节能电源和节能电源系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种节能电源和节能电源系统。该节能电源包括：功率调节电路，具有第一输入端和第一输出端，第一输入端用于连接供电电路的输入端，功率调节电路用于调节供电电路上的电压；控制电路，具有第二输入端和第二输出端，第二输入端与第一输出端相连接，第二输出端用于连接供电电路的输出端，控制电路用于控制功率调节电路对供电电路上的电压进行调节；以及开关电源，与控制电路相连接，用于为控制电路提供电能。通过本实用新型，解决了相关技术中在控制电路节能时，无法对高频大功率带载电路进行精确调压的问题。
【专利说明】节能电源和节能电源系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电力系统领域，具体而言，涉及一种节能电源和节能电源系统。
【背景技术】
[0002]随着全国用电量及电力负荷增长较快，每年有多个地方出现不同程度的缺电甚至拉闸限电现象。据统计，全世界照明用电消耗全部发电量的30%左右，因此节约照明用电对节能减排，低碳环保具有重要意义。而大功率带载调节一直以来是国际性技术难题，目前，照明节能的方案有直接节能和间接节能。直接节能指将原来耗能高的灯具替换为节能灯具，如[￡0灯、节能灯、无极灯等；间接节能指在不改变原有灯具的情况下，通过在线路上增加节能控制器或节电设备来达到节能的目的。
[0003]现有技术中，变压器类节电装置是目前市场上的主流装置，照明节能改造目前多用此类装置。变压器类的节电装置具体分为以下几类:
[0004]现有技术中，为节约电能，有变压器节电装置:电磁自耦变压器固定抽头机械切换装置:体积大而笨重，工作时无法进行有载调压调光，节电率固定，照度无法控制，出现照度和需求倒置的现象；电磁自稱变压器抽头可控娃(81110011 00111:1-0116(1 0601:11161'，简称为300切换装置:体积大笨重突变式调压调光，对城市道路照明的010灯有灭灯现象，调光无法精确控制，由于多30？开关切换时有共态导通，所以故障率高；电磁自耦变压器无级碳刷切换装置:体积大而笨重，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；电磁感应变压器电机伺服无极碳刷调压装置:体积大笨重，效率低，噪音大。此类节电装置节电不节钱，灯具寿命短，换灯成本和工程费高，且开灯就降压，和无法按需照明，如需要照明时灯光暗，下半夜电压高，不需要照明时，灯光反而更亮。此类节电装置不符合环保和可持续发展，耗用大量稀有铜材和矽钢，被盗和破坏严重，同时大量使用将导致环境污染和能源浪费。
[0005]30？控制装置有30？可控硅调节器:输入电流谐波大，污染电网，输出电压畸变严重，产生电磁干扰，无法满足电磁兼容要求，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。3(?单灯节电器以及3(?集中控制节电器对纯电感照明系统的节能控制比较稳定，电压有效值能够实现实时分时段平滑调节，能够做到模块化体积小嵌入式控制，但其采用的电感镇流器要求灯具电容就地补偿或集中补偿，30？节能产品无法适应容性负载，电容对30？突然导通产生的大量低次谐波形成电源短路，电流过零无法判别，造成30？过流损坏。
[0006]针对相关技术中在控制电路节能时，无法对闻频大功率带载电路进行精确调压的问题，目如尚未提出有效的解决方案。
实用新型内容
[0007]本实用新型的主要目的在于提供一种节能电源和节能电源系统，以解决在控制电路节能时，无法对高频大功率带载电路进行精确调压的问题。
[0008]为了实现上述目的，根据本实用新型的一方面，提供了一种节能电源。该节能电源包括:功率调节电路，具有第一输入端和第一输出端，所述第一输入端用于连接供电电路的输入端，所述功率调节电路用于调节所述供电电路上的电压；控制电路，具有第二输入端和第二输出端，所述第二输入端与所述第一输出端相连接，所述第二输出端用于连接所述供电电路的输出端，所述控制电路用于控制所述功率调节电路对所述供电电路上的电压进行调节；以及开关电源，与所述控制电路相连接，用于为所述控制电路提供电能。
[0009]进一步地，所述的节能电源还包括:输入保护电路，与所述第一输入端相连接，用于在所述节能电源过压或者过流时停止向所述供电电路供电。
