戶外照明燈智能光時控制器及其控制方法

2023-10-09 22:43:29 1

專利名稱：戶外照明燈智能光時控制器及其控制方法
技術領域：
本發明涉及一種戶外照明控制裝置及其控制方法，屬控制技術領域。
背景技術：
戶外照明燈主要有路燈、庭院燈和景觀燈等，通常釆用功率為25W至75W的高壓 鈉燈、高壓汞燈或白熾燈等。路燈為夜晚出行的人們帶來了方便，但是照明電網在後半 夜時由於動力及照明用電負荷減少，其電壓與前半夜的電壓相比會有較大上升， 一般都 要超出路燈的額定電壓，這一方面會增加路燈的實際功率，浪費電力資源；另一方面， 由於電壓超出路燈的額定電壓，電流較大，影響路燈使用壽命，且容易燒壞路燈。傳統 上用於路燈控制的路燈控制器主要有普通光控式路燈控制器和普通時控式路燈控制器。
普通光控式路燈控制器，由光敏元件、門限電路和輸出機構組成，在功能上只能達 到按設定亮度接通或斷開電路的功能，沒有定時、節能的功能；同時容易受到外界雷電 或汽車燈光的影響而產生誤動作。
普通時控式路燈控制器，雖然可以實現定時開啟和關閉路燈，但是由於不同季節、 不同地域的不同自然環境條件，對路燈啟閉的時間需求是不同的，所以每隔一段時間就 需要對其啟閉時間進行調整，相當麻煩；另外普通時控式路燈控制器也沒有節能的功能。
為了節電，在目前路燈照明採用的節電方案中，有一種是後半夜關掉部分路燈，如 "隔盞亮燈法"和部分線路熄燈法，隔盞亮燈法仍然存在著由於電壓超出路燈的額定電 壓，電流較大，影響路燈使用壽命，且容易燒壞路燈缺點；並且造成亮燈下的地方很亮、 熄燈下的地方很暗的現象出現，導致道路照明的均勻度較差。
目前，伴隨著新技術的出現和發展，人們也設計出多種更加實用的路燈控制器對路 燈進行高效控制，其所採用的主要手段就是以單片機作為路燈控制器的主控部件。
中國專利申請95239714.5公開了一種有時間條件約束的光控式路燈控制器。具有單 片機、亮度信號取樣電路、電流信號取樣電路、執行電路和直流備份電源。亮度信號取 樣電路為光敏傳感器。單片機中貯存有日曆和分析、計算、處理、判斷程序，其中還有 不同季節的對應開燈時間。當單片機檢測到光敏傳感器的阻值到達一定數值時，再對照
本季的開燈時間，若都符合條件則發出指令控制執行電路的繼電器的觸點閉合而向路燈 供電。因為設有備份電源，可以在出廠前即完成對時間標準的設置，即使在使用中停電
也因為有備用電源而使時間標準不變。雖然這種控制器考慮到季節的不同，可以延長或 縮短燈亮的時間，但是不能在下半夜市電電壓較高時進行調整，從而不僅路燈的使用壽 命較短，而且節電效果不十分明顯。
中國專利申請98206327.X公開了一種時控式路燈控制器。該裝置具有機殼、電源 電路、單片機、零電流檢測電路、晶閘管移相角控制觸發電路等。該申請指出此裝置 可針對23點以後電網電壓升高、車流量及行人減少的情況，由石英振蕩器和CPU內部 的定時器計時程序開始執行逐步降壓程序，從而不僅節約了電能，同時也保護了電路不 受高電壓影響其使用壽命，第二天重新執行上述過程。該申請未提到時間標準的設定問 題，按照通常的理解，這種控制器需要在接通電源使用時對時間標準進行設置，如果遇 到停電的情況則需要對時間重新設置，因而它的使用很不方便。
中國專利申請01265118.4公開了一種光時雙控式路燈控制器。該控制器具有光信號 輸入部分、單片機、短路插針、短路片、執行機構。光信號輸^部分具有光敏電阻，其 採用的單片機的型號為AT89C2051。該控制器的光信號輸入部分利用了單片機內部的一 個電壓比較器，當白天光照強時，光敏元件的電阻變小，比較器輸出端為低電平，夜間 光敏元件阻值變大，比較器輸出端為高電平。通過檢測程序檢測比較器輸出埠的翻轉 信號，再結合延時程序來控制單片機路燈控制信號輸出端的輸出電平，根據程序要求進 行高低電平變換。時間的整定值是通過6組短路插針和短路片來完成，根據光控和時控 的兩個信號，最後通過執行機構對被控制對象進行自動控制。該種光時控制器只能對時 間進行最多6個點的簡單的控制，其光控部分則只能對一種亮度值進行設定和識別。所 以，這種光時控制器只能對亮度和時間進行簡單控制，滿足不了對路燈進行控制的實際 需要。尤其在停電後又來電時，需要重新插拔短路片對時間的控制點進行設置，給使用 者帶來不便。
中國專利申請200420091950.1公開了一種感應器時間雙控式戶外照明節電控制器， 在涉及可與感應接口對接的單元的種類時，也提到可採用感光單元。該控制器由降壓整 流電路、單片機、可控矽觸發電路、過零採樣電路、編碼電路、感應接口組成。編碼電 路由2個撥碼開關組成，並通過2個撥碼開關的不同檔位來形成100種不同信號，從而 可以設置IOO種節電模式。該控制器是對路燈單杆進行控制的器件，它有近百種節電模 式可供選擇，可以根據不同路段夜間行人和車流情況靈活選擇，在行人和車流稀少時有 選擇地降壓或關閉一些路燈，從而達到節電目的。在該申請的具體實施方式
中雖然只例 舉了關閉路燈的節電方式、沒有例舉降壓的節電方式，但可根據上述98206327.X中由 CPU實現控制晶間管導通角的方法來實現降壓的節電方式。該申請在具體實施方式
中對 其控制器的工作過程進行了如下敘述使用時，先進行初始化，然後讀取撥碼開關數值
而確定節電模式，之後對I/0腳進行初始化，此外，在隨機存儲器中設置兩個標誌，一
個是狀態標誌， 一個是觸發標誌。狀態標誌用來識別當前工作狀態，即識別處於三種工 作狀態的那一種第一種狀態是天黑以後路燈所保持的開啟狀態，第二種狀態是路燈在 半夜休眠的節電狀態，第三種狀態黎明前路燈的開啟狀態。觸發標誌用來決定是否對可 控矽進行觸發。在單片機進入主循環前觸發標誌置I。進入主循環後，單片機根據過零 採樣電路輸入的信號檢測過零點。過零後，根據狀態標誌決定有關操作。若處於第一種 狀態，則觸發標誌置1，觸發可控矽；若處於第二種狀態，則觸發標誌置O,可控矽不 需觸發；若處於第三種狀態，觸發標誌置l，觸發可控矽。之後程序則根據觸發標誌是 否為1而決定是否對可控矽進行觸發。在第二個過零點到來後，繼續根據觸發標誌是否 為1來決定是否可對可控矽進行觸發，然後返回主循環開始繼續上面的流程。這種控制 器也未提到時間標準的設定問題，也需要在接通電源使用時對時間標準進行設置，如果 遇到停電的情況則需要對時間重新設置，因而它的使用很不方瑪。

發明內容
本發明的目的是提供一種使用方便、使用時可以節電、路燈使用壽命可以較長且配 合相應程序即可自動設定時間標準的戶外照明燈智能光時控制器本發明的另一個目的 是提供一種該控制器的控制方法。
