一种基于智能路灯的电源驱动电路的制作方法

本实用新型涉及LED驱动技术领域，具体的，涉及一种基于智能路灯的电源驱动电路。

背景技术：

LED照明行业的发展，带动了LED路灯驱动电源的发展。质量可靠的驱动电源是保证LED路灯长时间正常使用的必要条件。特别是路灯的工作环境，需要对整灯进行各种防护处理，驱动电源质量直接影响整体产品使用的社会效益和经济效益，其电源的性能越来越受到重视。

随着科技的发展，路灯的数目日益增多，现在道路上所普遍使用的LED路灯，目前路灯存在能源损耗较多，维护成本高，集中控制差等，智能化程度很低，不适应路灯照明智能化管理和控制系统。

然而，现在的路灯绝大部分是不具备智能化的调光功能，路灯的工作状态等重要信息不能集中收集，这样造成路灯的维护成本增加，同时也造成了很大的能源浪费。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种基于智能路灯的电源驱动电路，该电源驱动电路可以用于LED路灯的电源驱动，根据不同时段实现无级调光，达到节能的目的，同时多个电源驱动模块可以通过内部的电力载波模块组网，实现路灯集中控制，减少路灯检修的成本。

为了解决上述问题，本实用新型所采用得技术方案如下：

一种基于智能路灯的电源驱动电路，其包括控制中心、主电源模块、电力载波模块、计量模块、调光模块以及红外模块，主电源模块为计量模块输出电能，计量模块与电力载波模块之间连接有第一光耦，控制中心发送调光信号至计量模块，计量模块通过电力载波模块输出脉宽调制信号至调光模块，调光模块与主电源模块之间连接有第二光耦，计量模块与红外模块电连接；调光模块包括第一PI调节器以及第二PI调节器，第一PI调节器的输出端、第二PI调节器的输出端分别与第二光耦的输入端电连接；计量模块包括电源输入端、MCU控制器、分压电阻以及电流互感器，电源输入端接收主电源模块输出的电源电压信号，分压电阻、电流互感器分别与MCU控制器电连接。

进一步的方案是，电源驱动电路还包括辅助电源模块，辅助电源模块分别为计量模块、电力载波模块输出电能。

更进一步的方案是，电力载波模块与调光模块之间还连接有第三光耦。

更进一步的方案是，主电源模块包括PFC电路以及变压器电路，PFC电路与变压器电路电连接。

更进一步的方案是，变压器电路包括NCP1337芯片、反激式变压器以及开关管，NCP1337芯片与反激式变压器电连接，开关管与反激式变压器电连接。

更进一步的方案是，电源驱动电路还包括UART接口，计量模块与电力载波模块之间通过UART接口进行通信。

由此可见，本实用新型提供的一种基于智能路灯的电源驱动电路，其主电源模块是由PFC电路以及反激式变压器电路组成的模块，该模块具有功率因素高、过压、过流、短路保护等特点；辅助电源模块为隔离的双路电源，分别为电力载波模块和计量模块提供电源；电力载波模块不需要搭设额外的通信线路，直接借助电源的输入端进行通信，各个电力载波模块之间可以相互通信；计量模块与电力载波模块通过隔离的串口通信，计量模块采集电源交流侧的电压电流，将电源的功耗，功率因素等指标通过串口传给电力载波模块，同时电力载波模块通过电力线将数据传送给控制中心，其中，控制中心通过发送调光信号至计量模块，从而使得计量模块发出相应占空比的PWM，并且通过调光模块调节电源的输出电流；红外模块通过串口与计量模块连接，在安装调试过程中，用户可以通过手持红外设备调节路灯。

所以，该电源驱动电路可以对LED路灯进行无级调光，达到节能的目的，其计量功能可以实现能量的监控和分析，其电力载波模块可以实现模块间联网，每个电源模块有独立的地址，可以监控电源的工作状态等信息，从而实现集中控制。

【附图说明】

图1是本实用新型一种基于智能路灯的电源驱动电路实施例的原理图。

图2是本实用新型一种基于智能路灯的电源驱动电路实施例中主电源模块的电路原理图。

图3是本实用新型一种基于智能路灯的电源驱动电路实施例中NCP1337芯片的电路原理图。

图4是本实用新型一种基于智能路灯的电源驱动电路实施例中调光模块的电路原理图。

【具体实施方式】

为了使实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不限用于本实用新型。

参见图1，本实用新型的一种基于智能路灯的电源驱动电路包括控制中心(未示出)、主电源模块10、电力载波模块20、计量模块30、调光模块40以及红外模块50，主电源模块10为计量模块30输出电能，计量模块30与电力载波模块20之间连接有第一光耦60，控制中心发送调光信号至计量模块30，计量模块30通过电力载波模块20输出脉宽调制信号至调光模块40，调光模块40与主电源模块10之间连接有第二光耦U4，计量模块30与红外模块50电连接。其中，如图2和图3所示，主电源模块10包括PFC电路以及变压器电路，PFC电路与变压器电路电连接。具体地，PFC电路包括L6562芯片U2、整流桥DB1、电感L2、热敏电阻NTC、开关管Q1等；变压器电路包括NCP1337芯片U8、反激式变压器TR1、开关管Q2等，NCP1337芯片U8与反激式变压器TR1电连接，开关管Q2与反激式变压器TR1电连接。因此，主电源模块10同时具备功率因素高、过压、过流、短路保护等特点。

