专利名称：一种照明智能控制系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及智能控制领域，尤其涉及一种照明智能控制系统。 絲狀
在我国由于各地电压高低参差不齐，因此各类灯具在设计时，为了满足其 自身在不同情况下均能正常启动与发光，其设计电压一般低于标准相电压；而 电力系统为减小输送时的损耗，往往提高输送电压，造成照明灯具实际工作电 压偏高。这些超额的电压不仅不能让灯具更有效率地工作，还存在两大负面影 响浪费电能与縮短灯具寿命。
就荧光灯管而言，仅在启动时需要足够的额定电压激发荧光物质，使灯管 发光。在预置时间内，智能系统感应到灯管的功率已完全发挥后，即自动调整 负载电压，灯管便可转入节电模式工作，节电系统同时进入自动在线检测状态。 根据大量实验结果表明，电源电压每降低10%时，荧光灯照度只降低7%左右， 而人眼对光线的感觉则是对数关系即当光线照度减小10%，人的视觉感觉亮 度只减小1%，因此合理减少灯具输入功率所产生的照度微弱变化人眼几乎感觉 不到，但在延长灯具寿命和减少维护成本上都具有积极意义。
现有市场上的调压产品，基本分为两种自耦变压器调压与可控硅调压。 但这两种存在严重的不足。自耦变压器调压为变比式调压，只能把电源电压输 出成一定比例的电压，输出电压不能调节，并且当电源电压变化时，输出电压 不可控制，容易产生灭灯的后果。可控硅调压最大的缺点就是谐波含量过高， 此种设备安装于灯具上，大大縮短了灯具的使用寿命，并且对电网污染比较严 重。
发明内容
为了解决上述的技术问题，本发明提供了一种照明智能控制系统，其目的 在于以电磁感应方式将供电系统的输入电压予以优化，采用AC-AC直接变换技 术调整电压，自动平滑地调节电路的电压和电流幅度，提高照明系统的功率因 数，降低灯具和线路的工作温度。
本发明提供了一种照明智能控制系统，所述照明智能控制系统电性连接于
输入电源与照明负载之间，该照明智能控制系统包括
信号检测单元，检测所述输入电源的电源参数，并输出一检测结果；
4CPU控制单元，与所述信号检测单元电性连接，接收所述检测结果并输出第 一控制信号；
磁电转换单元，与所述CPU控制单元电性连接，并根据所述第一控制信号 控制输入负载的电压，使负载正常工作；
自动旁路系统，与所述CPU控制单元电性连接；当CPU控制单元检测到有 故障信息时还输出第二控制信号使自动旁路系统为负载供电；自动旁路系统与 磁电转换单元互锁；
其中，所述信号检测单元、所述磁电转换单元以及所述自动旁路系统彼此 并联。
还包括交流电源保护单元，通过该交流电源保护单元，输入电源与所述信 号检测单元、所述CPU控制单元、所述磁电转换单元以及所述谐波控制单元分 别电性连接。
磁电转换单元包括一主变压器、 一控制变压器、 一调节变压器、隔离接触 器、续流电阻以及第一触点控制继电器，其中所述主变压器、所述控制变压器、 所述调节变压器及所述隔离接触器彼此串联连接。所述隔离接触器包括第一隔离接触器与第二隔离接触器，所述主变压器、 所述控制变压器、所述调节变压器及所述第一及第二隔离接触器依据第一隔离 接触器、主变压器、控制变压器、调节变压器、第二隔离接触器的顺序串联连 接；第一控制信号对第一触点控制继电器的开关进行控制，以控制输入负载的 电压。
所述信号检测单元包括电流采集装置和电压采集装置，电压采集装置串接 在第二隔离接触器和CPU控制单元之间，所述信号检测单元采集的电流信号和 电压信号发送至CPU控制模块。
CPU控制单元还根据所述检测结果输出第三控制信号；还包括谐波控制单 元，与所述CPU控制单元电性连接，并根据所述第三控制信号除去输入负载的 电压的谐波。
所述谐波控制单元包括组容吸收元件及第二触点控制继电器；第三控制信
号对第二触点控制继电器中的开关进行控制，以除去输入负载的电压的谐波。 所述自动旁路系统包括切换接触器，切换接触器与隔离接触器互锁。 所述交流电源保护单元包括空气开关，空气开关和电源串联后分别与信号
检测单元、所述磁电转换单元以及所述自动旁路系统连接。 空气开关和电源串联后还与指示灯连接。 采用本发明的照明智能控制系统，能够实现在确保灯光能够正常工作的条
件下，给灯光一个最佳的照明功率，既可减少由于过压所造成的照明眩光，使灯光所发出的光线更加柔和，照度分布更加均匀，从而达到输给照明负载的电 压为灯具设计电压的最佳值，这样既节省用电，又延长灯具的寿命，同时对电 源的谐波含量进行控制，保证了用电质量及输出电压的稳定。