實現本發明目的中的提供一種戶外照明燈智能光時控制器的技術方案是本控制器 具有火線連接端、地線連接端、負載電流輸出端、電源電路、亮度採樣電路、過零採樣 電路、單片機和可控矽輸出電路；電源電路具有火線連接端、地線連接端、供電電源輸 出端和電源地，電源電路的火線連接端即為本控制器的火線連接端，電源電路的地線連 接端即為本控制器的地線連接端；亮度採樣電路具有電源端過零採樣電路具有輸入端 和過零採樣信號輸出端；單片機具有電源端、過零採樣信號輸入端和照明控制信號輸出 端；可控矽輸出電路具有負載電流輸入端、負載電流輸出端和控制端；可控矽輸出電路 的負載電流輸入端也是本控制器的火線連接端，可控矽輸出電路的負載電流輸出端也是 本控制器的負載電流輸出端；電源電路的供電電源輸出端分別與亮度採樣電路的電源端 和單片機的電源端相連；過零採樣電路的輸入端與本控制器的地線連接端相連過零採 樣電路的過零釆樣信號輸出端與單片機的過零釆樣信號輸入端相連；單片機的照明控制 信號輸出端與可控矽輸出電路的控制端相連；其特徵在於還具有設定電路；亮度採樣 電路還具有亮度採樣模擬信號輸出端；設定電路具有電源端、節能開始時間模擬信號輸 出端、節能結束時間模擬信號輸出端和輸出功率百分率模擬信號輸出端；單片機為集成 有模數轉換器和電可擦寫式存儲器的單片機；單片機還具有亮度採樣模擬信號輸入端、頁
節能開始時間模擬信號輸入端、節能結束時間模擬信號輸入端和輸出功率百分率模擬信
號輸入端；電源電路的供電電源輸出端還與設定電路的電源端相連；亮度採樣電路的亮 度採樣模擬信號輸出端與單片機的亮度採樣模擬信號輸入端相連；設定電路的節能開始 時間模擬信號輸出端與單片機的節能開始時間模擬信號輸入端相連；設定電路的節能結 束時間模擬信號輸出端與單片機的節能結束時間模擬信號輸入端相連；設定電路的輸出 功率百分率模擬信號輸出端與單片機輸出功率百分率模擬信號輸入端相連。
本控制器還具有電流採樣電路；電流採樣電路具有電源端、基準電壓採樣信號輸入 端、負載電流採樣信號輸入端、負載電流採樣模擬信號輸出端；單片機還具有負載電流 採樣模擬信號輸入端；可控矽輸出電路還具有負載電流信號輸出端；電源電路的供電電 源輸出端還與電流採樣電路的電源端相連；可控矽輸出電路的負載電流信號輸出端與電 流釆樣電路的負載電流採樣信號輸入端相連，電流釆樣電路的基準電壓採樣信號輸入端 即為本控制器的火線連接端，電流採樣電路的負載電流採樣模伊信號輸出端與單片機的 負載電流採樣模擬信號輸入端相連。上述可控矽輸出電路由雙向可控矽、控制端電阻和 輸入端電阻構成，輸入端電阻的一端即為可控矽輸出電路的負載電流輸入端，輸入端電 阻的另一端與雙向可控矽的電流輸入輸出端的一端相連，雙向可控矽的電流輸入輸出端 的另一端即為可控矽輸出電路的負載電流輸出端，控制端電阻的一端即為可控矽輸出電 路的控制端，控制端電阻的另一端與雙向可控矽的控制端相連，可控矽輸出電路的輸入 端電阻與雙向可控矽的公共接點即為可控矽輸出電路的負載電流信號輸出端。
上述電源電路具有降壓變壓器和整流穩壓濾波電路；降壓變壓器的初級繞組的一端 即為電源龜路的火線連接端，降壓變壓器的初級繞組的另一端即為電源電路的地線連接 端；降壓變壓器的次級繞組的一端與整流穩壓濾波電路的輸入端相連，降壓變壓器的次 級繞組的另一端即為電源地；整流穩壓濾波電路的輸出端即為電源電路的供電電源輸出 端，該輸出端與本控制器的火線連接端相連，而使該輸出端為浮地式供電電源輸出端。 上述亮度採樣電路由光敏二極體和一個電阻串聯構成光敏二極體的負極即為亮度採樣 電路的電源端，光敏二極體的正極與電阻的一端相連，電阻的另一端接電源地，光敏二 極管與電阻的公共接點即為亮度採樣電路的亮度採樣模擬信號輸出端；上述設定電路具 有第一電位器、第二電位器和第三電位器；各電位器的一端共線、即為設定電路的電源 端，各電位器的另一端接電源地，第一電位器的可調端作為設定電路的節能開始時間模 擬信號輸出端，第二電位器的可調端作為設定電路的節能結束時間模擬信號輸出端，第 三電位器的可調端則作為設定電路的輸出功率百分率模擬信號輸出端。上述過零採樣電 路由一個電阻構成，該電阻的一端即為過零採樣電路的輸入端，該電阻的另一端即為過 零採樣電路的過零採樣信號輸出端。
本控制器還具有指示電路；單片機還具有指示信號輸出端；指示電路的由電阻和發 光二極體串連構成；電阻的一端與單片機的指示信號輸出端相連，電阻的另一端與發光 二極體的正極相連，發光二極體的負極接電源地。本控制器還具有雷擊保護電路，雷擊 保護電路由壓敏電阻構成，壓敏電阻連接在本控制器的火線連接端與地線連接端之間。
實現本發明目的中的戶外照明燈智能光時控制器的控制方法的技術方案是所述的 戶外照明燈智能光時控制器的控制方法，具有以下步驟
① 系統上電後，也即本控制器在其火線連接端與市電的火線埠相連、地線連接端 與市電的地線埠相連而接通市電，地線連接端還與負載的一端相連，以及本控制器的 負載電流輸出端與負載的另一端相連的狀況下，本控制器的電源電路為控制器的各有關 部分提供電源；
② 單片機進行初始化，其內部計時器開始計時；同時，各有關電路將即時的信號輸 至單片機的相應輸入端，其中亮度採樣電路將即時採樣得到的，亮度模擬信號由其亮度
釆樣模擬信號輸出端輸至單片機的亮度採樣模擬信號輸入端，設定電路將所設定的節能 開始時間模擬信號由其節能開始時間模擬信號輸出端輸至單片機的節能開始時間模擬 信號輸入端，設定電路將所設定的節能結束時間模擬信號由其節能結束時間模擬信號輸 出端輸至單片機的節能結束時間模擬信號輸入端，設定電路將所設定的輸出功率百分率 模擬信號由其輸出功率百分率模擬信號輸出端輸至單片機輸出功率百分率模擬信號輸 入端，過零採樣電路將即時採樣得到的過零信號由其過零採樣信號輸出端輸至單片機的
過零採樣信號輸入端；
③ 單片機的中央處理器從單片機的電可擦寫式只讀存儲器中讀取亮度設定值或在
程序中讀取亮度設定值存至單片機的亮度設定值寄存器中，從單片機的電可擦寫式只讀
存儲器中讀取白天時間數值存至單片機的白天數值寄存器中，從單片機的電可擦寫式只 讀存儲器中讀取夜晚數值存至單片機的夜晚數值寄存器中，在單片機調光標誌寄存器中
置調光標誌為不允許調光；
④ 單片機的中央處理器運行檢測當前亮度、再判斷當前亮度是否大於亮度設定值的 程序段，也即單片機由其相應的模數轉換器將當前的亮度採樣模擬信號轉換成當前亮度 數位訊號，再將當前亮度數位訊號與亮度設定值進行比較；比較結果有2個，第一種比 較結果是當前亮度數位訊號的數值大於亮度設定值，第二種比較結果是當前亮度數字信 號的數值等於或小於亮度設定值；對於第一種比較結果運行白天工作程序；對於第二種 比較結果，運行夜晚工作程序；
⑤ 單片機運行白天工作程序時，具有如下分段程序第一、定時計數器歸零開始計 數；第二、運行檢測當前亮度、再判斷當前亮度是否大於亮度設定值的程序段,對於當前亮度數位訊號的數值大於亮度設定值的比較結果，運行第三分段程序，對於當前亮度 數位訊號的數值等於或小於亮度設定值的比較結果，運行第四分段程序；第三、對於第 二分段程序中的當前亮度數位訊號的數值大於亮度設定值的比較結果，單片機的中央處 理器判斷此時為白天，中央處理器在狀態標誌寄存器中設置白天標誌，使單片機的照明 控制信號輸出端輸出高電平信號至可控矽輸出電路的控制端而使可控矽輸出電路不向 負載提供電源，定時計數器繼續計數，然後返回第二分段程序；第四、對於第二分段程 序中的當前亮度數位訊號的數值等於或小於亮度設定值的比較結果，單片機的中央處理 器判斷此時為夜晚，則在狀態標誌寄存器中設置夜晚標誌，將定時計數器中的數值作為 新的白天數值存入白天數值寄存器中而對白天數值寄存器中的白天數值進行了更新，將 該新的白天數值寫入單片機的電可擦寫式只讀存儲器中；再將該新白天數值和夜晚數值 寄存器中的已有的夜晚數值之和與一晝夜的時間相比，如果它們的差的絕對值小於1小 時，則將調光標誌寄存器中的調光標誌設置為允許調光，設定新的,時間標準，然後運行 夜晚工作程序；如果該新白天數值和夜晚數值寄存器中的已有的夜晚數值之和與一晝夜 的差的絕對值大於或等於1小時，則將調光標誌寄存器中的調光標誌設置為不允許調光， 原有時間標準不變，然後運行夜晚工作程序；
