一种具有电力载波单元的节电器的制造方法_2

文档序号:9815234阅读:来源:国知局
2,MCU模块103,电源模块104,电力载波模块105,采集模块106和驱动单元107。
[0044]电源模块104,电力载波模块105,采集模块106,驱动单元107分别与MCU模块103相连接,该电源模块104接收电网(图1中的L表示火线,N表示零线)中的交流AC220V ± 20 %的电压,并将接收到的电压转化成MCU模块103的工作电压,以便MCU模块103正常工作。电力载波模块105与放电灯控制箱处的集中控制器(图中未标示)进行通讯,用于发送和接收电力载波信号。当集中控制器向本发明的节电器发送电力载波信号时,由电力载波模块105接收集中控制器发送的电力载波信号,并将该电力载波信号经过解调之后发送至MCU模块103,再由M⑶模块103生成相应的M⑶指令,驱动输出信号。当M⑶模块103需要向集中控制器反馈相应的信息时,即当前放电灯的工作状态信息,由MCU模块103发送相关指令至电力载波模块105,该电力载波模块105将接收到的指令转换成电力载波信号,并通过将其耦合到交流电源线上发送至集中控制器中。通过电力载波模块105与集中控制器进行通讯,能够实现对放电灯108的远程控制,即完成放电灯108照明的智能控制。
[0045]采样模块106主要用于采集线路里的电压信号,并将采集到的电压信号经过隔离保护后发送至M⑶模块1031⑶模块103主要用于接收经过采样模块106处理的电压信号和电力载波模块105发送的电力载波信号,并依据接收到的信号生成相应的MCU指令,以及通过电力载波模块105向集中控制器反馈当前放电灯108的工作状态信息。
[0046]驱动单元107主要用于接收MCU模块103发送的MCU指令,然后依据该MCU指令使第一继电线圈101或第二继电线圈102得电、失电,进而驱动第一继电器KAl或第二继电器KA2动作。如图1中所示,第一继电线圈101和第二继电线圈102分别与驱动单元107相连接。
[0047]第一继电器KAl和第二继电器KA2,都具有三个触点,即动触点,第一静触点与第二静触点。在本发明公开的实施例中,第一继电器KAl的第二静触点与第二继电器KA2的第一静触点相连,第一电感L2与第二电感L3串联,且第一继电器KAl和第二继电器KA2相连的连接点处与所述第一电感L2和第二电感L3串联的一端相连,如图1所示。
[0048]此外,第一电感L2的另一端则与第一继电器KAl的第一静触点相连,第二电感L3的另一端则与第二继电器KA2的第二静触点相连;而第一继电器KAl的动触点则与采集模块106相连,第二继电器KA2的动触点则与放电灯线路中原有的标准电感LI相连。
[0049]需要说明的是,第一电感L2为过压绕组,当线路电压过高时,由MCU模块103发送相应的MCU指令,使驱动单元107驱动第一继电器KAl动作,将第一电感L2接入到线路中。
[0050]此外,第二电感L3为降功率绕组,在需要降低放电灯功率的时候,由MCU模块103控制第二继电器KA2动作,将第二电感L3接入到线路中。
[0051]如图2、3所示,所述电源模块10包括一电压转换单元12、一过压保护单元16及一电源供应器18。所述电压转换单元12与所述过压保护单元16相连。所述电源供应器18与所述电压转换单元12及所述过压保护单元16均相连。所述电压转换单元12用于将所述电源供应器18提供的第一电压转换成工作电压,并将转换后的电压从所述电压转换单元12的输出端输出。所述过压保护单元16用于在所述电压转换单元12的输出端输出的电压大于工作电压时,控制所述电源供应器18停止电压输出,从而对进行保护。
[0052]所述过压保护单元16包括过压保护电路,过压保护电路包括有信号输入端VsJt号处理电路、低压限幅电路、高压限幅电路,其中,所述信号输入端Vs接有输入电阻Ri;所述低压限幅电路包括第一限幅控制电压Ve、第一分压电阻R11、第二分压电阻R12、第一限幅电容Cll和NPN双极型晶体管Ql;所述高压限幅电路包括第二限幅控制电压Vc、第三分压电阻R13、第四分压电阻R14、第二限幅电容C12和PNP双极型晶体管Q2;所述NPN双极型晶体管Ql的发射极和PNP双极型晶体管Q2的发射极均接在信号处理电路的输入端Vi上;所述第一分压电阻Rl串联于第一限幅控制电压Ve和NPN双极型晶体管Ql的基极之间;所述第二分压电阻R2与第一限幅电容Cll并联,该第二分压电阻R12和第一限幅电容Cll的一端均与NPN双极型晶体管Ql的基极相连接;所述第二分压电阻R12和第一限幅电容Cll的另一端及NPN双极型晶体管Ql的集电极均连接在参考地GND上;所述第三分压电阻R13串联于第二限幅控制电压Vc和PNP双极型晶体管Q2的基极之间;所述第四分压电阻R14与第二限幅电容C12并联,该第四分压电阻R14和第二限幅电容C12的一端均与PNP双极型晶体管Q2的基极相连接;所述第四分压电阻R14和第二限幅电容C12的另一端及PNP双极型晶体管Q2的集电极均连接在参考地GND上。