[0010]进一步地，所述的节能电源还包括:输入滤波电路，与所述第一输入端相连接，用于对所述功率调节电路的输入信号进行滤波处理；和/或输出滤波电路，与所述第一输出端相连接，用于对所述功率调节电路的输出信号进行滤波处理。
[0011]进一步地，所述控制电路包括:第一开关，与所述第一输入端相连接；第二开关，与所述第一输出端相连接；以及第三开关，具有第一端和第二端，所述第一端与所述第一输入端相连接，所述第二端与所述第一输出端相连接，其中，当所述第一开关处在闭合状态，且所述第二开关处在闭合状态时，所述节能电源与所述供电电路为接通状态；当所述第一开关处在断开状态，和/或所述第二开关处在断开状态，以及所述第三开关处在闭合状态时，所述节能电源与所述供电电路为断开状态。
[0012]进一步地，所述控制电路包括:温度检测电路，与所述功率调节电路相连接，用于检测所述功率调节电路的当前温度。
[0013]进一步地，所述控制电路包括:功率驱动电路，与所述功率调节电路相连接，用于驱动所述功率调节电路。
[0014]进一步地，所述控制电路包括:电压采样电路，与所述第一输出端相连接，用于采集所述功率调节电路的电压值；和/或电流采样电路，与所述第一输出端相连接，用于采集所述功率调节电路的电流值。
[0015]进一步地，所述控制电路包括:模/数转换电路，其中，当所述控制电路中设置有所述电压采样电路时，与所述电压采样电路相连接；当所述控制电路中设置有所述电流采样电路时，与所述电流采样电路相连接；当所述控制电路中设置有所述电压采样电路和所述电流采样电路时，与所述电压采样电路和所述电流采样电路相连接。
[0016]进一步地，所述功率调节电路为叩81功率调节模块。
[0017]为了实现上述目的，根据本实用新型的另一方面，提供了一种节能电源系统，该节能电源系统包括:前述的一个或者多个节能电源，分别设置在不同的相线上。
[0018]通过本实用新型，采用功率调节电路，具有第一输入端和第一输出端，第一输入端用于连接供电电路的输入端，功率调节电路用于调节供电电路上的电压；控制电路，具有第二输入端和第二输出端，第二输入端与第一输出端相连接，第二输出端用于连接供电电路的输出端，控制电路用于控制功率调节电路对供电电路上的电压进行调节；以及开关电源，与控制电路相连接，用于为控制电路提供电能，解决了在控制电路节能时，无法对高频大功率带载电路进行精确调压的问题，进而达到了高效节约电能的效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中:
[0020]图1是根据本实用新型实施例的节能电源的结构的示意图；
[0021]图2是根据本实用新型实施例的大功率节能电源的结构的总体框图；以及
[0022]图3是根据本实用新型实施例的节能电源系统的结构的示意图。
【具体实施方式】
[0023]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
[0024]为了使本领域的技术人员更好的理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，在本领域普通技术人员没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型的保护范围。
[0025]需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
[0026]根据本实用新型的实施例，提供了一种节能电源，该节能电源用于对高频大功率带载电路进行精确调压。
[0027]图1是根据本实用新型实施例的节能电源的结构的示意图。如图1所示，该节能电源包括:功率调节电路102、控制电路104和开关电源106。
[0028]功率调节电路102具有第一输入端和第一输出端，其中，第一输入端用于连接供电电路的输入端，功率调节电路102用于调节供电电路上的电压。
[0029]由于功率调节电路102可以调节供电电路上的电压，这样，在将供电电路应用于道路照明系统时，可以调节通过节能电源的功率来达到调节照明装置的亮度的目的，进而可以根据实际需要调节照明装置所消耗的电能，达到节约电能的效果。
[0030]控制电路104具有第二输入端和第二输出端,其中，第二输入端与第一输出端相连接，第二输出端用于连接供电电路的输出端，该控制电路104用于控制功率调节电路102对供电电路上的电压进行调节。通过控制电路104可以使节能电源的信息得以反馈，从而可以根据反馈信息控制功率调节电路102，使节能电源正常地运行。