⑥單片機運行夜晚工作程序時，具有如下分段程序第一、定時計數器歸零開始計 數；第二、單片機由其相應的模數轉換器將當前節能開始時間模擬信號轉換成當前節能 開始吋問數位訊號、將當前節能結束時間模擬信號轉換成當前節能結束時間數位訊號、 將當前輸出功率百分率模擬信號轉換成當前輸出功率百分率數位訊號，並由中央處理器 分別將這些數位訊號存放入相應的寄存器中；單片機還由其相應的模數轉換器將當前的 亮度採樣模擬信號轉換成當前亮度數位訊號；第三、單片機將當前亮度數位訊號與亮度 設定值進行比較，對於當前亮度數位訊號的數值大於亮度設定值的比較結果，運行第五 分段程/T，對於當前亮度數位訊號的數值等於或小於亮度設定值的比較結果，運行第四 分段程序；第四、對於第三分段程序中的當前亮度數位訊號的數值等於或小於亮度設定 值的比較結果，單片機的中央處理器判斷此時仍為夜晚，在狀態標誌寄存器中設置夜晚 標誌，定時計數器繼續計數，然後對是否允許調光進行判斷若調光標誌為不允許調光， 則使單片機的照明控制信號輸出端輸出最大亮度控制信號至可控矽輸出電路的控制端
而使可控矽輸出電路給負載提供電源，然後返回第二分段程序；若調光標誌為允許調光， 則中央處理器運行節能照明程序段，也即中央處理器根據時間標準對當前的時間落入夜 晚的哪個時間段進行判斷，第一時間段是已進入夜晚、但還未到節能開始時間之間，第 二時間段是節能開始時間與節能結束時間之間，第三時間段是節能結束時間與白天之 間；若當前時問落入第一時間段，則使單片機的照明控制信號輸出端輸出最大亮度控制
信號至可控矽輸出電路的控制端而使可控矽輸出電路給負載提供電源，然後返回第二分
段程序；若當前時間落入第二時間段，則中央處理器根據輸出功率百分率以及過零信號 控制單片機的照明控制信號輸出端輸出與輸出功率百分率相對應的控制信號，也即輸出 一個與輸出功率百分率相對應的延後的觸發信號、使可控矽的導通角減小而使負載消耗 功率減少，然後返回第二分段程序；若當前時間落入第三時間段，則中央處理器使單片 機在其照明控制信號輸出端輸出最大亮度控制信號至可控矽輸出電路的控制端而使可 控矽輸出電路給負載提供電源，然後返回第二分段程序；第五、對於第三分段程序中的 當前亮度數位訊號的數值大於亮度設定值的比較結果，單片機的中央處理器判斷此時為 白天，在狀態標誌寄存器中設置白天標誌，將定時計數器中的數值作為新的夜晚數值存 入夜晚數值寄存器中而對夜晚數值寄存器中的夜晚數值進行了更新，將該新的夜晚數值 寫入單片機的電可擦寫式只讀存儲器中；再將該新夜晚數值和白天數值寄存器中的已有 的白天數值之和與一晝夜的時間相比，如果它們的差的絕對值個於1小時，則將調光標 志寄存器中的調光標誌設置為允許調光，設定新的時間標準，然後運行白天工作程序； 如果該新夜晚數值和白天數值寄存器中已有的白天數值之和與一晝夜的差的絕對值大 於或等於l小時，則將調光標誌寄存器中的調光標誌設置為不允許調光，原來的時間標 準不變，然後運行白天工作程序。
所述的戶外照明燈智能光時控制器的控制方法中，本控制器還具有指示電路和電流 採樣電路；單片機還具有指示信號輸出端、負載電流採樣模擬信號輸入端；可控矽輸出 電路還具有負載電流信號輸出端；指示電路由電阻和發光二極體串連構成；電阻的一端 與單片機的指示信號輸出端相連，電阻的另一端與發光二極體的正極相連，發光二極體 的負極接電源地；電流採樣電路具有電源端、S準電壓採樣信號輸入端、負載電流採樣 信號輸入端、負載電流採樣模擬信號輸出端；電源電路的供電電源輸出端還與電流採樣 電路的電源端相連；可控矽輸出電路的負載電流信號輸出端與電流採樣電路的負載電流 採樣信號輸入端相連，電流採樣電路的基準電壓採樣信號輸入端即為本控制器的火線連 接端，電流採樣電路的負載電流採樣模擬信號輸出端與單片機的負載電流採樣模擬信號 輸入端相連；步驟②中，在各有關電路將即時的信號輸至單片機的相應輸入端時，還包 括電流採樣電路將即時採樣得到的負載電流模擬信號由其負載電流採樣模擬信號輸出 端輸至單片機的負載電流採樣模擬信號輸入端；在步驟⑥的第二，段程序中，還包括； 在歩驟⑥的第四分段程序的節能照明程序段中，若當前時間落入第一時間段，則在中央 處理器控制使單片機的照明控制信號輸出端輸出最大亮度控制信號的同時，使單片機的 指示信號輸出端輸出表明已經是夜晚的高電平信號、而使指示電路的發光二極體常亮， 然後中央處理器控制單片機由其相應的模數轉換器將當前的負載電流採樣模擬信號轉
化成當前的負載電流採樣數位訊號，中央處理器將該當前負載電流採樣數位訊號作為全 功率照明電流採樣數位訊號存入電流採樣信號寄存器中，然後再返回第二分段程序；在 步驟⑥的第四分段程序的節能照明程序段中，若當前時間落入第二時間段，則在中央處 理器控制使單片機的照明控制信號輸出端輸出與輸出功率百分率相對應的控制信號的 同時，使單片機的指示信號輸出端輸出表明當前是夜晚且進行調光而減少輸出功率的方 波信號，而使指示燈閃亮；中央處理器控制信號輸出一個與輸出功率百分率相對應的延 後的觸發信號後，中央處理器控制單片機由其相應的模數轉換器將當前的負載電流採樣 模擬信號轉化成當前的負載電流採樣數位訊號，中央處理器將當前的負載電流採樣數字 信號與全功率照明電流採樣數位訊號相比較，如果其比值小於輸出功率百分率則減少觸 發信號的延後時間，如果其比值大於輸出功率百分率則增加觸發信號的延後時間，直到 該比值與設定的輸出功率百分率相等；在步驟⑥的第四分段程序的節能照明程序段中， 若當甜時間落入第三時間段，則在中央處理器控制使單片機的照明控制信號輸出端輸出 最大亮度控制信號的同時，使單片機的指示信號輸出端輸出表明當前是夜晚的高電平信 號、而使指示電路的發光二極體常亮。
本發明具有有益效果(1)本發明的戶外照明燈智能光時控制器配合相應的程序後
即可使用。(2)本控制器在進行亮度比較時，判斷是否是白天或者是否為夜晚的亮度設
定值一般選為不相同，例如，在白天過渡到夜晚時，若亮度小於或等於15勒克斯lux 時，則認為己進入夜晚；在夜晚過渡到白天時，若亮度大於或等於40勒克斯lux時， 則認為已進入白天。(3)本發明在相關程序中既可對白天時間數值和夜晚時間數值進行 預先設置，也可將白天時間數值和夜晚時間數值均設為O。在對白天時間數值和夜晚時 間數值進行預先設置後，本控制器即可確定新的時間標準，且該時間標準是天文時間(也 即真太陽時)標準。例如，可以將剛得到的白天時間數值(以秒為單位並可轉換成小時) 或夜晚時間數值(以秒為單位並可轉換成小時)作為被除數，將該數值除以2，對於夜 晚時間數值除以2以後所得的商即作為當前早上天文時間，對於白天的時間數值除以2