参见图4，调光模块40包括第一PI调节器U5A以及第二PI调节器U5B，第一PI调节器U5A的输出端、第二PI调节器U5B的输出端分别与第二光耦U4的输入端电连接，其中，第一PI调节器U5A的输出端与第二光耦U4的第一输入端之间还连接有二极管D8、电阻R58，第二PI调节器U5B的输出端与第二光耦U4的第二输入端之间还连接有二极管D1、电阻R53。

优选的，电力载波模块20与调光模块40之间还连接有第三光耦U6、开关管Q3。其中，第一PI调节器U5A的第一输入端与第三光耦U6的第一输出端电连接，第二PI调节器U5B的第一输入端与第三光耦U6的第二输出端电连接。本实施例中，计量模块30通过电力载波模块20输出脉宽调制信号(PWM信号)至调光模块40，该PWM信号的占空比可以在0－100％范围内调节，故可以称为无级调光。此外，上述PWM信号通过第三光耦U6隔离，再经过两级RC滤波得到一个电流调节的目标。通过AP4310IC构成一个电压、电流两级的PI调节器，两个调节器的输出信号通过控制一个光耦的导通电流从而来控制反激拓扑控制NCP1337芯片U8的反馈信号FB端，从而调节电流的大小。

在本实施例中，计量模块30包括电源输入端(未示出)、MCU控制器(未示出)、分压电阻(未示出)以及电流互感器(未示出)，电源输入端接收主电源模块输出的电源电压信号，分压电阻、电流互感器分别与MCU控制器电连接。计量模块30主要由MCU控制器、分压电阻、电流互感器等组成，因此，可以通过分压电阻采集电源输入端的电压；可以通过电流互感器采集进线的电流；可以通过MCU控制器采集电压以及电流，并且计算出功率、谐波、功率因素等。

同时，电源驱动电路还包括UART接口，计量模块30与电力载波模块20之间通过UART接口进行通信。计量模块30将功率，电压，电流，功率因素等信息发送给电力载波模块20转发给控制中心，控制中心通过电力载波模块20将调光指令发送给计量模块30，从而产生相应脉宽的PWM信号，用于无级调光。

优选的，电源驱动电路还包括辅助电源模块70，辅助电源模块70分别为计量模块30、电力载波模块20、第二光耦U4输出电能。

在本实施例中，红外模块50通过串口与计量模块30的MCU控制器通信，用户通过手持红外模块50可以进行路灯的光线调节。红外模块50主要是用于电源的检测，可以方便路灯安装以及检修人员对路灯进行调试，降低了维护和安装调试成本。

由此可见，本实用新型提供的一种基于智能路灯的电源驱动电路，其主电源模块10是由PFC电路以及反激式变压器电路组成的模块，该模块具有功率因素高、过压、过流、短路保护等特点；辅助电源模块70为隔离的双路电源，分别为计量模块30、电力载波模块20和第二光耦U4提供电源；电力载波模块20不需要搭设额外的通信线路，直接借助电源的输入端进行通信，各个电力载波模块20之间可以相互通信；计量模块30与电力载波模块20通过隔离的串口通信，计量模块30采集电源交流侧的电压电流，将电源的功耗，功率因素等指标通过串口传给电力载波模块20，同时电力载波模块20通过电力线将数据传送给控制中心，其中，控制中心通过发送调光信号至计量模块30，从而使得计量模块30发出相应占空比的PWM，并且通过调光模块40调节电源的输出电流；红外模块50通过串口与计量模块30连接，在安装调试过程中，用户可以通过手持红外设备调节路灯。

所以，该电源驱动电路可以对LED路灯进行无级调光，达到节能的目的，其计量功能可以实现能量的监控和分析，电力载波模块20可以实现模块间联网，每个电源模块有独立的地址，可以监控电源的工作状态等信息，从而实现集中控制。

此外，本实施例提供的电源驱动电路可以将LED路灯的亮度从0到100％进行无级调节；可以通过用手持红外装置进行现场调试，降低成本；采用电力载波通信模块，可以减小通信线路的成本；具有计量功能，可以实时的检测LED路灯的状态。

需要说明的是，以上仅为本实用新型的优选实施例，但实用新型的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本实用新型做出的非实质性修改，也均落入本实用新型的保护范围之内。