專利名稱：日光燈智能節(jié)電控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
日光燈智能節(jié)電控制裝置 技術(shù)領(lǐng)域 本實(shí)用新型涉及一種電子設(shè)備，尤其是節(jié)電裝置。
背景技術(shù)：
眾所周知，電能是所有能源中應(yīng)用最為廣泛的一種能源方式，也是 能源消耗中占比重最大的能源之一。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2009年我國(guó)總發(fā)電量為36506億千瓦時(shí)，這其 中照明用電量約為4100億千瓦時(shí)，占總發(fā)電量的12%左右，且大都屬于高峰用電，由此可 見(jiàn)通過(guò)照明節(jié)電是節(jié)省電能的一個(gè)重要途徑?，F(xiàn)階段，日光燈仍是我國(guó)各學(xué)校教室、工廠廠 房、商場(chǎng)等大型場(chǎng)所主要的照明設(shè)備，而最近興起的LED燈與傳統(tǒng)的日光燈相比雖然更加 節(jié)省電能，但是由于其成本較高暫時(shí)還得不到廣泛的普及，所以在短時(shí)間內(nèi)還無(wú)法實(shí)現(xiàn)新 照明設(shè)備的更新。日光燈的工作特性是在啟動(dòng)時(shí)需要瞬間高壓將燈管內(nèi)的氬氣和汞蒸氣 電離從而發(fā)光，啟動(dòng)后僅需要較低電壓即可維持。然而，如今的電網(wǎng)電壓設(shè)置，在日光燈正 常工作后仍保持220V左右的高壓，在室內(nèi)光照強(qiáng)度過(guò)大的情況下，這樣不僅浪費(fèi)電能而且 損耗日光燈的使用壽命。若能在日光燈上進(jìn)行降壓控制可以有效的減少電能的消耗，節(jié)約 電力資源。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種可根據(jù)光照強(qiáng)度智能控制日光燈亮 度以及在啟動(dòng)日光燈后采用低電壓供電來(lái)減少電能消耗的日光燈智能節(jié)電控制裝置。本實(shí)用新型主要包括電網(wǎng)和微型控制器，電網(wǎng)輸入端連接有電流互感器和電壓互 感器，用于檢測(cè)電流和電壓的變化情況，電流互感器和電壓互感器分別經(jīng)整流濾波電路穩(wěn) 壓、濾波后連接在數(shù)模轉(zhuǎn)換器的輸入端，數(shù)模轉(zhuǎn)換器輸出端與微型控制器連接，為微型控制 器提供電流、電壓實(shí)時(shí)的變化數(shù)值；微型控制器的輸入端與光強(qiáng)傳感器連接，輸出端連接驅(qū) 動(dòng)電路，驅(qū)動(dòng)電路的輸出端連接繼電器；在電網(wǎng)部分分接一部三抽頭變壓器，電網(wǎng)輸入電壓 為220V，輸出電壓分別為220V、200V、180V和OV共四級(jí)，輸出端連接日光燈并分別由繼電器 KU K2、K3和K4控制，由微型控制器采集信號(hào)來(lái)控制特定的繼電器開(kāi)合。所述的微型控制 器采用單片機(jī)AT89C52。所述的數(shù)模轉(zhuǎn)換器采用ADC0809型號(hào)。所述的光強(qiáng)傳感器的許可 光強(qiáng)度為50 601ux。使用時(shí)，通過(guò)光照傳感器對(duì)室內(nèi)光強(qiáng)做定時(shí)檢測(cè)，在室內(nèi)光照較強(qiáng)的時(shí)候降低日 光燈亮度，在室內(nèi)光照很弱的時(shí)候增強(qiáng)日光燈亮度，適時(shí)的隨外界情況改變?nèi)展鉄袅炼?，?以更有效的合理的利用電能。日光燈啟動(dòng)后，通過(guò)降低電壓的方式來(lái)減少電能消耗，提高電 能的利用率。與已有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果為組裝方便、功效高、安全可靠、智能操 控，在不影響光照作業(yè)要求的情況下可通過(guò)降低日光燈工作電壓來(lái)減少電能的消耗，以達(dá) 到節(jié)電目的，并且可延長(zhǎng)日光燈使用壽命，達(dá)到雙重節(jié)能的作用。


圖1為本實(shí)用新型的整體電路圖。圖2為本實(shí)用新型的光強(qiáng)傳感器與微型控制器的電路連接圖。圖3為本實(shí)用新型的整流濾波電路圖。圖4為本實(shí)用新型的數(shù)模轉(zhuǎn)換器與微型控制器的電路連接圖。圖5為本實(shí)用新型的驅(qū)動(dòng)電路與繼電器的電路連接圖。