[0053]所述第一限幅控制电压Ve和第二限幅控制电压Vc均为外部直流电压源,且第一限幅控制电压Ve低于参考地GND电压,第二限幅控制电压Vc高于参考地GND电压。
[0054]给定第一限幅控制电压Ve和第二限幅控制电压Vc,NPN双极型晶体管Ql的基极电压固定在Va上,¥& = ¥6\1?12/(1?11+1?12),?即双极型晶体管02的基极电压固定在¥13上,¥匕=VcXR14/(R13+R14);当信号处理电路的输入端电压Vi低于NPN双极型晶体管Ql的基极电压Va时,NPN双极型晶体管Ql的发射结正偏、集电结反偏,NPN双极型晶体管Ql工作在放大状态,信号处理电路的输入端电压Vi被限制为NPN双极型晶体管Ql的基极电压Va减去其发射结结电压;当信号处理电路的输入端电压Vi高于PNP双极型晶体管Q2的基极电压Vb时,PNP双极型晶体管Q2的发射结正偏、集电结反偏,PNP双极型晶体管Q2工作在放大状态,信号处理电路的输入端电压Vi被限制为PNP双极型晶体管Q2的基极电压Vb加上其发射结结电压。第一限幅电容CU和第二限幅电容C12分别对Va和Vb起到滤波作用。过压保护电路的优点是电路结构简单,限幅精度高,可方便改变限幅电压大小。
[0055]如图4所示,负压产生电路4为一个能产生负电压的I级电荷栗电路,其中,电容C2和二极管D2、D3构成一个电荷栗电路,则第二电容为C2,且第二电容C2的左端为正极,右端为负极,第三二极管为D2,第四二极管为D3。第二电容C2的正极与电感LI的右端连接,第二电容C2的负极分别与第三二极管D2的正极和第四二极管D3的负极连接,第四二极管D3的正极输出负电压,第三二极管D2的负极接地。负压产生电路4的具体工作原理如下:通过电感LI的输出电压先对电容C2充电,电容C2极性为左正右负,然后断开电感LI对电容C2充电通路;因为电容C2两端的电压不能突变,因此,右边的负极电压就会通过二极管D3输出得到负电压VGL ο若M大于等于2,则第三二极管D2的负极与第M-1级电荷栗电路中的第三二极管的正极连接,如此形成多级电荷栗电路。负压产生电路4还可以在M级电荷栗电路的输出端增加电容C3和稳压二极管D8,电容C3用于对输出的负电压进行滤波处理,稳压二极管D8实现稳压输出。基准电压产生电路包括至少一个稳压二极管,稳压二极管的正极与电感的第二端连接,稳压二极管的负极根据稳压二极管的正极电压输出基准电压。
[0056]基准电压产生电路5包括稳压二极管Dl,稳压二极管Dl的正极与电感LI的右端连接,负极输出负电压VGL。基准电压产生电路5还可以增加一个电容Cl,电容Cl用于对输出的负电压进行滤波处理。
[0057]本实施例提供的电压转换电路,采用多级电荷栗电路分别实现正电压、负电压的输出,通过改变电荷栗电路的级数来改变输出的正电压和负电压的大小,电路结构简单,而且灵活可调。该驱动电路通过整体电路设计而实现利用脉冲变压器来进行信号隔离,因而比起传统驱动电路采用光电耦合的信号隔离方式,本发明的驱动电路无需额外独立电源,从而能够节省电源,其工作稳定性较好。
[0058]如图5、6所示,本发明的驱动单元包括,一种驱动电路,包括一个脉冲方波发生器MDl和一个驱动模块MD2;脉冲方波发生器MDl的输出端OUT连接驱动模块MD2的第一输入端INl,驱动模块MD2还具有用于输入低频驱动信号DRIVEA的第二输入端IN2,该驱动模块包括信号转换电路单元100和驱动电路单元200,信号转换电路单元100和驱动电路单元200之间通过脉冲变压器Tl相连接。
[0059]信号转换电路单元100包括与非门单元111和全桥式逆变电路单元112与非门单元101的两个输出端分别连接全桥式逆变电路单元112的两个输入端,脉冲变压器Tl具有原边绕组和次级绕组,全桥式逆变电路单元112的两个输出端分别连接原边绕组的两个输入端,次级绕组的两个输出端分别与驱动电路单元200的两个输入端相连接;上述的驱动电路单元200包括全桥整流电路201和输出电路202,全桥整流电路201与脉冲变压器Tl次级绕组的两个输出端相连接,该全桥整流电路201具有正极输出端和负极输出端,输出电路202与所述正极输出端和负极输出端相连接。
[0060]其中,上述的与非门单元111中,
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