以後所得的商即作為當前下午的天文時間。不論預設的時間標準是否與實際使用本控制 器時的標準相符合、或者將這兩個數值均設為0,除非有特殊情況，在運行了一個完整 的白天和一個完整的夜晚後，2個時間數值寄存器中的數值之和必定在23-25小時之間， 從而所確定的時間標準也必然與當地當時的天文時間標準相符合；而且在以後的運行 中，也會隨季節自動調整時間標準。因此,通常情況下,本發明的程序可以在控制器啟動 後的36小時之內完成時間標準的建立，且本發明的控制器在運行中不會產生累計誤差。 (4)本控制器的系統可以方便地自動建立或修正時間標準，遇上斷電或者隨著季節的 變遷，也能很好地調整自己內部的時間標準，無需對其進行手工設置，所以具有使用方
便的優點。(5)本發明的控制器在確定時間標準正常運行後，可以將節能開始時間設置 在晚上18時至零晨2時，若節能幵始時間落在下半夜，而由於在下半夜市電電壓較髙 時對電壓進行調整，通過降低電壓的方法，可以有效節電，同時還可以有效延長路燈的 使用壽命。節電狀態時，所消耗功率佔滿功率的百分比(即輸出功率百分率)可以設 置在50%-100%之間，這樣在節電狀態時間段內當設置消耗功率小於滿功率時，即可節 電，且最多可以節電50%。 (6)當本發明的控制器設置電流採樣電路後，可以對控制器 的輸出電流進行採樣，該採樣信號輸至單片機後，單片機將節能狀態下的輸出功率的採 樣信號數值與正常狀態下的輸出功率的採樣信號數值與進行比較，如果其比值與所設定 的輸出功率百分率相等，則說明節能輸出符合要求，若該比值大於輸出功率百分率則說 明還未達到節能要求，則由單片機輸出減少可控矽導通角的信號直到該比值減至與輸出 功率百分率相同，若該比值小於輸出功率百分率則由單片機輸出加大可控矽導通角的控 制信號，直到該比值增至與輸出功率百分率相同。因此，本控制聲可對輸出功率進行調 整，而對節能的大小進行控制。(7)當本控制器的過零採樣電路是對市電的交流信號的 零點進行採樣，市電是波形為正弦波的交流電，在一個正弦波的周期中，有兩次過零， 利用該有規則的過零信號，本控制器在節能狀態下對輸出功率的百分比進行控制時，是 以過零點為起始時刻，此時可控矽剛由導通狀態變為穩定的不導通狀態，而單片機此時 輸出很小一段時間的高電平的控制信號(也就是減小可控矽的導通角的控制信號)而保 持可控矽在下一個零點到來之前在開始的一小段時間不導通，一直到設定的導通時間到 來才輸出低電平信號使可控矽導通，這樣， 一方面可以方便地對輸出功率的大小進行控 制，另一方面也可以使可控矽的使用條件較好，從而延長使用壽命。(8)當本控制器設 置指示電路後，可以在正常工作狀態下對不同的工作狀態進行指示，在白天狀態下指示 燈(可採用發光二極體)不亮。在夜晚狀態下的第一時間段和第三時間段指示燈常亮， 在節能狀態下指示燈閃亮。(9)本發明在使用時，其節能開始時間可以設在晚上18時 至零晨2時之間，節能結束時間設置在晚上19點至零晨5時之間，並可根據客戶要求 定製。(10)本發明的控制器可用於控制戶外的功率為70 1000W的鈉燈、汞燈的路燈、 庭園燈、景觀燈。


圖l是本發明戶外照明燈智能光時控制器的一種電路框圖。
圖2是圖1所示的控制器的一種電原理圖。
圖3是圖1所示的控制器的一種程序框圖。
圖4為圖3中的夜晚工作程序中的第四分段程序中的節能照明程序段的框圖。 附圖標記為電源電路l，亮度採樣電路2，設定電路3，過零採樣電路4，指示電 路5，電流採樣電路6，單片機7，可控矽輸出電路8，雷擊保護電路9。
具體實施例方式
為了使本發明的內容更容易被清楚的理解，下面根據本發明的具體實施例並結合附 圖，對本發明作進一步詳細的說明。
(實施例l、戶外照明燈智能光時控制器)
見圖1，本實施例的戶外照明燈智能光時控制器具有外殼和設置在外殼中的電路裝 置，電路裝置具有火線連接端、地線連接端、負載電流輸出端、電源電路l、亮度採樣 電路2、設定電路3、過零採樣電路4、指示電路5、電流採樣電路6、單片機7、可控 矽輸出電路8和雷擊保護電路9。
見圖1及圖2，電源電路1具有火線連接端、地線連接端、塔電電源輸出端和電源 地；亮度釆樣電路2具有電源端、亮度採樣模擬信號輸出端；設定電路3具有電源端、 節能開始時間模擬信號輸出端、節能結束時間模擬信號輸出端和輸出功率百分率模擬信 號輸出端；過零採樣ife路4具有輸入端和過零採樣信號輸出端；指示電路5的由電阻和 發光二極體串連構成；電流釆樣電路6具有基準電壓採樣信號輸入端、負載電流釆樣信 號輸入端、負載電流採樣模擬信號輸出端；單片機7為集成有模數轉換器和電可擦寫式 存儲器的單片機；單片機7具有電源端、過零採樣信號輸入端、照明控制信號輸出端、 亮度採樣模擬信號輸入端、節能開始時間模擬信號輸入端、節能結束時間模擬信號輸入 端、輸出功率百分率模擬信號輸入端、負載電流採樣模擬信號輸入端和指示信號輸出端 可控矽輸出電路8具有負載電流輸入端、負載電流輸出端、控制端和負載電流信號輸出 端。
電源電路1的火線連接端即為本控制器的火線連接端，電源電路1的地線連接端即 為本控制器的地線連接端。電源電路1的供電電源輸出端分別與亮度採樣電路2的電源 端、設定電路3的電源端、電流採樣電路6的電源端和單片機7的電源端相連。
亮度採樣電路2的亮度採樣模擬信號輸出端與單片機7的亮度採樣模擬信號輸入端相連。
設定電路3的節能開始時間模擬信號輸出端與單片機7的節能開始時間模擬信號輸 入端相連；設定電路3的節能結束時間模擬信號輸出端與單片機7的節能結束時間模擬 信號輸入端相連；設定電路3的輸出功率百分率模擬信號輸出端與單片機7輸出功率百
分率模擬信號輸入端相連。
過零採樣電路4的輸入端與本控制器的地線連接端相連；過零採樣電路4的過零採
樣信號輸出端與單片機7的過零釆樣信號輸入端相連。
指示電路5的電阻的一端與單片機7的指示信號輸出端相連，電阻的另一端與發光 二極體的正極相連，發光二極體的負極接電源地。
電流採樣電路6的基準電壓採樣信號輸入端即為本控制器的火線連接端，電流採樣 電路6的負載電流採樣模擬信號輸出端與單片機7的負載電流釆樣模擬信號輸入端相 連，可控矽輸出電路8的負載電流信號輸出端與電流採樣電路6的負載電流採樣信號輸 入端相連。
可控矽輸出電路8的負載電流輸入端也是本控制器的火線連接端，可控矽輸出電路
8的負載電流輸出端也是本控制器的負載電流輸出端；單片機7的照明控制信號輸出端
與可控矽輸出電路8的控制端相連。
雷擊保護電路9連接在本控制器的火線連接端與地線連接端之間。
見圖2,本控制器還具有固定設置在外殼上的3根銅插腳,，其中的一根記為LINE 的銅插腳稱作火線插腳，該火線插腳LINE作為電路裝置的火線連接端的延伸段伸出外 殼， 一根記為NEUT的銅插腳稱作地線插腳，該地線插腳NEUT作為電路裝置的地線連接 端的延伸段而伸出外殼， 一根記為LOAD的銅插腳稱作負載插腳，該負載通腳LOAD作為 電路裝置的負載電流輸出端的延伸段伸出外殼。
