专利名称：可自适应隧道环境光的无级调压节能照明装置及系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及用于隧道的照明装置及系统。
背景技术：
现有市场上的照明节能产品的方案有:SCR可控硅控制电压、电磁自藕变压器固定抽头机械切换、电磁自藕变压器抽头SCR切换、电磁自藕变压器无级碳刷切换、电磁感应变压器电机伺服无级碳刷调压调光等。现有技术存在下述不足之处:(I) SCR可控硅控制产品:输出电压严重畸变，污染电网，产生干扰，无法满足电磁兼容要求，影响电力调度，同时只能适应感性灯光负载，对目前提倡的多元化照明和国家强制的电容补偿无法适应。(2)电磁自藕变压器固定抽头机械切换产品:体积大而笨重，工作时无法进行调压调光，节能率固定，照度无法控制，出现照度与需求倒置的现象。(3) 电磁自藕变压器抽头SCR切换产品:体积大笨重，突变式调压调光，对城市道路照明的HID灯有灭灯现象，调光无法精确控制，由于多SCR开关切换时有共态导同，所以故障率高。(4)电磁自藕变压器无级碳刷切换产品:体积大笨重，机械碳刷部件在大电流时滑动，受到电火花的影响，寿命短、故障率高。(5) 电磁感应变压器电机伺服无级碳刷调压调光产品:体积大笨重，效率低，噪音大。上述产品一般也无灯具的保护功能，智能化程度低，并且设备出现故障时，不能保证正常的照明。
实用新型内容本实用新型的目的在于提出一种可自适应隧道环境光的无级调压节能照明装置及系统，其能解决现有的变压器、可控硅调光技术产生畸变输出电压和电磁感染、污染电网、无法满足电磁兼容性、节能率低下等不足。为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案如下:可自适应隧道环境光的无级调压节能照明装置，其包括依次电性连接的光感探头、微处理器、脉宽调制驱动模块、功率调节器以及照明光源，光感应探头安装在隧道口外，照明光源安装在隧道内。优选的，为了提供一个稳定且无干扰的电源给微处理器工作，所述可自适应隧道环境光的无级调压节能照明装置还包括用于对外接电源进行调压、稳压、滤波整流的电源调整模块，电源调整模块与微处理器电性连接。优选的，为了便于人工远程控制，所述可自适应隧道环境光的无级调压节能照明装置还包括通信模块，通信模块与微处理器电性连接。[0015]优选的，为了便于更改控制参数，所述可自适应隧道环境光的无级调压节能照明装置还包括人机界面，人机界面与微处理器电性连接。优选的，为了实现更精准的控制，所述可自适应隧道环境光的无级调压节能照明装置还包括电压采样整流滤波电路、电流采样整流滤波电路、模数转换电路，电压采用整流滤波电路、电流采样整流滤波电路均电性连接在功率调节器与照明光源之间，电压采用整流滤波电路、电流采样整流滤波电路均通过模数转换电路与微处理器电性连接。优选的，为了保证功率调节器的正常工作，所述可自适应隧道环境光的无级调压节能照明装置还包括用于检测功率调节器的工作温度的温度检测电路和用于降低功率调节器的工作温度的风扇，温度检测电路、风扇均与微处理器电性连接。本实用新型还提供一种可自适应隧道环境光的无级调压节能照明系统，其包括多个上述的可自适应隧道环境光的无级调压节能照明装置，隧道的引入段、适应段、过渡段、基本段、出口段分别安装有所述可自适应隧道环境光的无级调压节能照明装置的照明光源。本实用新型具有如下有益效果:对工作电流不会产生电磁干扰，并且电流是在整个正弦波周期内流过微处理器、功率调节器等控制器件的，实现电能的利用效率高，更节能，更环保等优点。
图1为本实用新型较佳实施例的可自适应隧道环境光的无级调压节能照明装置的结构不意图；图2为隧道照明分段示意图。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式
