压钠灯上的电量也就更大。另外，由于电网电压升高，可能使得路灯工作在过电压状态，严重缩短了整流器和高压钠灯的寿命。此外，现有路灯多半由人工或定时控制，昼间关闭夜间开启，但这样不能起到合理利用能源，节能降耗的目的。在路灯的节能中，考虑到大部分公路和城市街道在深夜时人车稀少，可以降低路灯的照度以达到节约电能，但由于高压钠灯使用工频电感镇流器时，对工频电压要求很高，在调光节能时，通过降低工频供电电压来作为节能措施，其调节范围有限，同时整个电网系统也较难连续调节降低电压，现有的可控硅或变压器方式调压缺点是成本和性能不好，因此在路灯就地控制器上寻求新的电路拓扑和理想的控制方法成为当前研究热点。

发明内容

本实用新型专利的目的就是为了解决常规照明路灯存在的不节能问题、实现节能降耗、实现调光控制而提出的一种新型路灯控制器。

具有节能、调光功能的路灯智能控制器由下述技术方案构成：该控制器含有：电源单元、控制单元、供电单元以及高压钠灯，其中：

(一)电源单元，包括单相不控整流桥和与之并联的滤波电容；

(二)控制单元，包括单片机控制电路、测量直流母线电压的电压传感器和测量直流母线电流的电流传感器、测量亮度的光敏元件和PWM驱动芯片；其中：单片机控制电路集成在一个可插拔式的控制卡上，该卡含有单片机芯片、拨码开关和指示灯；所述的PWM驱动芯片接收单片机发出的两路PWM信号，经该芯片转换输出功率PWM驱动信号，驱动功率MOSFET管的栅极；拨码开关与单片机数据线接口相连；

(三)供电单元，包含有单级式DC/AC全桥逆变电路、高频降压变压器、高压钠灯启辉器及高频电子镇流单元，其中：DC/AC全桥逆变电路由4只采用电阻、电容及二极管构成吸收电路的功率MOSFET管构成；所述的逆变电路的直流侧的电源输入端接不控整流及滤波电容器的输出端，逆变电路的输出端连接在高频降压变压器的输入侧，逆变电路的功率MOSFET管的栅极连接到控制单元的PWM驱动芯片的输出端；所述的电子镇流器由高频镇流电感构成，该镇流电感与高压钠灯串联后连接在高频降压变压器的副边输出侧。

具有节能、调光功能的路灯智能控制器中所述的控制卡、高频变压器、电子镇流器以及单相不控整流桥为可插拔式，通过插槽与控制板连接。

所述的可插拔式的控制卡、高频变压器、电子镇流器以及单相不控整流桥均采用模块化结构，通用化强，也便于生产和维护。图1所示的控制单元经PWM驱动芯片所输出的频率可变的驱动信号驱动图2所示的逆变供电单元的MOSFET开关管，单片机通过调节PWM输出信号的频率实现调节钠灯电流，最终实现调光；拨码开关用于对照明时间和照明方式进行人工设定；指示灯实现相应的状态的显示功能；光敏元件用于检测当前光照强度，进行照明控制；图3所示的电压传感器用于采集直流母线电压，电流传感器用于采集直流母线电流；高频降压变压器的输出为高频方波电压；高压钠灯启辉器并联接于高频降压变压器的副边；高频变压器的输出为可调频率的高频方波电压，给高频电子镇流器和高压钠灯供电；该高频电子镇流器由高频镇流电感构成，该镇流电感与高压钠灯串联后连接在高频变压器的副边输出侧。

本实用新型专利提出的具有节能、调光功能的路灯智能控制器，其特征是由可插拔式单元组成，其中控制卡、高频变压器、镇流器以及单相不控整流桥均为可插拔式，通过插槽与控制底板连接，配合不同的电源接入类型实现多种产品型号，包括直流电源、交流电源及不同的电压等级(如交流220/110V)，可以为不同功率等级的高压钠灯使用(如50W～250W的灯具控制器使用)，可以广泛应用于不同的应用场合。