专利名称：一种路灯电子智能镇流器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于电力电子应用技术及节能技术领域，具体涉及一种多功能路灯电子智能镇流器。
背景技术：
目前，高压钠灯已越来越广泛的应用于市政道路、高速公路、桥梁、隧道、园林、码头、观光景灯、体育广场、游乐场所、广告灯箱等公共照明环境，同时各种智能路灯节能电子镇流器也越来越多的代替传统的电感镇流器被用来和高压钠灯配套使用。由于高压钠灯和与其配套的镇流器主要应用于室外和漏天场合，复杂的周边环境和恶劣天气使得高压钠灯灯管老化现象越来越严重，再加上各灯管厂家制造工艺和技术水平的差异，使得灯管老化和同一规格下各灯管间消耗的功率偏差非常大。由此带来的一些直接现象就是:有些灯经常不能正常启辉工作，或者有些灯虽然都能正常点亮，但彼此间消耗的功率偏差很大，一排灯看上去有“忽明忽暗”的感觉，照明系统的一致性无法保证。而目前使用的各种节能电子镇流器普遍存在缺乏有效的启辉检测措施，以有效保证系统照明的一致性，大大限制和阻碍了路灯节能电子智能镇流器的推广和使用。因此，现有技术存在缺陷，需要改进。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种多功能路灯电子智能镇流器。具有节能、调光的特点，同时增加了启辉检测和恒定功率控制功能，能应对各种突发的启辉异常和灯管因为老化和工艺等原因带来的功率偏差等异常情况。本实用新型的技术方案如下:一种路灯电子智能镇流器，其中，包括电源单元，与电源单元相连接的单片机控制单元，与所述单片机控制单元相连接的供电单元；与所述供电单元相连接的钠灯；所述供电单元，包括半桥逆变单元、与所述半桥逆变单元连接的启辉控制和镇流单元；所述单片机控制单元，还连接有多次启辉单元、恒定功率单元、PWM智能调光单元。所述的路灯电子智能镇流器，其中，还包括所述多次启辉单元、恒定功率单元和所述PWM智能调光单元以及和它们相连接的输出控制模块；所述多次启辉单元根据直流母线电流检测单元发出的电流信号判断是否启辉成功，并发送相应指令到所述输出控制模块；所述恒定功率单元检测和计算功率值并发送相应指令到所述输出控制模块；所述PWM智能调光单元根据预定频率发送相应指令到所述输出控制模块。所述的路灯电子智能镇流器，其中，还包括功率因数校正单元，设置于所述电源单元与所述供电单元之间，用于控制输入电流的总谐波失真THD在预定范围。所述的路灯电子智能镇流器，其中，所述半桥逆变单元的输入端与所述功率因数校正单元的输出端相连接，并受控于所述PWM智调光单元；所述启辉控制单元在通电瞬间由升压变压器产生起辉高压，将灯管启辉；所述半桥逆变单元的中点输出的高频方波电压在灯管启辉后经镇流单元提供灯管稳定工作的工作电流。所述的路灯电子智能镇流器，其中，所述启辉控制镇流单元核心为升压变压器及高频镇流电感。所述的路灯电子智能镇流器，其中，所述供电单元还连接驱动控制单元，所述驱动控制单元输入端连接所述单片机控制单元的输出端，所述驱动控制单元的输出端连接所述半桥逆变单元的控制端，用于将接收到所述PWM智能调光单元中的PWM信号转换成所述半桥逆变单元的驱动信号。所述的路灯电子智能镇流器，其中，所述驱动控制单元还连接受控于PWM控制单
J Li ο所述的路灯电子智能镇流器，其中，所述半桥逆变单元的驱动信号驱动功率MOSFET管的栅极。所述的路灯电子智能镇流器，其中，所述电源单元设置单相不控整流桥和与之并联的滤波电容。所述的路灯电子智能镇流器，其中，所述单片机控制单元还连接有电流互感器及指示灯。采用上述方案，本实用新型不仅解决了现有技术存在的问题，而且明显具有以下优势:1、多次启辉，全自动控制，无须人工干预。多功能路灯电子智能镇流器得电，产生启辉高压后，30秒内单片机自动检测直流母线电流，判断钠灯灯管是否启辉成功，如果灯管启辉成功，镇流器进入正常工作状态，如果启辉发生异常，单片机自动关闭输出，5分钟后进行第2次启辉，单片机继续检测直流母线电流进行第2次启辉判断，如此循环3次，3次以后如果还没有启辉成功，镇流器默认灯管异常，关闭输出，自动进入保护状态，保证镇流器不会因为启辉问题而造成损坏，极大的提高了智能路灯节能电子镇流器的使用寿命。 2、恒定功率控制，多功能路灯电子智能镇流器得电，正常工作以后，单片机控制单元适时检测和计算当前灯具消耗的功率值并和单片机预设的功率值比较，通过改变逆变频率的方法，改变镇流电感的电抗阻值，达到稳定功率的目标，保证镇流器不会因为配套灯管本身的差异和老化等原因造成功率偏差，极大的提高了照明系统的稳定性和一致性，有效的延长了智能路灯节能电子镇流器的使用寿命。3、智能调光，镇流器工作到半夜以后，路上行人稀少，程序可根据设定时间自动进行调光控制，降低功率消耗，经测试，本实用新型镇流器可以实现节电50%以上。