，对本实用新型做进一步描述:如图1所示，可自适应隧道环境光的无级调压节能照明装置，其包括依次电性连接的光感探头、微处理器、脉宽调制驱动模块、功率调节器以及照明光源，光感应探头安装在隧道口外，照明光源安装在隧道内。本实施例的可自适应隧道环境光的无级调压节能照明装置还包括用于对外接电源进行调压、稳压、滤波整流的电源调整模块，电源调整模块与微处理器电性连接。本实施例的可自适应隧道环境光的无级调压节能照明装置还包括通信模块，通信模块与微处理器电性连接。本实施例的可自适应隧道环境光的无级调压节能照明装置还包括人机界面，人机界面与微处理器电性连接。本实施例的可自适应隧道环境光的无级调压节能照明装置还包括电压采样整流滤波电路、电流采样整流滤波电路、模数转换电路，电压采用整流滤波电路、电流采样整流滤波电路均电性连接在功率调节器与照明光源之间，电压采用整流滤波电路、电流采样整流滤波电路均通过模数转换电路与微处理器电性连接。本实施例的可自适应隧道环境光的无级调压节能照明装置还包括用于检测功率调节器的工作温度的温度检测电路和用于降低功率调节器的工作温度的风扇，温度检测电路、风扇均与微处理器电性连接。具体的，人机界面、通信模块通过数据传输线与微处理器相连；光感探头通过模拟量数据传输线路与微处理器连接。所述人机界面、通信模块通过数据通讯线与所述微处理器相连，只要符合装置内部通讯协议规范，用户可按需更换人机交互界面。所述光感探头通过模拟量数据传输线路与所述微处理器连接，光感探头采集隧道外部环境光照度模拟量数据，经由模拟量数据通讯线路输入到微处理器，在微处理器内部进行智能计算，并得出电压调节的等级，自动调节输出控制的照明光源供电电压。所述微处理器通过脉宽调制驱动模块与功率调节器连接，由微处理器输出控制指令到脉宽调制驱动模块，再由脉宽调制驱动模块产生脉宽时序信号到功率调节器，功率调节器根据脉宽时序信号调节输出控制电压范围，实现节能控制。所述电压采样整流滤波电路与电流采样整流滤波电路通过模数转换电路与微处理器连接，微处理器实时监测输出电压电流。所述电源调整模块可通过变压整流滤波电路与微处理器连接，由电源调整模块对外接电源进行调压、稳压、整流滤波，用于提供一个稳定无干扰的电源给微处理器工作。本实施例使用高精密度的功率调节器(IGBT)，驱动功率小而饱和，载流密度大，开关速度快且导通压降低等诸多优点，非常适合应用于电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域，对现有技术所使用的各种可控硅、变压器等器件实现节能的产品相比，其具有体积小、低噪音、效率高、成本低、故障率低、寿命高，与现有产品使用变压器产生的突变式调压相比，其调压方式是无级调压，两个电压级别之间的电压差距小，可照明灯具的调光可精确控制。本实施例应用隧道照明照度自动跟踪技术，针对解决隧道这一特殊照明应用环境而设计。由于隧道内部与外部道路不同，隧道照明中必须考虑某些特殊的视觉现象，为了对隧道照明进行优化设计，就有必要先了解些基本的视觉问题:进入隧道前(白天):由于隧道内外的亮度差别极大，因此从隧道外部去看，照明很不充分的隧道入口会看到“黑洞”现象。进入隧道后(白天):汽车由明亮的外部进入即使不太暗的隧道以后，要经过一定时间才能看清隧道内部的情况，这称为“适应滞后”现象。隧道出口处:在白天，汽车穿过较长的隧道接近出口时，由于通过出口看到的外部亮度极高，出口看上去是个“亮洞”，会出现极强的眩光，驾驶员感到极不适应；夜间与白天正好相反，隧道出口看到的不是亮洞而是黑洞，这样驾驶员就看不清外部道路的线型及路上的障碍物。以上这几种特殊的视觉问题给隧道照明提出了较高的要求。有效解决这些视觉问题，可从以下几方面着手。如图2所示，隧道照明的设置，可划分引入段、适应段、过渡段、基本段和出口段等五个区段照明，其每个区段照明的作用是:弓丨入段:消除“黑洞”现象，使驾驶员在洞口处能辨认障碍物；适应段:进入隧道后，驾驶员能很快适应并消除“黑洞”现象；[0046]过渡段:驾驶员逐渐适应隧道内部照明；基本段:隧道内部基本照明。出口段:在白天，是驾驶员能逐渐适应出口处的强光，消除“黑洞”现象；在夜间，使驾驶员能在洞内看清外部道路的线型及路上的障碍物，消除出口处的“黑洞”现象。隧道照明的设计亮度以白天和夜间两种不同情况来确定，白天照明的隧道，其照明区段的划分和路面最低亮度所示如同照明渐变梯度图。