仍見圖2，電源電路1具有降壓變壓器BYQ和整流穩壓濾波電路(包括二極體D3、 電阻R14、電解電容C7和C4、電容C2和穩壓管D2):電源電路1中，降壓變壓器BYQ 的初級繞組通過控制器的火線插腳LINE和地線插腳NEUT在使用時接220V (或110V) 市交流電，'也即降壓變壓器BYQ的初級繞組連接在巿電的火線與地線之間；降壓變壓器 BYQ的次級繞組則輸出8V低壓交流電源；次級繞組的地線端可稱為電源地，而有別於本 控制器的使用時與市電的地線相連的地線連接端。次級繞組的火線端接二極體D3的正 極，二極體D3的負極接電阻R14的一端，電阻R14的另一端(即電源電路l的供電電 源輸出端，"即整流穩壓濾波電路的輸出端)接單片機7的電源端(即單片機IC1的20 腳和7腳〉。電解電容C7的正端接二極體D3與電阻R14的接點，電解電容C7的另一端 接所述電源地。電源電路i的供電電源輸出端和所述電源地之間並聯有穩壓管D2、電解 電容C4和電容C2，且穩壓管D2的負極以及電解電容的正端與電源電路1的供電電源輸 出端相連。電源電路1的供電電源輸出端接火線連接端，且相對於所述電源地的壓差為 +5V，而使該供電電源輸出端為浮地式供電電源輸出端。
亮度釆樣電路2包括電阻Rl和光敏二極體LED1,電源電路1的供電電源輸出端接 光敏二極體LED1的負極(即亮度採樣電路2的電源端)，光敏二極體LED1的正極串接 電阻Kl後接所述電源地。電阻Rl和光敏二極體LEDI的接點(即亮度採樣電路2的亮
度採樣模擬信號輸出端)接單片機IC1的24腳(即單片機7的亮度採樣模擬信號輸入順)。
設定電路3包括第一電位器W1、第二電位器W2和第三電位器W3 (各電位器的一端 共線、即為設定電路3的電源端，各電位器的另一端接電源地，第一電位器的可調端作 為設定電路3的節能開始時間模擬信號輸出端，第二電位器的可調端作為設定電路3的 節能結束時間模擬信號輸出端，第三電位器的可調端則作為設定電路3的輸出功率百分 率模擬信號輸出端)，分別依次用於產生節能開始時間模擬信號、節能結束時間模擬信 號和輸出功率百分率模擬信號，並依次送至單片機IC1的26腳、27腳和28腳(即單片 機7的節能幵始時間模擬信號輸入端、節能結束時間模擬信號輸入端和輸出功率百分率 模擬信號輸入端)。
過零採樣電路4為電阻R7，電阻R7的一端接本控制器的地線連接端(過零採樣電 路4的輸入端)；電阻R7的另一端(過零採樣電路4的過零採樣信號輸出端)接單片機 1C1的5腳(即單片機7的過零採樣信號輸入端)。
指示電路5由電阻R10和發光二極體LED2串連構成；電阻R10與單片機7的指示 信號輸出端(即單片機IC1的2腳)相連，發光二極體的LED2負極接電源地。
電流採樣電路6具有電解電容CK電解電容C3和放大整流電路(包括運算放大器 IC2A、電阻R2 、電阻R5、電阻肪、電阻Rll、電容C5和二極體D1)。可控矽輸出電路 8的輸入端電阻R12也是取樣電阻，電容C1的正極(電流採樣電路6的基準電壓採樣信 號輸入端)與取樣電阻K12的一端(也即本控制器的火線連接端)相連，電容C3的正 極(電流採樣電路6的負載電流採樣信號輸入端)與取樣電阻R12的另一端(可控矽輸 出電i^ 8的負載電流信號輸出端)相連，電容C1的另一端接運算放大器IC2A的反向輸 入端，電容C3的另一端接運算放大器IC2A的正向輸入端。運算放大器IC2A的輸出端 接二極體DL的正極，二極體Dl的負極(電流採樣電路6的負載電流採樣模擬信號輸出 端)接單片機IC1的25腳(單片機7的負載電流採樣模擬信號輸入端)。電容C5和電 阻Rll並聯於二極體Dl的負極和電源地之間。
單片機7是型號為ATMEGA48的單片機ICI,集成有模數轉換器和電可擦寫式存儲器。
可控矽輸出電路8由雙向可控矽TK控制端電阻R9和輸入端電阻R12構成。單片 機IC1的15腳(即單片機7的照明控制信號輸出端)接電阻R9的一端(即可控矽輸出 電路8的控制端)，電阻R9的另一端接雙向可控矽T1的控制極。輸入端電阻R12 (即直 徑為l毫米的錳銅絲)的一端即為可控矽輸出電路8的負載電流輸入端，而與火線插腳 LINE相連，輸入端電阻1U2的另一端與雙向可控矽T1的一個電流輸入輸岀端相連，雙 向可控矽n的另一個電流輸入輸出端fT為可控矽輸出電路8的負載電流輸出端，該輸
出端與負載插腳LOAD相連。可控矽輸出電路8的輸入端電阻R12與雙向可控矽Tl的公
共接點即為可控矽輸出電路8的負載電流信號輸出端。
雷擊保護電路9為壓敏電阻R13，設置於本控制器的火線連接端與地線連接端之間。
(實施例2、戶外照明燈智能光時控制器的控制方法) 本實施例的控制方法所採用的戶外照明燈智能光時控制器由實施例1得到。 本實施例的控制方法，具有以下步驟
步驟①見圖3，系統上電後，也即本控制器在其火線連接端與市電的火線埠相
連、地線連接端與市電的地線埠相連而接通市電，地線連接端還與負載的一端相連， 以及本控制器的負載電流輸出端與負載的另一端相連的狀況下，本控制器的電源電路1 為控制器的各有關部分提供電源。
步驟②仍見圖3，單片機7進行初始化，其內部計時器開始計時；同時，各有關 電路將即時的信號輸至單片機7的相應輸入端，其中亮度採樣,電路2將即時採樣得到 的亮度模擬信號由其亮度採樣模擬信號輸出端輸至單片機7的亮度採樣模擬信號輸入 端，設定電路3將所設定的節能開始時間模擬信號由其節能開始時間模擬信號輸出端輸 至單片機7的節能開始時間模擬信號輸入端，設定電路3將所設定的節能結束時間模擬 信號由其節能結束時間模擬信號輸出端輸至單片機7的節能結束時間模擬信號輸入端， 設定電路3將所設定的輸出功率百分率模擬信號由其輸出功率百分率模擬信號輸出端輸 至單片機7輸出功率百分率模擬信號輸入端，過零採樣電路4將即時採樣得到的過零信 號由其過零釆樣信號輸出端輸至單片機7的過零採樣信號輸入端；電流採樣電路6將即 時採樣得到的負載電流模擬信號由其負載電流採樣模擬信號輸出端輸至單片機7的負載 電流採樣模擬信號輸入端。
步驟③仍見圖3，單片機7的中央處理器從電可擦寫式只讀存儲器中讀取亮度設 定值或在程序中讀取亮度設定值存至單片機7的亮度設定值寄存器中，從單片機7的電 可擦寫式只讀存儲器中讀取白天時間數值存至單片機7的白天數值寄存器中，從單片機 7的電可擦寫式只讀存儲器中讀取夜晚數值至單片機7的夜晚數值寄存器中，在單片機 7的調光標誌寄存器中置調光標誌為不允許調光。
步驟 :仍見圖3，單片機7的中央處理器運行檢測當前亮度、再判斷當前亮度是 否大於亮度設定值的程序段，也即單片機7由其相應的模數轉換器將當前的亮度採樣模
擬信號轉換成當前亮度數位訊號，再將當前亮度數位訊號與亮度設定值進行比較；比較 結果有2個，第一種比較結果是當前亮度數位訊號的數值大於亮度設定值，第二種比較 結果是當前亮度數位訊號的數值等於或小於亮度設定值；對於第一種比較結果運行白天 工作程序；對於第二種比較結果，運行夜晚工作程序。
步驟 :仍見圖3，單片機7運行白天工作程序時，具有如下分段程序第一、定 時計數器歸零開始計數；第二、運行檢測當前亮度、再判斷當前亮度是否大於亮度設定 值的程序段，對於當前亮度數位訊號的數值大於亮度設定值的比較結果，運行第三分段 程序；對於當前亮度數位訊號的數值等於或小於亮度設定值的比較結果，運行第四分段 程序；第三、對於第二分段程序中的當前亮度數位訊號的數值大於亮度設定值比較結果， 單片機7的中央處理器判斷此時為白天，中央處理器在狀態標誌寄存器中設置白天標誌， 使單片機7的照明控制信號輸出端輸出高電平信號至可控矽輸出電路8的控制端而使可
控矽輸出電路8不向負載提供電源，定時計數器繼續計數，然後返回第二分段程序第
四、對於第二分段程序中的當前亮度數位訊號的數值等於或小於亮度設定值的比較結
果，單片機7的中央處理器判斷此時為夜晚，則在狀態標誌寄存器中設置夜晚標誌，將