图1是本实用新型整体结构示意图；图2是本实用新型实施例的半桥逆变部分电路示意图；图3本实用新型实施例的单片机控制电路示意具体实施方式
以下结合附图和具体实施例，对本实用新型进行详细说明。实施例1如图1-3所示，本实用新型，包括具有多次启辉功能和恒定功率控制与PWM调光功能相结合的单片机控制单元、驱动控制单元、供电单元及电源单元。[0029]单片机控制单元，包括启辉判断模块和恒定功率控制模块与PWM调光模块以及与它们相连接的输出控制模块。启辉判断模块根据直流母线电流检测单元发出的电流信号进行启辉判断，正常启辉时，输出控制模块发出正常工作指令，当出现启辉异常时，输出控制模块发出异常启辉指令，单片机控制单元进入多次启辉状态，当出现多次启辉不成功时，输出控制模块关闭输出，进入异常保护状态。输出控制模块同时受恒定功率控制模块与PWM调光模块相结合的模式控制，恒定功率控制时，灯具的消耗功率被控制在程序设定的最大值，PWM调光时，按照程序设定的要求改变逆变频率，达到节能调光的目的。单片机控制电路中单片机还与电流互感器相连，并连接有指示灯，便于根据工作人员操作。驱动控制单元，可以单独设置也可集成在供电单元中，所述驱动控制单元的输入端接单片机控制单元的输出端，所述驱动控制单元的输出端接半桥逆变单元的控制端。所述驱动控制单元把接收到的单片机控制单元的PWM信号转换成半桥逆变单元的驱动信号。电源单元，包括单相不控整流桥模块和与之并联的滤波电容模块，把输入的220V工频交流电转换成脉动的直流电。多功能路灯电子智能镇流器还包括功率因数校正单元，经电源单元出来的脉动的直流电，通过功率因数校正单元使输入电流的平均值基本上按输入电压的正弦波形变化，功率因数可以达到0.99以上，输入电流的总谐波失真THD在3% 10%。供电单元包括半桥逆变单元、启辉控制单元和镇流单元。所述半桥逆变单元的直流侧输入端接功率因数校正单元的输出端，所述半桥逆变单元的驱动由单片机控制单元在判断启辉成功后输出两路PWM信号经PWM驱动芯片转换成功率PWM驱动信号驱动功率MOSFET管的栅极，所述启辉控制单元在通电瞬间由升压变压器产生起辉高压，将灯管启辉；所述半桥逆变单元的中点输出的高频方波电压在灯管启辉后经镇流单元提供灯管稳定工作的工作电流。所述启辉控制单元核心由升压变压器构成，所述高频电子镇流单元由高频镇流电感构成，该镇流电感与高压钠灯串联后连接在升压变压器的副边输出侧。本实用新型整个工作过程是这样的:交流电源经过电源单元后得到脉动的直流电，此直流电经过功率因数校正单元后，得到高功率因数的直流电，该直流电经过由单片机控制单兀驱动的供电单兀广生闻频闻压的方波，最后通过启辉电路将灯点売，并由闻频电子镇流电路提供灯管稳定的工作电流。直流母线电流检测单元在每次启辉后通过检测功率因数校正单元后的直流母线电压，送单片机控制单元判断是否启辉成功，确保镇流器启辉正常，否则单片机自动关闭输出，进入保护状态，确保镇流器的安全。单片机控制单元适时检测和计算当前灯具消耗的功率值并和单片机预设的功率值比较，通过改变逆变频率的方法，改变镇流电感的电抗阻值，达到稳定功率的目标。到了单片机设置的下一个时间段，通过调节逆变器输出频率，实现调节钠灯电流，达到了控制钠灯电流节能、调光的目的，最终实现节能。实施例2在上述实施例的基础上，如图1至图3所示，一种路灯电子智能镇流器，其中，包括电源单元，与电源单元相连接的单片机控制单元，与所述单片机控制单元相连接的供电单元；与所述供电单元相连接的钠灯；所述供电单元，包括半桥逆变单元、与所述半桥逆变单元连接的启辉控制和镇流单元；所述单片机控制单元，还连接有多次启辉单元、恒定功率单元、PWM智能调光单元。