一種高壓鈉燈節電裝置的製作方法
2023-06-13 21:36:31 2
專利名稱：一種高壓鈉燈節電裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種高壓鈉燈節電裝置，特別是一種利用電力載波通訊技術，對已經施工安裝的城市道路單個路燈，特別是使用電感鎮流器的高壓鈉燈，實施降壓控制的節電裝置，以實現城市道路照明節能控制。屬於照明節電技術領域。
背景技術：
高壓鈉燈主要用於道路照明，目前路燈照明的節能方式主要有三種1、間隔亮燈法或單側亮燈法，就是隔一個路燈亮一個路燈或只亮一側路燈。這種節能方式容易造成路面光照強度不均勻，影響道路安全。2線路調壓法，就是通過變壓器調低整條路燈線路的供電電壓。這種節能方式容易導致線路末端供電電壓太低，甚至造成路燈無法正常點亮，同樣影響道路安全。3、單燈限流法，就是單個路燈採取串聯一個額外電感線圈的方法來限制路燈迴路的電流。該方法增加了一個額外的電感線圈和配套的控制器，體積較大，安裝成本較高，而且額外電感線圈的控制是由控制器的繼電器控制，繼電器有限的動作次數壽命限制了該裝置的長期可靠使用。綜上所述，現有用於對道路照明高壓鈉燈的節電方式多種多樣，但也各有不足。因此，我們有必要設計一種新型的高壓鈉燈節電裝置，城市道路照明節能控制的需要。
發明內容本實用新型的目的在於解決現有技術中存在的問題，提供了一種利用電力載波通訊技術，對已經施工安裝的城市道路單個路燈，實施降壓控制的節電裝置，以實現城市道路照明節能控制。本實用新型的目的是通過下述技術方案予以實現的一種高壓鈉燈節電裝置，設置在路燈系統與路燈供電線路之間，其特徵在於包括電力載波通訊單元、電源管理單元、可控矽控制單元、電參數檢測單元和單片機控制單元；所述電力載波通訊單元接入到路燈供電線路上，用以通過路燈供電線路與伺服器端的路燈調控平臺進行數據通訊；所述電源管理單元用以對節電裝置中各個用電單元進行供電；所述可控矽控制單元設置在路燈供電線路與路燈之間；該可控矽控制單元還與單片機控制單元相連；所述電參數檢測單元分別與可控矽控制單元、單片機控制單元相連；所述單片機控制單元分別與電力載波通訊單元、可控矽控制單元和電參數檢測單元相連。所述可控矽控制單元由電壓過零觸發可控矽電路與移相控制可控矽電路串聯構成；兩個可控矽電路串聯在路燈供電線路與路燈之間；所述電壓過零觸發可控矽電路位於路燈供電線路一側，移相控制可控矽電路位於路燈一側；所述兩個可控矽電路的連接端與路燈的補償電容相接。在所述移相控制可控矽電路上還並聯有一對IGBT電路；該對IGBT電路相互串聯， 共發射極。本實用新型的有益效果是該節電裝置通過在各個路燈與路燈供電線路之間接入具有電力網絡通訊功能的節電裝置，使得伺服器端的路燈調控平臺得以實時了解各個路燈的工作狀態，並進而實現對各個路燈進行精確控制。
圖1為高壓鈉燈節電裝置的原理框圖；圖2為可控矽控制單元接入示意圖；圖3為可控矽控制單元電路圖一；圖4為可控矽控制單元電路圖二。
具體實施方式
本實用新型的目的是通過下述技術方案予以實現的本實用新型所設計的高壓鈉燈節電裝置是鑑於前述間隔亮燈節電方式及線路調壓節電方式都會因為對各個路燈的調壓不同而影響道路安全的問題，基於電力載波通訊技術，在既有的路燈系統與路燈供電線路之間接入本節電裝置，以通過電力載波網絡的信號控制，對各個接入路燈進行分別調壓控制。該裝置一方面通過對各個路燈分別調壓，從而實現均勻調壓，保證了道路照明的安全；另一方面由於是基於現有路燈照明系統的改造，且所採用的裝置均為數控電路，因此改造成本較為低廉。圖1為本實用新型高壓鈉燈節電裝置的原理圖。如圖所示，所述高壓鈉燈節電裝置包括電力載波通訊單元1、電源管理單元2、可控矽控制單元3、電參數檢測單元4和單片機控制單元5。所述電力載波通訊單元1接入到路燈供電線路上，用以通過路燈供電線路與伺服器端的路燈調控平臺進行數據通訊。這裡，電力載波通訊單元1與伺服器之間的通訊是通過基於電力網實現數據通訊的電力載波通訊技術實現的。該電力載波通訊技術為現有技術，在此就不再熬述。所述電源管理單元2為AC/DC轉換模塊，用以對節電裝置中各個用電單元進行供 H1^ ο所述可控矽控制單元3為路燈的調壓控制單元，如圖2所示，其設置在路燈供電線路與路燈之間。該可控矽控制單元3還與單片機控制單元5相連，受單片機控制單元5控制，對路燈進行調壓。所述電參數檢測單元4分別與可控矽控制單元3、單片機控制單元5相連。電參數檢測單元4 一方面採集可控矽控制單元3的電參數，另一方面將所採集的電參數發送給單片機控制單元5處。所述單片機控制單元5為節電裝置的核心控制單元，分別與電力載波通訊單元1、 可控矽控制單元3和電參數檢測單元4相連。該單片機控制單元5接收電參數檢測單元4 發來的電參數數據，通過電力載波通訊單元1與伺服器端的路燈調控平臺進行數據通訊，最終根據伺服器端發送的控制指令對可控矽控制單元3進行控制。