定時計數器中的數值作為新的白天數值存入白天數值寄存器中而對白天數值寄存器中
的白天數值進行了更新，將該新的白天數值寫入單片機7的電可寧寫式只讀存儲器中；
再將該新白天數值和夜晚數值寄存器中的已有的夜晩數值之和與一晝夜的時間相比，如 果它們的差的絕對值小於1小時、也就是新白天數值和夜晚數值之和落在一晝夜的小時
數23-25之間，則將調光標誌寄存器中的調光標誌設置為允許調光；將新白天數值除以 2所得到的商即為下午的當時的天文時間，例如新的白天時間數值為12小時，則當時的 天文時間為下午6時；然後運行夜晚工作程序；如果該新白天數值和夜晚數值寄存器中 的已有的夜晚數值之和與一晝夜的差的絕對值大於或等於1小時、也就是新白天數值和 夜晚數值之和小於等於23或大於等於25,則將調光標誌寄存器中的調光標誌設置為不
允許調光，原有時間標準不變；然後運行夜晚工作程序。
步驟⑥；仍見圖3，單片機7運行夜晚工作程序時，具有如下分段程序第一、定 時計數器歸零開始計數；第二、單片機7由其相應的模數轉換器將當前節能開始時間模 擬信號轉換成當前節能開始時間數位訊號、將當前節能結束時間模擬信號轉換成當前節 能結束時間數位訊號、將當前輸出功率百分率模擬信號轉換成當前輸出功率百分率數字 信號，並由中央處理器分別將這些數位訊號存放入相應的寄存器中單片機7還由其相 應的模數轉換器將當前的亮度採樣模擬信號轉換成當前亮度數位訊號第三、單片機7 將當前亮度數位訊號與亮度設定值進行比較，對於當前亮度數位訊號的數值大於亮度設 定值的比較結果，運行第五分段程序，對於當前亮度數位訊號的數值等於或小於亮度設 定值的比較結果，運行第四分段程序；第四、對於第三分段程序中的當前亮度數位訊號 的數值等於或小於亮度設定值的比較結果，單片機7的中央處理器判斷此時仍為夜晚， 在狀態標誌寄存器中設置夜晚標誌，定時計數器繼續計數，然後對是否允許調光進行判 斷；若調光標誌為不允許調光，則使單片機7的照明控制信號輸出端輸出最大亮度控制
信號至可控矽輸出電路8的控制端而使可控矽輸出電路8給負載提供電源，然後返回第
二分段程序；若調光標誌為允許調光，則中央處理器運行節能照明程序段(見圖4),也 即中央處理器根據時間標準對當前的時間落入夜晚的哪A時間段進行判斷，第一時間段
是已進入夜晚、但還未到節能開始時間之間，第二時間段是節能開始時間與節能結束時 間之間，第三時間段是節能結束時間與白天之間；若當前時間落入第一時間段，則使單 片機7的照明控制信號輸出端輸出最大亮度控制信號至可控矽輸出電路8的控制端而使 可控矽輸出電路8給負載提供電源，並使單片機7的指示信號輸出端輸出表明當前是夜 晚但不調光的高電平信號、而使指示電路5的發光二極體常亮；然後中央處理器控制單 片機7由其相應的模數轉換器將當前的負載電流採樣模擬信號轉化成當前的負載電流採
樣數位訊號，中央處理器將該當前負載電流採樣數位訊號作為全功率照明電流採樣數字 信號存放入電流採樣信號寄存器中，再返回第二分段程序。若當前時間落入第二時間段， 則中央處理器根據輸出功率百分率以及過零信號控制單片機7的^明控制信號輸出端輸
出與輸出功率百分率相對應的控制信號，也即輸出一個與輸出功率百分率(可在50%至 100%之間進行選擇，本實施例選擇為50%)相對應的延後的觸發信號、使可控矽的導通 角減小而使負載消耗功率減少；中央處理器還使單片機7的指示信號輸出端輸出表明當 前是夜晚且進行調光而減少功率輸出的方波信號，而使指示電路5的發光二極體閃亮； 中央處理器控制單片機7由其相應的模數轉換器將當前負載電流釆樣模擬信號轉化成當 前負載電流採樣數位訊號，中央處理器將將當前負載電流採樣數位訊號與全功率照明電 流採樣數位訊號相比較，如果其比值小於輸出功率百分率則減少觸發信號的延後時間、 也即增大可控矽的導通角(每次可增加0. 1度)，如果其比值大於輸出功率百分率則增 加觸發信號的延後時間、也即減小可控矽的導通角(每次可減少0.1度)，直到該比值 與設定的輸出功率百分率相等(可以有一個範圍，例如設定的輸出功率百分率是50%， 如果所得的比值與該設定的百分率之差的絕對值小於1%即可認為兩者相等)；然後返回 第三分段程序;若當前時間落入第三時間段，則中央處理器使單片機7在其照明控制信 號輸出端輸出最大亮度控制信號至可控矽輸出電路8的控制端而使可控矽輸出電路8給 負載提供電源；中央處理器還使單片機7的指示信號輸出端輸出表明當前是夜晚但不調 光的高電平信號、而使指示燈常亮；然後返回第二分段程序；仍見圖3,第五、對於第 三分段程序中的當前亮度數位訊號的數值大於亮度設定值的比較結果，單片機7的中央 處理器判斷此時為白天，在狀態標誌寄存器中設置相應的白天標誌，將定時計數器中的 數值作為新的夜晚數值存入夜晚數值寄存器中而對夜晚數值寄存器中的夜晚數值進行 了更新，將該新的夜晚數值寫入單片機7的電可擦寫式只讀存儲器中；再將該新夜晚數 值和白天數值寄存器中的已有的白天數值之和與一晝夜的時間相比，如果它們的差的絕
對值小於1小時，則將調光標誌寄存器中的調光標誌設置為允許調光，設定新的時間標 準，然後運行白天工作程序的程序段；如果該新夜晚數值和白天數值寄存器中已有的白 天數值之和與一晝夜的差的絕對值大於或等於1小時，則將調光標誌寄存器中的調光標 志設置為不允許調光，原來的時間標準不變，然後運行白天工作程序。
權利要求
1、一種戶外照明燈智能光時控制器，具有火線連接端、地線連接端、負載電流輸出端、電源電路(1)、亮度採樣電路(2)、過零採樣電路(4)、單片機(7)和可控矽輸出電路(8)；電源電路(1)具有火線連接端、地線連接端、供電電源輸出端和電源地，電源電路(1)的火線連接端即為本控制器的火線連接端，電源電路(1)的地線連接端即為本控制器的地線連接端；亮度採樣電路(2)具有電源端；過零採樣電路(4)具有輸入端和過零採樣信號輸出端；單片機(7)具有電源端、過零採樣信號輸入端和照明控制信號輸出端；可控矽輸出電路(8)具有負載電流輸入端、負載電流輸出端和控制端；可控矽輸出電路(8)的負載電流輸入端也是本控制器的火線連接端，可控矽輸出電路(8)的負載電流輸出端也是本控制器的負載電流輸出端；電源電路(1)的供電電源輸出端分別與亮度採樣電路(2)的電源端和單片機(7)的電源端相連；過零採樣電路(4)的輸入端與本控制器的地線連接端相連；過零採樣電路(4)的過零採樣信號輸出端與單片機(7)的過零採樣信號輸入端相連；單片機(7)的照明控制信號輸出端與可控矽輸出電路(8)的控制端相連；其特徵在於還具有設定電路(3)；亮度採樣電路(2)還具有亮度採樣模擬信號輸出端；設定電路(3)具有電源端、節能開始時間模擬信號輸出端、節能結束時間模擬信號輸出端和輸出功率百分率模擬信號輸出端；單片機(7)為集成有模數轉換器和電可擦寫式存儲器的單片機；單片機(7)還具有亮度採樣模擬信號輸入端、節能開始時間模擬信號輸入端、節能結束時間模擬信號輸入端和輸出功率百分率模擬信號輸入端；電源電路(1)的供電電源輸出端還與設定電路(3)的電源端相連；亮度採樣電路(2)的亮度採樣模擬信號輸出端與單片機(7)的亮度採樣模擬信號輸入端相連；設定電路(3)的節能開始時間模擬信號輸出端與單片機(7)的節能開始時間模擬信號輸入端相連；設定電路(3)的節能結束時間模擬信號輸出端與單片機(7)的節能結束時間模擬信號輸入端相連；設定電路(3)的輸出功率百分率模擬信號輸出端與單片機(7)輸出功率百分率模擬信號輸入端相連。