[0031]开关电源106与控制电路104相连接，该开关电源106用于为控制电路104提供电能。该开关电源106为节能电源内部的电源，在开关电源106开启时，节能电源可以正常工作，在开关电源106断开时，节能电源停止工作。
[0032]通过本实用新型，采用功率调节电路，具有第一输入端和第一输出端，第一输入端用于连接供电电路的输入端，功率调节电路用于调节供电电路上的电压；控制电路，具有第二输入端和第二输出端，第二输入端与第一输出端相连接，第二输出端用于连接供电电路的输出端，控制电路用于控制功率调节电路对供电电路上的电压进行调节；以及开关电源，与控制电路相连接，用于为控制电路提供电能，达到了高效节约电能的效果。
[0033]优选地，在本实用新型实例中，该节能电源还可以包括:输入保护电路。输入保护电路与第一输入端相连接，其用于在节能电源过压或者过流时停止向供电电路供电。在节能电源过压或者过流时，输入保护电路可以停止向供电电路供电从而避免内部器件的损坏。
[0034]优选地，在本实用新型实例中，该节能电源还可以包括:输入滤波电路和/或输出滤波电路。其中，输入滤波电路与第一输入端相连接，其用于对功率调节电路的输入信号进行滤波处理；输出滤波电路与第一输出端相连接，其用于对功率调节电路的输出信号进行滤波处理。滤波处理可以将信号中特定波段频率滤除，以达到抑制和防止干扰信号的效果。
[0035]优选地，在本实用新型实例中，前述控制电路还可以包括:第一开关X1、第二开关1(2和第三开关1(3。
[0036]其中，第一开关1(1与第一输入端相连接；第二开关1(2与第一输出端相连接；以及第三开关具有第一端和第二端，第一端与第一输入端相连接，第二端与第一输出端相连接。其中，前述的三个开关可以按照以下情况控制供电电路的通断:情况1，当第一开关XI处在闭合状态，且第二开关1(2处在闭合状态时，节能电源与供电电路为接通状态；情况2，当第一开关XI处在断开状态，和/或第二开关1(2处在断开状态，以及第三开关1(3处在闭合状态时，节能电源与供电电路为断开状态。
[0037]在情况1中，节能电源与供电电路相接通，供电电路的电流经过功率调节电路，可以使功率调节电路正常运行，从而达到调节功率的大小的效果。如，针对相关技术中在道路照明系统中，上半夜电网负荷重，需要照明时灯光暗，下半夜电压高，不需要照明时，灯光反而更亮，通过本实用新型实施例，节能电源中的功率调节电路可以通过调节功率的大小来控制照明装置的亮度，从而达到节约电能的效果。
[0038]在情况2中，节能电源与供电电路断开，供电电路的电流经过原有的普通电路(如，备用的供电电缆)，此时节能电源不工作，由普通的供电电源为照明装置供电，以防止供电电路中的照明装置熄灭。
[0039]优选地，在本实用新型实例中，前述控制电路还可以包括:温度检测电路。温度检测电路与功率调节电路相连接，其用于检测功率调节电路的当前温度。温度检测电路检测功率调节电路当前的温度之后，反馈温度数据，若温度过高，则断开供电电路，供电电路的电流经过备用的普通电路，使节能电源能继续运行，以防止供电电路中的照明装置熄灭。
[0040]优选地，在本实用新型实例中，该控制电路还可以包括:功率驱动电路。功率驱动电路与功率调节电路相连接，其用于驱动功率调节电路。
[0041]优选地，在本实用新型实例中，前述控制电路还可以包括:电压采样电路和/或电流采样电路。其中，电压采样电路与第一输出端相连接，其用于采集功率调节电路的电压值；电流采样电路与第一输出端相连接，其用于采集功率调节电路的电流值。通过电压采样电路，可以反馈出电压数据，若电压异常，则断开供电电路，供电电路的电流经过备用的普通电路，以防止使供电电路中的照明装置熄灭。通过电流采样电路，可以反馈出电流数据，若电流异常，则断开节能电源，供电电路的电流经过备用的普通电路，以防止使供电电路中的照明装置熄灭。
[0042]优选地，在本实用新型实例中，前述控制电路还可以包括:模/数转换电路。其中，当控制电路中设置有电压采样电路时，模/数转换电路与电压采样电路相连接，通过模/数转换电路，可以把电压采样电路采集的模拟电压信号转换为数字电压信号，以进行分析处理；当控制电路中设置有电流采样电路时，模丨数转换电路与电流采样电路相连接，通过模/数转换电路，可以把电流采样电路的采集的模拟电流信号转换为数字电流信号，以进行分析处理；当控制电路中设置有电压采样电路和电流采样电路时，模/数转换电路与电压采样电路和电流采样电路均相连接，通过模丨数转换电路，可以将电流采样电路采集的模拟电流信号和电压采样电路采集的模拟电压信号分别转换为数字电流信号和数字电压信号，以进行分析处理；
