专利名称：路灯节电电子定时开关装置的制作方法
技术领域：
本实用新型是关于路灯节电的电子定时开关装置。
城市街道的夜间照明，一般是采用全黑夜照明的控制方式，路灯的供电控制装置集中在城市中的各个变电站、调度所等供电管理部门。路灯的供电线路与各个灯杆上的路灯之间均无开关控制，在夜间路灯均是彻夜通明。每当夜深人静道路上的行人、车辆都大大减少、有时甚至是阒无一人。这时若乃让全部的路灯点亮，不仅路灯的使用效率较低，而且电能的浪费也很大。当然，这时若将路灯全部关熄，不仅会给行人及车辆等交通带来许多不便，而且也会影响到城市的安全。为了解决上述问题，达到既不影响交通和安全，又利于节约用电的目的，现有的路灯节电控制装置有用光电自动开关和机械定时器组成的，也有用变压器、功率硅整流二极管、继电器等组成的自动开关装置，如由科学技术文献出版社出版的《节约能源1000例》一书中的第一辑，第124页至第125页所介绍的路灯节电控制装置等都是采用集中控制方式控制部分路灯在深夜关闭。应用这些现有技术需要对现有的路灯供线路进行改造，至少需将全黑夜照明的长明灯，与深夜时为熄灭状态的短明灯分开供电。
本实用新型的目的是提供一种与现有技术的路灯节电控制开关装置相比较，更为简单，更为节省投资，使用更为方便的路灯节电电子定时开关装置，使用本实用新型的路灯节电电子定时开关装置，可直接安装在路灯的灯杆上，连接在路灯与路灯供电线路之间，而不需将长明灯与短明灯分开供电。
本实用新型所论及的路灯节电电子定时开关装置的特征是
在由一具有振荡器的振荡频率可变的可编程数字延迟定时集成电路片，一多谐振荡器，一含有具有负电阻温度系数特性的热敏电阻的RC串联网络，一交流电子开关及其驱动电路和一组直流电源电路组成的路灯节电电子定时开关装置中，利用上述热敏电阻的负电阻温度系数特性，使上述振荡频率可变的可编程数字延迟定时集成电路片内的振荡器的振荡频率随季节变化而改变的气候温度的变化而改变，并配合可编程数字延迟定时集成电路片，多谐振荡器和交流电子开关的驱动电路，控制交流电子开关的导通和关断，以此控制与此交流电子开关串联连接的路灯在深夜二十三时以后自动熄灭，并在次日凌晨四时前后又自动点亮，实现减少路灯在深夜时的耗电量，达到节约用电的效果。
本实用新型的实施情况现在通过一个例子并参考以下附图进行说明
图1是本实用新型的路灯节电电子定时开关装置的优先选用实施例的电路原理图，并将此路灯节电电子定时开关装置的电路原理图称为电路［30］。
电路［30］包括有一具有振荡器的振荡频率可变的可编程数字延迟定时集成电路片［21］；以下简称此可编程数字延迟定时集成电路片为电路［21］，它可以是MOS类的数字集成电路片，如本实施例中选用的美国LSI计算机系统有限公司(LSI Compter System Inc.)制造的LS7210可编程数字延迟定时集成电路片就是一种MOS类的数字集成电路片，它的14个封装引出线分别是二个方式选择输入端［1］和［2］，一个触发输入端［3］，一个时钟选择控制端［4］，一个振荡器输入端［5］，一个外部时钟输入端［6］，五个二进制加权系数输入端［8］、［9］、［10］、［11］及［12］，一个输出端［13］和电源输入端［14］、地线端［7］。
电路［21］的二个方式选择输入端［1］、［2］连接到电源端VDDi呈逻辑“1”电平；以此选择电路［21］为双延迟工作方式，触发输入端［3］经节点A与时钟选择控制端［4］相连接，并经节点B与输出端［13］、电阻R1及反相器［22］的输入端［15］相连接，电阻R1为输出端［13］的提拉电阻，它使电路［21］的输出端［13］以电压信号驱动反相器［22］的输入端［15］和对触发输入端［3］、时钟选择控制端［4］进行电压反馈控制，当输出端［13］为高电平、即为逻辑“1”状态时，时钟选择控制端［4］也将为逻辑“1”状态，这时电路［21］以外部时钟输入端［6］的脉冲信号作为电路［21］的延迟计时时钟；当时钟选择控制端［4］为低电平、即为逻辑“0”电平时，电路［21］选择其内部的振荡器作为其延迟计时时钟，延迟时间从触发输入端［3］的逻辑状发变化之后的计时时钟的上升沿处开始计时，当触发输入端［3］由逻辑“0”逻辑状态变成逻辑“1”状态，并经事先设置的延迟时间后，电路［21］的输出端［13］将变为逻辑“0”状态，即为开路状态；当触发输入端［3］由逻辑“1”状态变成逻辑“0”状态，并经事先设置的延迟时间之后，电路［21］的输出端［13］将变成逻辑“1”状态，即为导通状态，触发输入端［3］的触发信号经电路［21］内部传输到输出端［13］的延迟时间T可由称之为公式［1］的公式T＝(1＋1023×N)／F［1］确定，其中F表示电路［21］内部振荡器的振荡频率或是电路［21］的外部时钟输入端［6］的时钟频率，N表示电路［21］的二进制加权系数输入端［8］、［9］、［10］、［11］和［12］的加权系数值的和，用由称之为公式［2］的公式表示N＝N1＋2×N2＋4×N3＋8×N4＋16×N5 ［2］公式［2］中N1、N2、N3、N4、N5分别是电路［21］的二进制加权系数输入端［12］、［11］、［10］、［9］、［8］的加权值，当加权系数输入端［8］、［9］、［10］、［11］、［12］连接到电源的VDD端时，则其加权值为数值0；当加权系数输入端［8］、［9］、［10］、［11］、［12］连接到地线时，则其加权值为数值1，在电路［30］中加权系数输入端［8］、［12］与电源的VDD端相连接，加权系数输入端［9］、［10］、［11］与地线相连接，则其加权系数值的和为N＝14。
电路［30］还包括由具有负电阻温度系数的热敏电阻RT、电阻R2和电容C1相串联而构成的RC网络，将RC网络中的电容C1的一端与电源的VDD端相连接、另一端与电阻R2的一端相连接，电阻R2的另一端与热敏电阻RT的一端相连接，热敏电阻RT的另一端与地线相连接，并从电容C1与电阻R2相连接的节点C处连接到电路［21］的振荡器输入端［5］，利用RC网络中的热敏电阻RT的负电阻温度系数特性，使热敏电阻RT的电阻值随气候温度的升高而减小；或是随气候温度的降低而增大，以此使电路［21］内部的振荡器的振荡频率随季节变化的气候温度的变化而改变，从而使电路［30］在以电路［21］的振荡器为延迟计时时钟时，延迟时间T可随季节的改变而改变，而使电路［30］中的交流电子开关BCR的导通时间随季节的变化而得到调节，满足电路［30］所控制的路灯RL在夜间二十三时以后关熄，而不受季节变化的影响。
电路［30］还包括由反相器［23］、［24］和［25］与电阻R3、电容C2构成的多谐振荡器，它由反相器［23］的输出端［17］与反相器［24］的输入端［18］相连接，反相器［23］的输入端［27］与反相器［25］的输入端［20］相连接，反相器［25］的输出端［26］与电路［21］的外部时钟输入端［6］相连接，电阻R3的一端与反相器［23］的输出端［17］连接，另一端与电容C2的一端相连接，电容C2的另一端与反相器［24］输出端［19］相连接，反相器［23］的输入端［27］与电阻R3和电容C2相连接的节点D处相连接，它的作用是为电路［21］的时钟输入端［6］提供方波脉冲的时钟信号，其时钟频率F2可由公式［3］确定F2＝2.2×R3×C2［3］电路［30］还包括电容C3、电阻R4稳压二极管DW及整流二极管D2和电解电容C4组成的直流电源电路，它的交流输入端［28］与路灯供电线路的相线相连接，交流输入端［29］与供电线路的零线相连接，直流输出端VDD将向电路［30］提供＋12伏的直流电源。
电路［30］的工作过程可结合附图予以说明当夜间来临路灯线路接通市电后，电路［30］的直流电源也随即接通，电路［30］中的多谐振荡器自激起振，在反相器［25］的输出端［26］输出方波脉冲时钟信号，此方波脉冲时钟信号输入到电路［21］的外部时钟输入端［6］作为电路［21］的外部时钟信号，当电路［30］的的接通时，电路［21］的输出端［13］为开路状态，电阻R1无电流流过，这时节点B处及触发输入端［3］、时钟选择控制端［4］为逻辑“0”状态，于是反相器［22］输出端［16］为逻辑“1”状态，触发二极管D1导通、并驱动交流电子开关BCR导通，于是路灯RL被接通电源而点亮，与此同时，电路［21］将在外部时钟输入端［6］的时钟由脉冲的上升时，开始以电路［21］内部的振荡器作为计时时钟进行延迟计时，电路［21］的输出端［13］由开路转变为导通的延迟时间T1，将由电路［21］内部振荡器的振荡频率F1确定，并满足T1＝14323／F1(秒)，由于振荡器的振荡频率F1随与振荡器输入端［5］连接的RC网络中热敏电阻RT的电阻值的变化而改变，热敏电阻RT的电阻值随季节变化的气候温度的变化而改变，因而振荡频率F1和延迟时间T1也将随季节的变化而得到调节。
