[实用新型]微电脑程序控制路灯节电装置

说明书

本实用新型是一种工业单片机控制的路灯照明节电控制器。

在目前路灯照明所采用的节电方案中，有一种是后半夜“隔盏亮灯法”，还有一种是采用半导体器件和继电器或电接点石英钟结合组成后半夜定时突变的移相调压方式。前一种方式造成亮灯下很亮，熄灯下很暗，导致道路的照明均匀度很差，尤其是在每天的23：00以后动力及照明用电负荷减少，照明供电电压升高时(230V-240V)。据有关资料，当电源电压高于额定值9.1％时，镇流器的端电压高出正常值的14％，工作电流增大19.5％，致使电能损耗加大，同时因电网电压过高，易导致电感镇流器饱和，流过灯的电流是尖顶波，降低了金属卤化物灯的使用寿命和使用效能。第二种方式因存在电路结构复杂，有触点控制，使用寿命短，可靠性差的弊端，不宜安装在室外恶劣环境下的路灯上，此外其移相调压是定时突变式的，这样会使夜间行车的司机产生短时间的不适应，对交通安全造成隐患。

本实用新型的目的是在不改变现有输电线路、照明灯具的情况下，解决了“隔盏亮灯法”因后半夜电压高时，不能克服路灯电能浪费，灯具使用寿命缩短的难题；其次是完全克服了目前现有节电器存在的上述弊端，采用工业单片机无触点控制，根据不同地域、不同环境的需要，通过可编程控制，实现在每晚23：00点后电网电压升高时，适度降压节能，并延长了照明灯具的使用寿命。

本路灯节电控制器由单片机电源电路和主控电路组成，单片机电源电路向单片机提供DC+5v电源。主控电路由电流零点检测电路、晶闸管触发电路组成，电流零点检测电路通过对电源电流的检测来向单片机提供同步信号，晶闸管触发电路通过单片机提供的控制信号来向晶闸管提供可控的触发脉冲信号。

下面结合附图对本实用新型的工作原理做详细说明。

图1：微电脑程序控制节电装置原理框图，其工作过程如下：

每晚路灯电源接通后，在23：00以前，CPU接受电流零点检测信号，在电源的每半周通过触发器向晶闸管输出同步的控制角α近似为零的控制脉冲，此时晶闸管处于全导通状态，负载在全压状态下工作，23：00点后电网电压升高，车流量及行人减少，此时由石英振荡器和CPU内部的定时器计时程序开始执行逐步降压程序。根据用户的需要，其调压幅度与完成调压的时间可通过对CPU的编程，控制晶闸管的导通角来完成，这样不仅节约了电能，同时也保护了路灯不受高电压影响其使用寿命，第二天重新执行上述过程。

图2：本实用新型的电路原理图，由电容C3耦合与D1、D2、C1、C7、C8、R1组成向单片机提供DC+5V工作电压的电源电路；两个光耦TLP-521与电阻R2组成零电流检测电路，给单片机CPU提供每半周脉冲的同步信号；晶振C2、电容C5、C6及单片机CPU内置定时器组成同步计时脉冲电路，光耦MOC-3023与R4、R5、R6、C4组成由单片机CPU发出控制脉冲的光电隔离控制晶闸管移相角的触发电路；根据不同环境、不同时间的需要通过对单片机CPU的编程，由CPU根据可编入的程序发出对晶闸管移相角的控制脉冲实现对路灯的节能控制；图中MOV是压敏电阻，对电路提供过压保护；JP是跳线器，当其短接时，CPU执行设定的自检程序。带虚线部分是晶闸管，VT是主电路负载，也就是路灯。单片机：GMS97C2051。

本实用新型电路结构简单，适用范围广(适用于绝大多数气体放电灯及金属卤化物灯)，寿命长，节电率高达30％-35％，且成本回收期短(根据不同地区电价在5-7个月内)，具有非常好的实用价值和推广意义。