具體實(shí)施方式
在圖1所示的本實(shí)用新型的整體電路圖中，1為電網(wǎng)、2為三抽
3頭變壓器、3為電流互感器、4為電壓互感器、5為整流濾波電路、6為A/D轉(zhuǎn)換器ADC0809、7 為單片機(jī)AT89C52、8為光強(qiáng)傳感器、9為驅(qū)動(dòng)電路、10為繼電器。本實(shí)用新型主要包括電網(wǎng)和微型控制器，電網(wǎng)輸入端連接有電流互感器和電壓互 感器，用于檢測(cè)電流和電壓的變化情況，電流互感器和電壓互感器分別經(jīng)整流濾波電路穩(wěn) 壓、濾波后連接在數(shù)模轉(zhuǎn)換器的輸入端，數(shù)模轉(zhuǎn)換器輸出端與微型控制器連接，為微型控制 器提供電流、電壓實(shí)時(shí)的變化數(shù)值；微型控制器的輸入端與光強(qiáng)傳感器連接，輸出端連接驅(qū) 動(dòng)電路，驅(qū)動(dòng)電路的輸出端連接繼電器；在電網(wǎng)部分分接一部三抽頭變壓器，電網(wǎng)輸入電壓 為220V，輸出電壓分別為220V、200V、180V和OV共四級(jí)，輸出端連接日光燈并分別由繼電器 KU K2、K3和K4控制，由微型控制器采集信號(hào)來(lái)控制特定的繼電器開(kāi)合。所述的微型控制 器采用單片機(jī)AT89C52。所述的數(shù)模轉(zhuǎn)換器采用ADC0809型號(hào)。所述的光強(qiáng)傳感器的許可 光強(qiáng)度為50 601ux。如圖2所示的光強(qiáng)傳感器與微型控制器的電路連接圖，利用光照傳感器定時(shí)檢測(cè) 室內(nèi)光照情況，將其與單片機(jī)AT89C52連接。設(shè)置好光照傳感器的許可光強(qiáng)度上下閾值，如 人的學(xué)習(xí)生活最適宜的光強(qiáng)是50-601UX，當(dāng)實(shí)際光照度超過(guò)該范圍時(shí)給出中斷信號(hào)。如圖3所示的整流濾波電路圖，電網(wǎng)電壓標(biāo)準(zhǔn)值為220V，但是在實(shí)際情況下，電網(wǎng) 電壓會(huì)有所變化，因此需要對(duì)電壓、電流進(jìn)行適時(shí)采樣，及時(shí)檢測(cè)電壓、電流的變化情況，將 信息傳給單片機(jī)來(lái)控制供給的電壓值。這里采用輸入電壓范圍為0 380V的電壓互感器， 適合對(duì)220V電網(wǎng)電壓的采集。采用輸入電流范圍為0 150A的電流互感器，同時(shí)可實(shí)現(xiàn) 電流電壓的轉(zhuǎn)換。經(jīng)采樣后的交流電壓經(jīng)整流后可獲得直流電壓，但是這個(gè)電壓具有較大 的脈動(dòng)成分，在電路中使用整流直流電壓時(shí)，在電路中接入電容或電感元件，利用這些元件 所具有的儲(chǔ)能作用將整流后輸出電壓中的脈動(dòng)成分降低，使整流后的電壓變得平滑，接近 恒定直流。為了減小整流后電壓的脈動(dòng)，常采用濾波電路把交流分量濾去，使負(fù)載兩端得到 脈動(dòng)較小的直流電壓。如圖4所示的數(shù)模轉(zhuǎn)換器與微型控制器的電路連接圖，本模塊的單片機(jī)采用 AT89C52，片內(nèi)含8k bytes的可反復(fù)擦寫(xiě)的Flash只讀程序存儲(chǔ)器可用于保存控制程序。 用ADC0809作為模數(shù)轉(zhuǎn)換器，實(shí)現(xiàn)對(duì)電流、電壓由模擬量向數(shù)字量的轉(zhuǎn)換，時(shí)鐘是單片機(jī)的 ALE經(jīng)D觸發(fā)器縮頻，控制口由P2. 7、WR、RD和門電路組成的標(biāo)準(zhǔn)控制電路，單片機(jī)的PO 口 與ADC0809的輸出端連接、讀取AD轉(zhuǎn)換后的結(jié)果。如圖5所示的驅(qū)動(dòng)電路與繼電器的電路連接圖，在電網(wǎng)部分接一部三抽頭變壓 器，電網(wǎng)輸入約220V電壓，輸出分別為200V、180V、0V再加上原來(lái)的220V共四級(jí)。分別由繼 電器K2、K3、K4和Kl控制，可通過(guò)控制特定繼電器的閉合來(lái)控制輸出電壓。單片機(jī)AT89C52 接收ADC0809轉(zhuǎn)換后的信息經(jīng)過(guò)處理輸出控制脈沖信號(hào)，輸出脈沖經(jīng)放大后可直接接到繼 電器控制級(jí)，控制特定繼電器的閉合，來(lái)改變?nèi)展鉄粽９ぷ鲿r(shí)的電壓，起到降低電壓進(jìn)行 節(jié)能的作用。