[0043]优选地，在本实用新型实例中，前述功率调节电路可以为叩81功率调节模块，功率调节电路采用大功率1681集成模块，可以实现高频斩波调压和智能调节，它可以将市电直接进行“…-八变换，由于嵌入控制电路中的智能化控制调节脉冲宽度调制$11186^1(11:11 1110(1111211:1011，简称为？丽)控制信号的占空比,进而调节设备输出的电能量幅值。
[0044]通过本实用新型实施例，实现了如下技术效果:在控制电路节能时，对高频大功率带载电路进行精确调压，达到了高效节约电能的效果。
[0045]优选地，如图2所示，该节能电源可以包括:功率调节电路102、控制电路104、开关电源106、输入保护电路108、输入滤波电路110、输出滤波电路112、风扇114、通信模块116、液晶显示器118 (11(1111(1。…旧也邓丨奶，简称为[⑶)和键盘120，以及开关1(1，开关1(2，开关1(3，其中，控制电路104包括:温度检测电路1041、功率驱动电路1042、电压采样电路1043、电流采样电路1044、模/数转换电路1045、单片机1046(311^16也让
'，简称为 3(?)。
[0046]其中，如图2所示，功率调节电路102具有第一输入端与第一输出端，控制电路104具有第二输入端与第二输出端。功率调节电路102的第一输入端与输入滤波电路110相连接，功率调节电路102的第一输出端与输出滤波电路112相连接。当第一输入端与输入滤波电路110相连接时，输入滤波电路110对功率调节电路102的输入信号进行滤波处理；当第一输出端与输出滤波电路112相连接时，输出滤波电路112对功率调节电路102的输出信号进行滤波处理；当第一输入端与输入滤波电路110相连接且第一输出端与输出滤波电路112相连接时，输入滤波电路110和输出滤波电路112可以分别对功率调节电路102的输入输出信号行滤波处理。
[0047]这里，在输入滤波电路110的输入端设置输入保护电路108，用于当节能电源过压或者过流时停止向供电电路供电。当功率调节电路102运行正常时，开关1(3处于断开状态，供电电路的电流从功率调节电路102所在的电路流过:当节能电源过压或者过流时，开关0和/或开关1(2断开，开关1(3处于闭合状态，供电电流从开关1(3所在的电路流过。这样，在功率调节电路102异常时，供电电路的电流可以通过开关1(3所在的电路流过，使整个供电电路继续运行，避免了因功率调节电路102异常时，供电电路断开，进而可以防止供电电路中的照明装置熄灭。如，在道路照明电路系统中，供电电路正常且功率调节电路102正常时，节能电源通过功率调节电路102，可以按需调节功率，从而调节照明装置的亮度；当供电电路正常但功率调节电路102异常时，电流可以从备用的普通电路流过，此时，虽然节能电源无法运行功率调节功能，但是照明装置可以保持在原有功率下点亮。
[0048]图2所示的实施例可以作为图1所示实施例的优选实施方式，该实施例的开关1(1、开关0、开关0的作用与第一实施例中的相同，在此不再赘述。
[0049]控制电路104的第二输入端与功率调节电路102的第一输出端相连接，其第二输出端与供电电路的输出端相连接。控制电路104用于控制功率调节电路102对供电电路上的电压进行调节。
[0050]控制电路104还可以包括温度检测电路1041，温度检测电路1041与功率调节电路102相连接，用于检测功率调节电路102的当前温度。当功率调节电路102的温度异常(如，温度过高)时，温度检测电路1041会把当前的温度数据反馈给单片机1046，单片机1046再控制节能电源内部的风扇114转动，从而达到为节能电源降温的效果。
[0051]控制电路104还可以包括:功率驱动电路1042。功率驱动电路1042与功率调节电路102相连接，用于驱动功率调节电路102，单片机1046可以调节功率驱动电路1042，从而调节功率调节电路102。
[0052]控制电路104还可以包括:电压采样电路1043和/或电流采样电路1044。电压采样电路1043与第一输出端相连接，用于采集功率调节电路102的电压值；电流采样电路1044与第一输出端相连接，用于采集功率调节电路102的电流值。电压采样电路1043和电流采样电路1044的数据通过模/数转换电路1045把模拟信号转换为数字信号，经过单片机1046分析处理，最终显示在液晶显示器118上。
