专利名称：一种高压钠灯节电装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种高压钠灯节电装置，特别是一种利用电力载波通讯技术，对已经施工安装的城市道路单个路灯，特别是使用电感镇流器的高压钠灯，实施降压控制的节电装置，以实现城市道路照明节能控制。属于照明节电技术领域。
背景技术：
高压钠灯主要用于道路照明，目前路灯照明的节能方式主要有三种1、间隔亮灯法或单侧亮灯法，就是隔一个路灯亮一个路灯或只亮一侧路灯。这种节能方式容易造成路面光照强度不均勻，影响道路安全。2线路调压法，就是通过变压器调低整条路灯线路的供电电压。这种节能方式容易导致线路末端供电电压太低，甚至造成路灯无法正常点亮，同样影响道路安全。3、单灯限流法，就是单个路灯采取串联一个额外电感线圈的方法来限制路灯回路的电流。该方法增加了一个额外的电感线圈和配套的控制器，体积较大，安装成本较高，而且额外电感线圈的控制是由控制器的继电器控制，继电器有限的动作次数寿命限制了该装置的长期可靠使用。综上所述，现有用于对道路照明高压钠灯的节电方式多种多样，但也各有不足。因此，我们有必要设计一种新型的高压钠灯节电装置，城市道路照明节能控制的需要。
发明内容本实用新型的目的在于解决现有技术中存在的问题，提供了一种利用电力载波通讯技术，对已经施工安装的城市道路单个路灯，实施降压控制的节电装置，以实现城市道路照明节能控制。本实用新型的目的是通过下述技术方案予以实现的一种高压钠灯节电装置，设置在路灯系统与路灯供电线路之间，其特征在于包括电力载波通讯单元、电源管理单元、可控硅控制单元、电参数检测单元和单片机控制单元；所述电力载波通讯单元接入到路灯供电线路上，用以通过路灯供电线路与服务器端的路灯调控平台进行数据通讯；所述电源管理单元用以对节电装置中各个用电单元进行供电；所述可控硅控制单元设置在路灯供电线路与路灯之间；该可控硅控制单元还与单片机控制单元相连；所述电参数检测单元分别与可控硅控制单元、单片机控制单元相连；所述单片机控制单元分别与电力载波通讯单元、可控硅控制单元和电参数检测单元相连。所述可控硅控制单元由电压过零触发可控硅电路与移相控制可控硅电路串联构成；两个可控硅电路串联在路灯供电线路与路灯之间；所述电压过零触发可控硅电路位于路灯供电线路一侧，移相控制可控硅电路位于路灯一侧；所述两个可控硅电路的连接端与路灯的补偿电容相接。在所述移相控制可控硅电路上还并联有一对IGBT电路；该对IGBT电路相互串联， 共发射极。本实用新型的有益效果是该节电装置通过在各个路灯与路灯供电线路之间接入具有电力网络通讯功能的节电装置，使得服务器端的路灯调控平台得以实时了解各个路灯的工作状态，并进而实现对各个路灯进行精确控制。
图1为高压钠灯节电装置的原理框图；图2为可控硅控制单元接入示意图；图3为可控硅控制单元电路图一；图4为可控硅控制单元电路图二。
具体实施方式
本实用新型的目的是通过下述技术方案予以实现的本实用新型所设计的高压钠灯节电装置是鉴于前述间隔亮灯节电方式及线路调压节电方式都会因为对各个路灯的调压不同而影响道路安全的问题，基于电力载波通讯技术，在既有的路灯系统与路灯供电线路之间接入本节电装置，以通过电力载波网络的信号控制，对各个接入路灯进行分别调压控制。该装置一方面通过对各个路灯分别调压，从而实现均勻调压，保证了道路照明的安全；另一方面由于是基于现有路灯照明系统的改造，且所采用的装置均为数控电路，因此改造成本较为低廉。图1为本实用新型高压钠灯节电装置的原理图。如图所示，所述高压钠灯节电装置包括电力载波通讯单元1、电源管理单元2、可控硅控制单元3、电参数检测单元4和单片机控制单元5。所述电力载波通讯单元1接入到路灯供电线路上，用以通过路灯供电线路与服务器端的路灯调控平台进行数据通讯。这里，电力载波通讯单元1与服务器之间的通讯是通过基于电力网实现数据通讯的电力载波通讯技术实现的。该电力载波通讯技术为现有技术，在此就不再熬述。所述电源管理单元2为AC/DC转换模块，用以对节电装置中各个用电单元进行供 H1^ ο所述可控硅控制单元3为路灯的调压控制单元，如图2所示，其设置在路灯供电线路与路灯之间。该可控硅控制单元3还与单片机控制单元5相连，受单片机控制单元5控制，对路灯进行调压。所述电参数检测单元4分别与可控硅控制单元3、单片机控制单元5相连。电参数检测单元4 一方面采集可控硅控制单元3的电参数，另一方面将所采集的电参数发送给单片机控制单元5处。所述单片机控制单元5为节电装置的核心控制单元，分别与电力载波通讯单元1、 可控硅控制单元3和电参数检测单元4相连。该单片机控制单元5接收电参数检测单元4 发来的电参数数据，通过电力载波通讯单元1与服务器端的路灯调控平台进行数据通讯，最终根据服务器端发送的控制指令对可控硅控制单元3进行控制。