2、 根據權利要求1所述的戶外照明燈智能光時控制器，其特徵在於還具有電流 採樣電路(6);電流採樣電路(6)具有電源端、基準電壓採樣信號輸入端、負載電流 採樣信號輸入端、負載電流採樣模擬信號輸出端；單片機(7)還具有負載電流採樣模 擬信號輸入端；可控矽輸出電路(8)還具有負載電流信號輸出端；電源電路(1)的供 電電源輸出端還與電流採樣電路(6)的電源端相連；可控矽輸出電路(8)的負載電流 信號輸出端與電流採樣電路(6)的負載電流採樣信號輸入端相連，電流採樣電路(6) 的基準電壓採樣信號輸入端即為本控制器的火線連接端，電流採樣電路(6)的負載電 流採樣模擬信號輸出端與單片機(7)的負載電流釆樣模擬信號輸入端相連。
3、 根據權利要求2所述的戶外照明燈智能光時控制器，其特徵在於可控矽輸出 電路(8)由雙向可控矽、控制端電阻和輸入端電阻構成，輸入端電阻的一端即為可控 矽輸出電路(8)的負載電流輸入端，輸入端電阻的另一端與雙向可控矽的電流輸入輸 出端的一端相連，雙向可控矽的電流輸入輸出端的另一端即為可控矽輸出電路(8)的 負蔽電流輸出端，控制端電阻的一端即為可控矽輸出電路(8)的控制端，控制端電阻 的另一端與雙向可控矽的控制端相連，可控矽輸出電路(8)的輸入端電阻與雙向可控 矽的公共接點即為可控矽輸出電路(8)的負載電流信號輸出端。
4、 根據權利要求1至3之一所述的戶外照明燈智能光時控制器，其特徵在於電 源電路(1)具有降壓變壓器和整流穩壓濾波電路；降壓變壓器的初級繞組的一端即為 電源電路(1)的火線連接端，降壓變壓器的初級繞組的另一端即為電源電路(1)的地 線連接端；降壓變壓器的次級繞組的一端與整流穩壓濾波電路^輸入端相連，降壓變壓 器的次級繞組的另一端即為電源地；整流穩壓濾波電路的輸出端即為電源電路(1)的 供電電源輸出端，該輸出端與本控制器的火線連接端相連，而使該輸出端為浮地式供電 電源輸出端。
5、 根據權利要求1至3之一所述的戶外照明燈智能光時控制器，其特徵在於亮 度採樣電路(2)由光敏二極體和一個電阻串聯構成；光敏二極體的負極即為亮度採樣 電路(2)的電源端，光敏二極體的正極與電阻的一端相連，電阻的另一端接電源地， 光敏二極體與電阻的公共接點即為亮度採樣電路(2)的亮度採樣模擬信號輸出端。
6、 根據權利要求1至3之一所述的戶外照明燈智能光時控制器，其特徵在於設 定電路(3)具有第一電位器、第二電位器和第三電位器；各電位器的一端共線、即為 設定電路(3)的電源端，各電位器的另一端接電源地，第一電位器的可調端作為設定 電路(3)的節能開始時間模擬信號輸出端，第二電位器的可調端作為設定電路(3)的 節能結束時間模擬信號輸出端，第三電位器的可調端則作為設定電路(3)的輸出功率 百分率模擬信號輸出端。
7、 根據權利要求1至3之一所述的戶外照明燈智能光時控制器，其特徵在於過 零釆樣電路(4)由一個電阻構成，該電阻的一端即為過零採樣電路(4)的輸入端，該 電阻的另--端即為過零採樣電路(4)的過零採樣信號輸出端。
8、 根據權利要求1至3之一所述的戶外照明燈智能光時控制器，其特徵在於還 具有指示電路(5)和雷擊保護電路(9);單片機(7)還具有指示信號輸出端指示電 路(5)的由電阻和發光二極體串連構成；電阻的一端與單片機(7)的指示信號輸出端 相連，電阻的另一端與發光二極體的正極相連，發光二極體的負極接電源地；雷擊保護電路由壓敏電阻構成，壓敏電阻連接在本控制器的火線連接端與地線連接端之間。
9、由權利要求1所述的戶外照明燈智能光時控制器的控制方法，具有以下步驟① 系統上電後，也即本控制器在其火線連接端與市電的火線埠相連、地線連接端 與市電的地線埠相連而接通市電，地線連接端還與負載的一端相連，以及本控制器的 負載電流輸出端與負載的另一端相連的狀況下，本控制器的電源電路(1)為控制器的各有關部分提供電源；② 單片機(7)進行初始化，其內部計時器開始計時同時，各有關電路將即時的 信號輸至單片機(7)的相應輸入端，其中亮度採樣電路(2)將即時採樣得到的亮度 模擬信號由其亮度採樣模擬信號輸出端輸至單片機(7)的亮度採樣模擬信號輸入端， 設定電路(3)將所設定的節能開始時間模擬信號由其節能開始時間模擬信號輸出端輸 至單片機(7)的節能開始時間模擬信號輸入端，設定電路(3)將所設定的節能結束時 間模擬信號由其節能結束時間模擬信號輸出端輸至單片機(7) ^節能結束時間模擬信 號輸入端，設定電路(3)將所設定的輸出功率百分率模擬信號由其輸出功率百分率模 擬信號輸出端輸至單片機(7)輸出功率百分率模擬信號輸入端，過零採樣電路(4)將 即時採樣得到的過零信號由其過零採樣信號輸出端輸至單片機(7)的過零採樣信號輸 入端；③ 單片機(7)的中央處理器從單片機(7)的電可擦寫式只讀存儲器中讀取亮度設 定值或在程序中讀取亮度設定值存至單片機(7)的亮度設定值寄存器中，從單片機(7) 的電可擦寫式只讀存儲器中讀取白天時間數值存至單片機(7)的白天數值寄存器中， 從單片機(7j的電可擦寫式只讀存儲器中讀取夜晚數值存至單片機(7)的夜晚數值寄 存器中，在單片機(7)調光標誌寄存器中置調光標誌為不允許調光④ 單片機(7)的中央處理器運行檢測當前亮度、再判斷當前亮度是否大於亮度設 定值的程序段，也即單片機(7)由其相應的模數轉換器將當前的亮度採樣模擬信號轉 換成當前亮度數位訊號，再將當前亮度數位訊號與亮度設定值進行比較；比較結果有2 個，第一種比較結果是當前亮度數位訊號的數值大於亮度設定值，第二種比較結果是當 前亮度數位訊號的數值等於或小於亮度設定值；對於第一種比較結果運行白天工作程 序；對於第二種比較結果，運行夜晚工作程序；⑤ 單片機(7)運行白天工作程序時，具有如下分段程序第一、定時計數器歸零 開始計數；第二、運行檢測當前亮度、再判斷當前亮度是否大於亮度設定值的程序段， 對於當前亮度數位訊號的數值大於亮度設定值的比較結果，運行第三分段程序，對於當 前亮度數位訊號的數值等於或小於亮度設定值的比較結果，運行第四分段程序第三、 對於第二分段程序中的當前亮度數位訊號的數值大於亮度設定值的比較結果，單片機 (7)的中央處理器判斷此時為白天，中央處理器在狀態標誌寄存器中設置白天標誌， 使單片機(7)的照明控制信號輸出端輸出高電平信號至可控矽輸出電路(8)的控制端 而使可控矽輸出電路(8)不向負載提供電源，定時計數器繼續計數，然後返回第二分 段程序；第四、對於第二分段程序中的當前亮度數位訊號的數值等於或小於亮度設定值 的比較結果，單片機(7)的中央處理器判斷此時為夜晚，則在狀態標誌寄存器中設置 夜晚標誌，將定時計數器中的數值作為新的白天數值存入白天數值寄存器中而對白天數 值寄存器中的白天數值進行了更新，將該新的白天數值寫入單片機(7)的電可擦寫式 只讀存儲器中；再將該新白天數值和夜晚數值寄存器中的已有的夜晚數值之和與一晝夜 的時間相比，如果它們的差的絕對值小於1小時，則將調光標誌寄存器中的調光標誌設 置為允許調光，設定新的時間標準，然後運行夜晚工作程序；如果該新白天數值和夜晚 