由上可見，本專利所設計的高壓鈉燈節電裝置通過在各個路燈與路燈供電線路之間接入具有電力網絡通訊功能的節電裝置，使得伺服器端的路燈調控平臺得以實時了解各個路燈的工作狀態，並進而實現對各個路燈進行精確控制。這樣，既實現了對路燈系統的節電控制，又保證了道路照明安全不受影響。本專利所設計的高壓鈉燈節電裝置在上述結構的基礎上，針對路燈上電時容易對電網造成衝擊的問題，以及節電裝置可控矽移相調壓控制電網諧波大的問題，對所述可控矽控制單元3的具體電路結構作了進一步的設計。圖3為可控矽控制單元電路圖一。如圖所示，該可控矽控制單元3由電壓過零觸發可控矽電路TLP3063與移相控制可控矽電路TLP3023串聯構成。兩個可控矽電路串聯在路燈供電線路與路燈之間。其中，電壓過零觸發可控矽電路位於路燈供電線路一側，移相控制可控矽電路位於路燈一側。所述兩個可控矽電路的連接端與路燈的補償電容相接。如圖所示，該電壓過零觸發可控矽電路的PBO端及移相控制可控矽電路的PBl端分別與單片機控制單元5相連接，受單片機控制單元5的控制。如上述結構的可控矽控制單元，一方面，當裝置上電後，先控制電壓過零觸發可控矽在電壓過零點時開通輸出電壓，並使該輸出電壓與補償電容的電壓相同，從而減小了路燈上電對電網的衝擊。另一方面，移相控制可控矽電路可以受單片機控制單元5，通過調節移相可控矽的導通與關斷實現對路燈輸出電壓的平滑調控。如上所述，上述移相控制可控矽電路是通過調節可控矽的導通與關斷來實現對路燈輸出電壓調控的。但是，這種調壓方式容易引起對電網的諧波幹擾。鑑於此，我們又提出了對上述可控矽控制單元的改良結構。圖4為可控矽控制單元電路圖二。如圖所示，該可控矽控制單元3在前述可控矽控制單元的結構基礎上，在所述移相控制可控矽電路上還並聯有一對IGBT電路。該對IGBT 電路相互串聯，共發射極。該IGBT電路默認是關斷狀態，當移相控制可控矽關斷後，IGBT電路高頻開關輸出，移相控制可控矽打開前，IGBT電路關斷輸出，IGBT電路的加入可以減小移相可控矽調節時對電網的諧波幹擾。綜上所述，本實用新型提供了一種利用電力載波通訊技術實施降壓控制的節電裝置。該節電裝置通過在各個路燈與路燈供電線路之間接入具有電力網絡通訊功能的節電裝置，使得伺服器端的路燈調控平臺得以實時了解各個路燈的工作狀態，並進而實現對各個路燈進行精確控制。同時，該節電裝置通過對其中可控矽控制單元的改造，從而防止路燈上電時對電網造成衝擊，並且實現對路燈輸出電壓的平滑調控。本領域一般技術人員在此設計思想之下，對該裝置所做任何不具有創造性的改造均應視為在本實用新型的保護範圍之內。
權利要求1.一種高壓鈉燈節電裝置，設置在路燈系統與路燈供電線路之間，其特徵在於包括電力載波通訊單元、電源管理單元、可控矽控制單元、電參數檢測單元和單片機控制單元；所述電力載波通訊單元接入到路燈供電線路上，用以通過路燈供電線路與伺服器端的路燈調控平臺進行數據通訊；所述電源管理單元用以對節電裝置中各個用電單元進行供電； 所述可控矽控制單元設置在路燈供電線路與路燈之間；該可控矽控制單元還與單片機控制單元相連；所述電參數檢測單元分別與可控矽控制單元、單片機控制單元相連；所述單片機控制單元分別與電力載波通訊單元、可控矽控制單元和電參數檢測單元相連。
2.如權利要求1所述的高壓鈉燈節電裝置，其特徵在於所述可控矽控制單元由電壓過零觸發可控矽電路與移相控制可控矽電路串聯構成；兩個可控矽電路串聯在路燈供電線路與路燈之間；所述電壓過零觸發可控矽電路位於路燈供電線路一側，移相控制可控矽電路位於路燈一側；所述兩個可控矽電路的連接端與路燈的補償電容相接。
3.如權利要求2所述的高壓鈉燈節電裝置，其特徵在於在所述移相控制可控矽電路上還並聯有一對I GBT電路；該對IGBT電路相互串聯，共發射極。
專利摘要本實用新型提供了一種高壓鈉燈節電裝置，設置在路燈系統與路燈供電線路之間，包括電力載波通訊單元、電源管理單元、可控矽控制單元、電參數檢測單元和單片機控制單元；所述電力載波通訊單元接入到路燈供電線路上；所述可控矽控制單元設置在路燈供電線路與路燈之間；該可控矽控制單元還與單片機控制單元相連；所述電參數檢測單元分別與可控矽控制單元、單片機控制單元相連；所述單片機控制單元分別與電力載波通訊單元、可控矽控制單元和電參數檢測單元相連。該節電裝置通過在各個路燈與路燈供電線路之間接入具有電力網絡通訊功能的節電裝置，使得伺服器端的路燈調控平臺得以實時了解各個路燈的工作狀態，並進而實現對各個路燈進行精確控制。
文檔編號H05B41/36GK201937937SQ201020540539
公開日2011年8月17日 申請日期2010年9月25日 優先權日2010年9月25日
發明者張偉, 張輝, 時海晶, 李大偉 申請人:中環保城市照明服務有限公司