上述实施中，进一步，还包括与所述多次启辉单元、恒定功率单元和所述PWM智能调光单元相连接的输出控制模块；所述多次启辉单元根据直流母线电流检测单元发出的电流信号判断是否启辉成功，并发送相应指令到所述输出控制模块；所述恒定功率单元检测和计算功率值并发送相应指令到所述输出控制模块；所述PWM智能调光单元根据预定频率发送相应指令到所述输出控制模块。上述实施中，进一步，还包括功率因数校正单元，设置于所述电源单元及与所述供电单元之间，用于控制输入电流的总谐波失真THD在预定范围。上述实施中，进一步，所述半桥逆变单元的输入端与所述功率因数校正单元的输出端，并受控于所述PWM智调光单元；所述启辉控制单元在通电瞬间由升压变压器产生起辉高压，将灯管启辉；所述半桥逆变单元的中点输出的高频方波电压在灯管启辉后经镇流单元提供灯管稳定工作的工作电流。上述实施中，进一步，所述启辉控制镇流单元核心为升压变压器及高频镇流电感。上述实施中，进一步，所述供电单元还连接驱动控制单元，所述驱动控制单元输入端连接所述单片机控制单元的输出端，所述驱动控制单元的输出端连接所述半桥逆变单元的控制端，用于将接收到所述PWM智能调光单元中的PWM信号转换成所述半桥逆变单元的驱动信号。上述实施中，进一步，所述驱动控制单元还连接受控于PWM控制单元。上述实施中，进一步，所述半桥逆变单元的驱动信号驱动功率MOSFET管的栅极。上述实施中，进一步，所述电源单元设置单相不控整流桥和与之并联的滤波电容。上述实施中，进一步，所述单片机控制单元还连接有电流互感器及指示灯。应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。
权利要求1.一种路灯电子智能镇流器，其特征在于，包括电源单元，与电源单元相连接的单片机控制单元，与所述单片机控制单元相连接的供电单元；与所述供电单元相连接的钠灯；所述供电单元，包括半桥逆变单元、与所述半桥逆变单元连接的启辉控制单元和镇流单元；所述单片机控制单元，还连接有根据直流母线电流检测单元发出的电流信号判断是否启辉成功的多次启辉单元、检测和计算功率值的恒定功率单元、根据预定频率发送相应指令的PWM智能调光单元。
2.如权利要求1所述的路灯电子智能镇流器，其特征在于，还包括与所述多次启辉单元、所述恒定功率单元和所述PWM智能调光单元相连接的输出控制模块。
3.如权利要求2所述的路灯电子智能镇流器，其特征在于，还包括控制输入电流的总谐波失真THD在预定范围的功率因数校正单元，设置于所述电源单元与所述供电单元之间。
4.如权利要求3所述的路灯电子智能镇流器，其特征在于，同时受控于所述PWM智调光单元的所述半桥逆变单元的输入端与所述功率因数校正单元的输出端相连接。
5.如权利要求4所述的路灯电子智能镇流器，其特征在于，所述启辉控制单元为升压变压器；所述镇流单元为高频镇流电感。
6.如权利要求5所述的路灯电子智能镇流器，其特征在于，所述供电单元还连接将接收到所述PWM智能调光单元中的PWM信号转换成所述半桥逆变单元的驱动信号的驱动控制单元，所述驱动控制单元输入端连接所述单片机控制单元的输出端，所述驱动控制单元的输出端连接所述半桥逆变单元的控制端。
7.如权利要求6所述的路灯电子智能镇流器，其特征在于，所述驱动控制单元还连接受控于PWM控制单元。
8.如权利要求7所述的路灯电子智能镇流器，其特征在于，所述半桥逆变单元的驱动信号驱动功率MOSFET管的栅极。
9.如权利要求8所述的路灯电子智能镇流器，其特征在于，所述电源单元设置单相不控整流桥和与之并联的滤波电容。
10.如权利要求9所述的路灯电子智能镇流器，其特征在于，所述单片机控制单元还连接有电流互感器及指示灯。
专利摘要一种路灯电子智能镇流器，包括电源单元，与电源单元相连接的单片机控制单元，与所述单片机控制单元相连接的供电单元；与所述供电单元相连接的钠灯；所述供电单元，包括半桥逆变单元、与所述半桥逆变单元连接的启辉控制和镇流单元；所述单片机控制单元，还连接有多次启辉单元、恒定功率单元、PWM智能调光单元。采用本实用新型的技术方案可以实现多次启辉，全自动控制，无须人工干预及智能调光的技术效果。
文档编号H05B41/36GK203086833SQ20122063654
公开日2013年7月24日 申请日期2012年11月28日 优先权日2012年11月28日
发明者韩慈, 梅红明, 孙江伟 申请人:张家港智能电力研究院有限公司