图l是本发明的结构方框图； 图2是本发明的电路原理图。
具体实施例方式
下面结合附图，对本发明做进一步的详细描述。
如图l所示，本发明提供的照明智能控制系统主要包括交流电源保护单元、 信号检测单元、CPU控制单元、磁电转换单元、谐波控制单元、自动旁路系统。 具体的电路结构如图2所示。其中交流电源保护单元包括指示灯HL1-HL3、空 气开关Q1;信号检测单元包括电流互感器T11-T13、电压采集装置AD2; CPU 控制单元包括单片机、供电电源AD1;磁电转换单元包括主变压器T1，控制变 压器T2，调节变压器T3，隔离接触器KM2、 KM3 (施耐德接触器LC1D)，续 流电阻R31-11、 R32-12、 R33-13，控制继电器K14-K22(施耐德继电器)；谐波控 制单元包括阻容吸收Cl-C3;自动旁路系统包括系统切换接触器KM1。
由外部交流电接入本控制系统中的空气开关，然后经过空气开关分别传输 给CPU控制单元(市电通过AD1转换为直流12V输送给CPU控制单元作为电 源，当然CPU控制单元可以由另外的直流电源提供。负载侧电压及电源侧电流 通过处理后输送给此单元，作为反馈信号)、磁电转换单元、谐波控制单元、自 动旁路系统。此四部分主电路电源部分属于并联关系。
启动设备，在规定的时间内，电压柔和的升至市电电压。等灯光达到启动 时间后，进入调节阶段。首先信号检测单元通过电子采集板检测电压信号，通 过数据传输线传输给CPU控制单元。CPU控制单元接受到信号测试单元的信号， 然后分析电压状况，根据反馈的电压值，CPU通过比较反馈电压与设定电压的 差值。判断输出电压的变化情况，然后根据差值的大小，控制一个常开触点， 利用此触点控制继电器Kll-K22、接触器KM1-KM3的线圈。当谐波含量高于 5%时，控制K11-K13对滤波阻容C1-C3进行投切，使电路达到要求。当电源电 压发生变化时，反馈装置AD2将信号传输给CPU, CPU通过控制K14-K22开 关的不同组合，来调节磁电转换单元Tl-T3的磁场，然后由此传输给负载一个 稳定的电压。具体为在进入工作状态后，分为8个阶段调压
0阶段电压输出保持不变，K14， K17， K20吸和；
6l阶段电压输出降低0-5V，K15，K12，K20吸和;
2阶段电压输出降低0-IOV，K14，K18，K20吸和
3阶段电压输出降低5-15V，K15，K18，K20吸和
4阶段电压输出降低0-20V，K14，K17，K21吸和
5阶段电压输出降低5-25V，K15，K17，K21吸和
6阶段电压输出降低10-30V， K14， K18， K21吸和;
7阶段电压输出降低5-35V， K15， K18， K21吸和。 K16在R31， R21， Rll工作之后延时吸和。 K19在R32， R22， R12工作之后延时吸和。 K22在R33, R23， R13工作之后延时吸和。
当检测故障时，CPU通过获取的电源电流，电压信号。分析输入信号与一 个基准值进行比较。当电压低于3 G 0 V高于4 2 0 V。电流超过设计电流的 1.5倍时，判定输入信号的数值属于故障范围，CPU通过输出端口控制KM1 的线圈，使设备切换至自动旁路状态。旁路接触器KM1与隔离接触器KM2、 KM3互锁。磁电转换单元中的TI为主线圈，T2、 T3为辅助调节线圈。利用控 制变压系统的特殊绕组，相互之间交叉组合，通过控制K14-K22开关的组合， 调节每个电磁线圈的公共端。通过线圈变比的变化，调节电磁线圈T1、 T2、 T3 的磁通量。根据磁电转换原理，输出可控电压。TI、 T2、 T3为串联，顺序为隔 离接触器KM2-Tl-T2-T3-隔离接触器KM3。两侧用两个接触器将其与市电隔离。
本发明的工作原理主要是由CPU构成主要的控制电路，CPU先通过对信号 检测单元的输入信号进行计算获取电路参数，再通过控制继电器、触发器件等 来间接控制T1、 T2、 T3。调节T1、 T2、 T3线圈的控制磁场，由此产生一个与 主磁场相反的控制磁场，来控制输出电压。
本发明实现的功能如下
软启动/全压启动用户可根据灯具种类的不同选用软启动或全压启动，以 保证灯具能正常启动，并延长其寿命，其启动时间可调。
无级调压本节能系统动态跟踪输入电压，自动调节输出电压，使灯具工
作在恒压状态，以保证灯具正常运行，达到最大节能效果。并且保证调节过程 中电压无断电，无级调压。