工作過(guò)程為電壓互感器和電流互感器與電網(wǎng)連接采樣電網(wǎng)的電壓、電流的變化 信息。電網(wǎng)通過(guò)三抽頭變壓器與繼電器連接，將電網(wǎng)電壓分成220V、200V、180V、和OV四級(jí) 電壓，并分別由四個(gè)繼電器控制。整流、濾波電路輸入端與電壓互感器和電流互感器的輸出 端相連，將采樣得到的交流信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷餍盘?hào)，另一端與A/D轉(zhuǎn)換器ADC0809的輸入端相 連，將模擬信號(hào)送到ADC0809。ADC0809與單片機(jī)AT89C52相連，將模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量傳送
4給單片機(jī)。光照傳感器和單片機(jī)AT89C52相連，將檢測(cè)到的外界光照信息轉(zhuǎn)換成數(shù)字量直 接送到單片機(jī)。單片機(jī)AT89C52與驅(qū)動(dòng)電路相連，將單片機(jī)的輸出信號(hào)進(jìn)行放大。驅(qū)動(dòng)電 路與繼電器相連，放大后的控制信號(hào)直接控制特定的繼電器的閉合，來(lái)改變輸出的電壓值。
權(quán)利要求一種日光燈智能節(jié)電控制裝置，主要包括電網(wǎng)和微型控制器，其特征在于電網(wǎng)輸入端連接有電流互感器和電壓互感器，用于檢測(cè)電流和電壓的變化情況，電流互感器和電壓互感器分別經(jīng)整流濾波電路穩(wěn)壓、濾波后連接在數(shù)模轉(zhuǎn)換器的輸入端，數(shù)模轉(zhuǎn)換器輸出端與微型控制器連接，為微型控制器提供電流、電壓實(shí)時(shí)的變化數(shù)值；微型控制器的輸入端與光強(qiáng)傳感器連接，輸出端連接驅(qū)動(dòng)電路，驅(qū)動(dòng)電路的輸出端連接繼電器；在電網(wǎng)部分分接一部三抽頭變壓器，電網(wǎng)輸入電壓為220V，輸出電壓分別為220V、200V、180V和0V共四級(jí)，輸出端連接日光燈并分別由繼電器K1、K2、K3和K4控制，由微型控制器采集信號(hào)來(lái)控制特定的繼電器開(kāi)合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的日光燈智能節(jié)電控制裝置，其特征在于所述的微型控制器 采用單片機(jī)AT89C52。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的日光燈智能節(jié)電控制裝置，其特征在于所述的數(shù)模轉(zhuǎn)換器 采用ADC0809型號(hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的日光燈智能節(jié)電控制裝置，其特征在于所述的光強(qiáng)傳感器 的許可光強(qiáng)度為50 601ux。
專利摘要一種日光燈智能節(jié)電控制裝置，主要包括電網(wǎng)和微型控制器，電網(wǎng)輸入端連接有電流互感器和電壓互感器，用于檢測(cè)電流和電壓的變化情況，電流互感器和電壓互感器分別經(jīng)整流濾波電路穩(wěn)壓、濾波后連接在數(shù)模轉(zhuǎn)換器的輸入端，數(shù)模轉(zhuǎn)換器輸出端與微型控制器連接，為微型控制器提供電流、電壓實(shí)時(shí)的變化數(shù)值；微型控制器的輸入端與光強(qiáng)傳感器連接，輸出端連接驅(qū)動(dòng)電路，驅(qū)動(dòng)電路的輸出端連接繼電器；在電網(wǎng)部分分接一部三抽頭變壓器，電網(wǎng)輸入電壓為220V，輸出電壓分別為220V、200V、180V和0V共四級(jí)，輸出端連接日光燈并分別由繼電器K1、K2、K3和K4控制，由微型控制器采集信號(hào)來(lái)控制特定的繼電器開(kāi)合。本實(shí)用新型具有組裝方便、功效高、安全可靠、智能操控等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H05B41/36GK201766764SQ20102025045
公開(kāi)日2011年3月16日 申請(qǐng)日期2010年7月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月7日
發(fā)明者劉柏江, 耿富臣, 陳興文 申請(qǐng)人:劉柏江;耿富臣;陳興文