數值寄存器中的已有的夜晚數值之和與一晝夜的差的絕對值大於或等於1小時，則將調 光標誌寄存器中的調光標誌設置為不允許調光，原有時間標準不突，然後運行夜晚工作 程序；⑥單片機(7)運行夜晚工作程序時，具有如下分段程序第一、定時計數器歸零 開始計數；第二、單片機(7)由其相應的模數轉換器將當前節能開始時間模擬信號轉 換成當前節能開始時間數位訊號、將當前節能結束時間模擬信號轉換成當前節能結束時 間數位訊號、將當前輸出功率百分率模擬信號轉換成當前輸出功率百分率數位訊號，並 由中央處理器分別將這些數位訊號存放入相應的寄存器中；單片機(7)還由其相應的 模數轉換器將當前的亮度採樣模擬信號轉換成當前亮度數位訊號；第三、單片機(7) 將當的'亮度數位訊號與亮度設定值進行比較，對於當前亮度數位訊號的數值大於亮度設 定值的比較結果，運行第五分段程序，對於當前亮度數位訊號的數值等於或小於亮度設 定值的比較結果，運行第四分段程序；第四、對於第三分段程序中的當前亮度數位訊號 的數值等於或小於亮度設定值的比較結果，單片機(7)的中央處理器判斷此時仍為夜 晚，在狀態標誌寄存器中設置夜晚標誌，定時計數器繼續計數，然後對是否允許調光進 行判斷；若調光標誌為不允許調光，則使單片機(7)的照明控制信號輸出端輸出最大 亮度控制信號至可控矽輸出電路(8)的控制端而使可控矽輸出電路(8)給負載提供電 源，然後返回第二分段程序；若調光標誌為允許調光，則中央處理器運行節能照明程序 段，也即中央處理器根據時間標準對當前的時間落入夜晚的哪個時間段進行判斷，第一 時間段是已進入夜晚、但還未到節能開始時間之間，第二時間段是節能開始時間與節能 結束時間之間，第三時間段是節能結束時間與白天之間；若當前時間落入第一時間段， 則使單片機(7)的照明控制信號輸出端輸出最大亮度控制信號至可控矽輸出電路(8) 的控制端而使可控矽輸出電路(8)給負載提供電源，然後返回第二分段程序；若當前 時間落入第二時間段，則中央處理器根據輸出功率百分率以及過零信號控制單片機(7) 的照明控制信號輸出端輸出與輸出功率百分率相對應的控制信號，也即輸出一個與輸出 功率百分率相對應的延後的觸發信號、使可控矽的導通角減小而使負載消耗功率減少， 然後返回第二分段程序；若當前時間落入第三時間段，則中央處理器使單片機(7)在 其照明控制信號輸出端輸出最大亮度控制信號至可控矽輸出電路(8)的控制端而使可 控矽輸出電路(8)給負載提供電源，然後返回第二分段程序；第五、對於第三分段程 序中的當前亮度數位訊號的數值大於亮度設定值的比較結果，單片機(7)的中央處理 器判斷此時為白天，在狀態標誌寄存器中設置白天標誌，將定時計數器中的數值作為新 的夜晚數值存入夜晚數值寄存器中而對夜晚數值寄存器中的夜晚數值進行了更新，將該 新的夜晚數值寫入單片機(7)的電可擦寫式只讀存儲器中再將該新夜晚數值和白天 數值寄存器中的已有的白天數值之和與一晝夜的時間相比，如果它們的差的絕對值小於 1小時，則將調光標誌寄存器中的調光標誌設置為允許調光，設定新的時間標準，然後 運行白天工作程序；如果該新夜晚數值和白天數值寄存器中已有的白天數值之和與一晝 夜的差的絕對值大於或等於1小時，則將調光標誌寄存器中的調光標誌設置為不允許調 光，原來的時間標準不變，然後運行白天工作程序。
10、根據權利要求9所述的戶外照明燈智能光時控制器的控制方法，其特徵在於 本控制器還具有指示電路(5)和電流採樣電路(6);單片機(7)還具有指示信號輸出 端、負載電流採樣模擬信號輸入端；可控矽輸出電路(8)還具有負載電流信號輸出端； 指示電路(5)由電阻和發光二極體串連構成；電阻的一端與單片機(7)的指示信號輸 出端相連，電阻的另一端與發光二極體的正極相連，發光二極體的負極接電源地；電流 採樣電路(6)具有電源端、基準電壓採樣信號輸入端、負載電流採樣信號輸入端、負 載電流採樣模擬信號輸出端；電源電路(1)的供電電源輸出端還與電流採樣電路(6) 的電源端相連；可控矽輸出電路(8)的負載電流信號輸出端與電流採樣電路(6)的負 載電流採樣信號輸入端相連，電流採樣電路(6)的基準電壓採樣信號輸入端即為本控 制器的火線連接端，電流採樣電路(6)的負載電流採樣模擬信號輸出端與單片機(7) 的負載電流採樣模擬信號輸入端相連；步驟②中，在各有關電路將即時的信號輸至單片 機(7)的相應輸入端時，還包括電流採樣電路(6)將即時採樣得到的負載電流模擬信 號由其負載電流採樣模擬信號輸出端輸至單片機(7)的負載電流採樣模擬信號輸入端-, 在步驟⑥的第二分段程序中，還包括；在步驟⑥的第四分段程序的節能照明程序段中， 若當前時間落入第一時間段，則在中央處理器控制使單片機(7)的照明控制信號輸出 端輸出最大亮度控制信號的同時，使單片機(7)的指示信號輸出端輸出表明已經是夜 晚的高電平信號、而使指示電路(5)的發光二極體常亮，然後中央處理器控制單片機 (7)由其相應的模數轉換器將當前的負載電流採樣模擬信號轉化成當前的負載電流釆樣數位訊號，中央處理器將該當前負載電流採樣數位訊號作為全功率照明電流採樣數字 信號存入電流採樣信號寄存器中，然後再返回第二分段程序在步驟⑥的第四分段程序 的節能照明程序段中，若當前時間落入第二時間段，則在中央處理器控制使單片機(7) 的照明控制信號輸出端輸出與輸出功率百分率相對應的控制信號的同時，使單片機(7) 的指示信號輸出端輸出表明當前是夜晚且進行調光而減少輸出功率的方波信號，而使指 示燈閃亮；中央處理器控制信號輸出一個與輸出功率百分率相對應的延後的觸發信號 後，中央處理器控制單片機(7)由其相應的模數轉換器將當前的負載電流採樣模擬信 號轉化成當前的負載電流採樣數位訊號，中央處理器將當前的負載電流採樣數位訊號與 全功率照明電流採樣數位訊號相比較，如果其比值小於輸出功率百分率則減少觸發信號 的延後時間，如果其比值大於輸出功率百分率則增加觸發信號的延後時間，直到該比值 與設定的輸出功率百分率相等；在步驟⑥的第四分段程序的節能,照明程序段中，若當前 時間落入第三時間段，則在中央處理器控制使單片機(7)的照明控制信號輸出端輸出 最大亮度控制信號的同時，使單片機(7)的指示信號輸出端輸出表明當前是夜晚的高 電平信號、而使指示電路(5)的發光二極體常亮。
全文摘要
本發明涉及戶外照明控制裝置及其控制方法。本發明的控制器具有火線連接端、地線連接端、負載電流輸出端、電源電路、亮度採樣電路、設定電路、過零採樣電路、單片機和可控矽輸出電路。本發明的控制器的控制方法是，單片機將即時亮度信號進行處理後與設定亮度值進行比較，若即時亮度大於設定值則判斷處於白天，不向負載提供電源，若即時亮度小於設定值，則運行夜晚工作主程序，控制可控矽輸出電路給負載提供100％功率的電源，當到達節能時間時，則控制可控矽輸出電路輸出一定百分率功率的電源，從而在下半夜市電電壓較高時，負載所承載的電壓相對較低，可以節電，而且可延長負載的使用壽命。本發明還具有在使用中可自動設定時間標準的優點。
文檔編號H05B37/02GK101102630SQ20061009860
公開日2008年1月9日 申請日期2006年7月7日 優先權日2006年7月7日
發明者金林忠, 陳漢湘 申請人:陳漢湘