多层保护功能具备低电流旁通、低电压旁通、过载(过流)保护、短路 保护等功能，并且实现故障自动旁通并报警功能。
断电自动记忆恢复功能自动恢复断电之前的所有设置。
远程控制接口 具有电脑及远程自动化控制RS-485或RS-232接口 ；可用于远
程控制升级，及现场电脑修改程序。净化电源对电网不产生任何谐波污染，优化电网，扩大电容宽裕度。有 效过滤电流波动和冲击，降低了无功损耗，优化电网及照明设备各项运行指标。
本领域的技术人员在不脱离权利要求书确定的本发明的精神和范围的条件 下，还可以对以上内容进行各种各样的修改。因此本发明的范围并不仅限于以 上的说明，而是由权利要求书的范围来确定的。
权利要求
1.一种照明智能控制系统，所述照明智能控制系统电性连接于输入电源与负载之间，其特征在于，该照明智能控制系统包括信号检测单元，检测所述输入电源的电源参数，并输出一检测结果；CPU控制单元，与所述信号检测单元电性连接，接收所述检测结果并输出第一控制信号；磁电转换单元，与所述CPU控制单元电性连接，并根据所述第一控制信号控制输入负载的电压，使负载正常工作；自动旁路系统，与所述CPU控制单元电性连接；当CPU控制单元检测到有故障信息时还输出第二控制信号使自动旁路系统为负载供电；自动旁路系统与磁电转换单元互锁；其中，所述信号检测单元、所述磁电转换单元以及所述自动旁路系统彼此并联。
2、 如权利要求1所述的照明智能控制系统，其特征在于，还包括交流电源 保护单元，通过该交流电源保护单元，输入电源与所述信号检测单元、所述CPU 控制单元、所述磁电转换单元以及所述谐波控制单元分别电性连接。
3、 如权利要求1所述的照明智能控制系统，其特征在于，磁电转换单元包 括一主变压器、 一控制变压器、 一调节变压器、隔离接触器、续流电阻以及第 一触点控制继电器，其中所述主变压器、所述控制变压器、所述调节变压器及 所述隔离接触器彼此串联连接。
4、 如权利要求3所述的照明智能控制系统，其特征在于，所述隔离接触器 包括第一隔离接触器与第二隔离接触器，所述主变压器、所述控制变压器、所 述调节变压器及所述第一及第二隔离接触器依据第一隔离接触器、主变压器、 控制变压器、调节变压器、第二隔离接触器的顺序串联连接；第一控制信号对 第一触点控制继电器的开关进行控制，以控制输入负载的电压。
5、 如权利要求4所述的照明智能控制系统，其特征在于，所述信号检测单 元包括电流采集装置和电压采集装置，电压采集装置串接在第二隔离接触器和 CPU控制单元之间，所述信号检测单元采集的电流信号和电压信号发送至CPU 控制模块。
6、 如权利要求1所述的照明智能控制系统，其特征在于，CPU控制单元还 根据所述检测结果输出第三控制信号；还包括谐波控制单元，与所述CPU控制 单元电性连接，并根据所述第三控制信号除去输入负载的电压的谐波。
7、 如权利要求6所述的照明智能控制系统，其特征在于，所述谐波控制单 元包括组容吸收元件及第二触点控制继电器；第三控制信号对第二触点控制继 电器中的开关进行控制，以除去输入负载的电压的谐波。
8、 如权利要求3所述的照明智能控制系统，其特征在于，所述自动旁路系 统包括切换接触器，切换接触器与隔离接触器互锁。
9、 如权利要求2所述的照明智能控制系统，其特征在于，所述交流电源保 护单元包括空气开关，空气开关和电源串联后分别与信号检测单元、所述磁电 转换单元以及所述自动旁路系统连接。
10、 如权利要求9所述的照明智能控制系统，其特征在于，空气开关和电 源串联后还与指示灯连接。
全文摘要
本发明涉及一种照明智能控制系统，照明智能控制系统电性连接于输入电源与照明负载之间，该照明智能控制系统包括信号检测单元，检测所述输入电源的电源参数，并输出一检测结果；CPU控制单元，与所述信号检测单元电性连接，接收所述检测结果并输出第一控制信号；磁电转换单元，与所述CPU控制单元电性连接，并根据所述第一控制信号控制输入负载的电压，使负载正常工作；自动旁路系统，与所述CPU控制单元电性连接；当CPU控制单元检测到有故障信息时还输出第二控制信号使自动旁路系统为负载供电；自动旁路系统与磁电转换单元互锁。采用本发明的照明智能控制系统，能够实现在确保灯光能够正常工作的条件下，给灯光一个最佳的照明功率。
文档编号H05B41/36GK101541136SQ200910119430
公开日2009年9月23日 申请日期2009年3月13日 优先权日2009年3月13日
发明者孙建成, 薛新伟 申请人:北京天地慧源节能电器有限公司