本实施例的可适应隧道环境光的无级调压节能照明装置属于单相供电运作，通过简单的并联三个装置可实现三相供电运作，每相独立控制，并且每相都带有独立的光感探头，能根据隧道外面的环境光照度自动跟踪调节输出电压，多台可适应隧道环境光的无级调压节能照明装置并联输出可以形成多个引入照明段、适应照明段、过渡照明段、基本照明段和出口照明段，根据每个路段的外部环境光照度自动跟踪调节让整条隧道照明形成无缝衔接；保证驾驶员在隧道能够安全顺畅的行驶。具体的构成一种可自适应隧道环境光的无级调压节能照明系统，其包括多个本实施例的可自适应隧道环境光的无级调压节能照明装置，隧道的引入段、适应段、过渡段、基本段、出口段分别安装有所述可自适应隧道环境光的无级调压节能照明装置的照明光源。本装置可针对负载大小自由选择单相节能控制或并联成三相控制，安装、使用方便，灵活搭配，适用各种使用环境，对旧有的工程项目只需作简单的安装调整即可升级到现有方案；旧有的技术对负载类型有限制，如电磁自藕变压器抽头、SCR切换产品是突变式调压调光，对城市道路照明的HID灯有灭灯现象，调光无法精确控制，可控硅调压产品只适用于感性负载的灯具等；对比之下，本实用新型可广泛适用于各类负载灯具，满足多元化照明和国家强制的电容补偿要求。本实用新型容易更换和维护，对于三相控制的工程，如其中一相的装置出现故障，并且无法立即维修使用，用户可把故障装置拆下来，更换上一个可用的装置与原有的其它两相控制装置组合继续正常使用，与旧有的技术产品相比，本实用新型在工程应用中有着施工简单快捷，维护成本费用低等诸多优点。对于本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及变形，而所有的这些改变以及变形都应该属于本实用新型权利要求的保护范围之内。
权利要求1.可自适应隧道环境光的无级调压节能照明装置，其特征在于，包括依次电性连接的光感探头、微处理器、脉宽调制驱动模块、功率调节器以及照明光源，光感应探头安装在隧道口外，照明光源安装在隧道内。
2.如权利要求1所述的可自适应隧道环境光的无级调压节能照明装置，其特征在于，还包括用于对外接电源进行调压、稳压、滤波整流的电源调整模块，电源调整模块与微处理器电性连接。
3.如权利要求1所述的可自适应隧道环境光的无级调压节能照明装置，其特征在于，还包括通信模块，通信模块与微处理器电性连接。
4.如权利要求1所述的可自适应隧道环境光的无级调压节能照明装置，其特征在于，还包括人机界面，人机界面与微处理器电性连接。
5.如权利要求1所述的可自适应隧道环境光的无级调压节能照明装置，其特征在于，还包括电压采样整流滤波电路、电流采样整流滤波电路、模数转换电路，电压采用整流滤波电路、电流采样整流滤波电路均电性连接在功率调节器与照明光源之间，电压采用整流滤波电路、电流采样整流滤波电路均通过模数转换电路与微处理器电性连接。
6.如权利要求1所述的可自适应隧道环境光的无级调压节能照明装置，其特征在于，还包括用于检测功率调节器的工作温度的温度检测电路和用于降低功率调节器的工作温度的风扇，温度检测电路、风扇均与微处理器电性连接。
7.可自适应隧道环境光的无级调压节能照明系统，其特征在于，包括多个如权利要求1-6任一项所述的可自适应隧道环境光的无级调压节能照明装置，隧道的引入段、适应段、过渡段、基本段、出口段分别安装有所述可自适应隧道环境光的无级调压节能照明装置的照明光源。
专利摘要本实用新型涉及可自适应隧道环境光的无级调压节能照明装置及系统。所述可自适应隧道环境光的无级调压节能照明装置包括依次电性连接的光感探头、微处理器、脉宽调制驱动模块、功率调节器以及照明光源，光感应探头安装在隧道口外，照明光源安装在隧道内。本实用新型对工作电流不会产生电磁干扰，并且电流是在整个正弦波周期内流过微处理器、功率调节器等控制器件的，实现电能的利用效率高，更节能，更环保等优点。
文档编号H05B37/02GK202998566SQ20122060219
公开日2013年6月12日 申请日期2012年11月14日 优先权日2012年11月14日
发明者黄金生 申请人:广州保瓦电子科技有限公司