由上可见，本专利所设计的高压钠灯节电装置通过在各个路灯与路灯供电线路之间接入具有电力网络通讯功能的节电装置，使得服务器端的路灯调控平台得以实时了解各个路灯的工作状态，并进而实现对各个路灯进行精确控制。这样，既实现了对路灯系统的节电控制，又保证了道路照明安全不受影响。本专利所设计的高压钠灯节电装置在上述结构的基础上，针对路灯上电时容易对电网造成冲击的问题，以及节电装置可控硅移相调压控制电网谐波大的问题，对所述可控硅控制单元3的具体电路结构作了进一步的设计。图3为可控硅控制单元电路图一。如图所示，该可控硅控制单元3由电压过零触发可控硅电路TLP3063与移相控制可控硅电路TLP3023串联构成。两个可控硅电路串联在路灯供电线路与路灯之间。其中，电压过零触发可控硅电路位于路灯供电线路一侧，移相控制可控硅电路位于路灯一侧。所述两个可控硅电路的连接端与路灯的补偿电容相接。如图所示，该电压过零触发可控硅电路的PBO端及移相控制可控硅电路的PBl端分别与单片机控制单元5相连接，受单片机控制单元5的控制。如上述结构的可控硅控制单元，一方面，当装置上电后，先控制电压过零触发可控硅在电压过零点时开通输出电压，并使该输出电压与补偿电容的电压相同，从而减小了路灯上电对电网的冲击。另一方面，移相控制可控硅电路可以受单片机控制单元5，通过调节移相可控硅的导通与关断实现对路灯输出电压的平滑调控。如上所述，上述移相控制可控硅电路是通过调节可控硅的导通与关断来实现对路灯输出电压调控的。但是，这种调压方式容易引起对电网的谐波干扰。鉴于此，我们又提出了对上述可控硅控制单元的改良结构。图4为可控硅控制单元电路图二。如图所示，该可控硅控制单元3在前述可控硅控制单元的结构基础上，在所述移相控制可控硅电路上还并联有一对IGBT电路。该对IGBT 电路相互串联，共发射极。该IGBT电路默认是关断状态，当移相控制可控硅关断后，IGBT电路高频开关输出，移相控制可控硅打开前，IGBT电路关断输出，IGBT电路的加入可以减小移相可控硅调节时对电网的谐波干扰。综上所述，本实用新型提供了一种利用电力载波通讯技术实施降压控制的节电装置。该节电装置通过在各个路灯与路灯供电线路之间接入具有电力网络通讯功能的节电装置，使得服务器端的路灯调控平台得以实时了解各个路灯的工作状态，并进而实现对各个路灯进行精确控制。同时，该节电装置通过对其中可控硅控制单元的改造，从而防止路灯上电时对电网造成冲击，并且实现对路灯输出电压的平滑调控。本领域一般技术人员在此设计思想之下，对该装置所做任何不具有创造性的改造均应视为在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种高压钠灯节电装置，设置在路灯系统与路灯供电线路之间，其特征在于包括电力载波通讯单元、电源管理单元、可控硅控制单元、电参数检测单元和单片机控制单元；所述电力载波通讯单元接入到路灯供电线路上，用以通过路灯供电线路与服务器端的路灯调控平台进行数据通讯；所述电源管理单元用以对节电装置中各个用电单元进行供电； 所述可控硅控制单元设置在路灯供电线路与路灯之间；该可控硅控制单元还与单片机控制单元相连；所述电参数检测单元分别与可控硅控制单元、单片机控制单元相连；所述单片机控制单元分别与电力载波通讯单元、可控硅控制单元和电参数检测单元相连。
2.如权利要求1所述的高压钠灯节电装置，其特征在于所述可控硅控制单元由电压过零触发可控硅电路与移相控制可控硅电路串联构成；两个可控硅电路串联在路灯供电线路与路灯之间；所述电压过零触发可控硅电路位于路灯供电线路一侧，移相控制可控硅电路位于路灯一侧；所述两个可控硅电路的连接端与路灯的补偿电容相接。
3.如权利要求2所述的高压钠灯节电装置，其特征在于在所述移相控制可控硅电路上还并联有一对I GBT电路；该对IGBT电路相互串联，共发射极。
专利摘要本实用新型提供了一种高压钠灯节电装置，设置在路灯系统与路灯供电线路之间，包括电力载波通讯单元、电源管理单元、可控硅控制单元、电参数检测单元和单片机控制单元；所述电力载波通讯单元接入到路灯供电线路上；所述可控硅控制单元设置在路灯供电线路与路灯之间；该可控硅控制单元还与单片机控制单元相连；所述电参数检测单元分别与可控硅控制单元、单片机控制单元相连；所述单片机控制单元分别与电力载波通讯单元、可控硅控制单元和电参数检测单元相连。该节电装置通过在各个路灯与路灯供电线路之间接入具有电力网络通讯功能的节电装置，使得服务器端的路灯调控平台得以实时了解各个路灯的工作状态，并进而实现对各个路灯进行精确控制。
文档编号H05B41/36GK201937937SQ201020540539
公开日2011年8月17日 申请日期2010年9月25日 优先权日2010年9月25日
发明者张伟, 张辉, 时海晶, 李大伟 申请人:中环保城市照明服务有限公司