在电路［21］经过T1的延迟时间后，随即在外部时钟上升沿时，输出端［13］将由开路转变为导通状态，节点B处由逻辑“0”状态转变为逻辑“1”状态，触发输入端［3］、时钟选择控制端［4］也随即由逻辑“0”状态转变为逻辑“1”状态，反相器［22］的输出端［16］由逻辑“1”状态转变为逻辑“0”状态，并经触发二极管D1驱动使交流电子开关BCR关断，路灯RL被切断电源而熄灭，与此同时电路［21］将在外部时钟输入端［6］的时钟脉冲的上升时，开始以外部时钟输入端［6］的时钟脉冲信号进行延迟计时，电路［21］的输出端［13］由导通转变为关断的延迟时间T2，将由时钟输入端［6］的时钟脉冲信号的频率F2确定，并满足T2＝14323／F2(秒)，电路［21］经过T2的延迟时间后，输出端［13］将由导通状态转变为开路状态，节点B处也变为逻辑“0”状态，而且与节点B相连接的触发输入端［3］、时钟选择控制端［4］也变为逻辑“0”状态，反相器［22］的输出端［16］变为逻辑“1”状态，并经触发二极管D1驱动交流电子开关BCR导通，路灯RL再次点亮，直至清晨路灯线路中断供电为止。若适当选取电阻R3及电容C2的参数，以满足多谐振荡器的振荡频率F2为1Hz时，电路［30］可使得路灯RL在夜间熄灭时间达4小时。
在本实用新型的优先选用的实施例中，热敏电阻RT在气候温度为摄氏25℃时，具有500千欧的电阻值，负(4－6)％的电阻温度系数，电阻R2＝1000千欧，电容C1＝1微法，电阻R3＝2200千欧，电容C2＝0.22微法，电阻R1＝47千欧，电阻R4＝3.3千欧，电容C3＝0.47微法／400伏，电容C4＝100微法／25伏，反相器［22］、［23］、［24］、［25］可用CMOS集成电路片，直流电源VDD＝12伏，交流电子开关BCR可根据所控制的路灯负载情况而选取。
本实用新型的另一个特点是可以直接安装在路灯的灯杆上，串联在所控制地路灯与路灯供电线路之间，而不需将长明灯与短明灯分开供电。
权利要求一种路灯节电电子定时开关装置，由一片具有振荡器的振荡频率可变的可编程数字延迟定时集成电路21，与由反相器23、24、25和电阻R3、电容C2构成的多谐振荡器，以及含有具有负电阻温度系数特性的热敏电阻RT和电阻R2、电容C1构成的RC串联网络，交流电子开关BCR以及由电阻R1、反相器22、触发二极管D1构成的交流电子开关BCR的驱动电路和由电阻R4、电容C3、C4和二极管D3、D4构成的直流电源电路所构成，其中可编程数字延迟定时集成电路21的输出端13与时钟选择控制端4、触发信号输入端3和反相器22的输入端15以及电阻R1的一端相连接，电阻R1的另一端接地，反相器22的输出端16与触发二极管D1的一端相连接，触发二极管D1的另一端与交流电子开关BCR的控制端相连接，可编程数字延迟定时集成电路21的方式选择输入端1和2以及二进制加权系数输入端8和12与电源的VDD端相连接，二进制加权系数输入端9、10、11与地线相连接，反相器23的输出端17与反相器24的输入端18以及电阻R3的一端相连接，反相器24的输出端19与电容C2的一端相连接，而另一端则与电阻R3的另一端以及反相器23、25的输入端27和25相连接，反相器25的输出端26与可编程数字延迟定时集成电路21的外部时钟输入端6相连接，交流电子开关BCR与路灯RL相串联，连接在路灯的电源28和地线之间，电容C3的一端与路灯电源28相连接，另一端与电阻R4、稳压二极管D2相串联，稳压二极管D2的正极接地，二极管D3的正极与稳压二极管D2的负极相连接，电容C4的负极与地线相连接，电容C4的正极与二极管D3的负极相连接，其接点构成电源的VDD端，其特征是RC串联网络中电容C1的一端与电源的VDD端相连接，另一端与电阻R2的一端和可编程数字延迟定时集成电路21的振荡器输入端5相连接，电阻R2的另一端与热敏电阻RT的一端相连接，热敏电阻RT的另一端与地线相连接，故当热敏电阻RT的电阻值随季节变化的气候温度的变化而改变时，可编程数字延迟定时集成电路21内的振荡器的振荡频率和由可编程数字延迟定时集成电路21的输出端13所控制的交流电子开关BCR的导通时间随之改变，以使路灯RL在不同的季节都能在深夜二十三时以后自动熄灭。
专利摘要本实用新型的路灯节电电子定时开关装置的特征是在由振荡器频率可变的可编程数字延迟定时器，具有负电阻温度系数的热敏电阻，交流电子开关等组成的路灯节电电子定时开关装置中，利用热敏电阻的负温度电阻系数特性，使可编程延迟定时器的振荡器的振荡频率随季节变化的气候温度的改变而改变，从而使路灯节电电子定时开关装置所控制的路灯在深夜二十三时以后自动熄灭，并在次日凌晨四时前后又自动点亮，达到节约用电的目的。
文档编号H05B37/02GK2086960SQ9020429
公开日1991年10月16日 申请日期1990年4月5日 优先权日1990年4月5日
发明者葛中强 申请人:葛中强