[0053]通信模块116可以是制式的无线通信模块，与单片机1046相应的通信接口相连接，用于数据传输到终端，实现了远程通信的作用，从而使节能电源可以接受远程监控。键盘120与单片机1046相连接，通过输入控制指令来控制节约能源的运行。
[0054]开关电源106与控制电路104相连接，用于为控制电路104提供电能。开关电源106输出的电流可以为直流电。
[0055]根据本实用新型的实施例，提供了一种节能电源系统，该节能电源系统用于对节能电源设备进行远程集中控制。
[0056]需要说明的是，节能电源系统可以包括一个或者多个前述实施例中的节能电源，该一个或者多个前述实施例中的节能电源可以分别设置在不同的相线上。
[0057]如图3所示，该节能电源系统可以包括:节能电源301，节能电源302，节能电源303，节能电源304，节能电源305，节能电源306，节能电源箱体1，节能电源箱体2，数据传输单元3(0^11:2111=11:6，简称为0111)，数据传输单元4，互联网5，终端6 (如，计算机
[0058]需要说明的是，前述的各个不同的节能电源可以分别设置在不同的相线上。在本实用新型实施例中，以三相线为例，在实际使用时，也可以是二相线。其中，节能电源箱体1可以用于设置:节能电源301、节能电源302和节能电源303。节能电源箱体2可以用于设置:节能电源304、节能电源305与节能电源306。每个节能电源箱体中的节能电源可以通过83485与数据传输单元相连接，在各个节能电源之间也可以通过83485进行通信。其中，旧485接口是采用平衡驱动器和差分接收器的组合，抗共模干扰能力强，即抗噪声干扰性好，数据最高传输速率为101如8。其中，01 口是专门用于将串口数据转换为I？数据或将I？数据转换为串口数据通过无线通信网络进行传送的无线终端设备。该0几可以为网关，用于网络之间的数据传输，并可以为通过#丨丨等链接至互联网。
[0059]通过本实用新型实施例，实现了远程通信功能，使得节能电源可以接受远程监控。后台监控系统可以包括数据服务、通讯服务、协议服务、日志服务、提示服务等。本实用新型实施例可以对节能电源设备进行远程集中控制，实时监控工作状态，第一时间对异常状态进行紧急响应。
[0060]以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种节能电源,其特征在于,包括: 功率调节电路，具有第一输入端和第一输出端，所述第一输入端用于连接供电电路的输入端，所述功率调节电路用于调节所述供电电路上的电压； 控制电路，具有第二输入端和第二输出端，所述第二输入端与所述第一输出端相连接，所述第二输出端用于连接所述供电电路的输出端，所述控制电路用于控制所述功率调节电路对所述供电电路上的电压进行调节；以及 开关电源，与所述控制电路相连接，用于为所述控制电路提供电能。
2.根据权利要求1所述的节能电源，其特征在于，还包括:输入保护电路，与所述第一输入端相连接，用于在所述节能电源过压或者过流时停止向所述供电电路供电。
3.根据权利要求1所述的节能电源，其特征在于，还包括: 输入滤波电路，与所述第一输入端相连接，用于对所述功率调节电路的输入信号进行滤波处理；和/或 输出滤波电路，与所述第一输出端相连接，用于对所述功率调节电路的输出信号进行滤波处理。
4.根据权利要求1所述的节能电源，其特征在于，所述控制电路包括: 第一开关，与所述第一输入端相连接； 第二开关，与所述第一输出端相连接；以及 第三开关，具有第一端和第二端，所述第一端与所述第一输入端相连接，所述第二端与所述第一输出端相连接， 其中，当所述第一开关处在闭合状态，且所述第二开关处在闭合状态时，所述节能电源与所述供电电路为接通状态；当所述第一开关处在断开状态，和/或所述第二开关处在断开状态，以及所述第三开关处在闭合状态时，所述节能电源与所述供电电路为断开状态。
5.根据权利要求1所述的节能电源，其特征在于，所述控制电路包括:温度检测电路，与所述功率调节电路相连接，用于检测所述功率调节电路的当前温度。
6.根据权利要求1所述的节能电源，其特征在于，所述控制电路包括:功率驱动电路，与所述功率调节电路相连接，用于驱动所述功率调节电路。
7.根据权利要求1所述的节能电源，其特征在于，所述控制电路包括: 电压采样电路，与所述第一输出端相连接，用于采集所述功率调节电路的电压值；和丨或 电流采样电路，与所述第一输出端相连接，用于采集所述功率调节电路的电流值。
8.根据权利要求7所述的节能电源，其特征在于，所述控制电路包括:模/数转换电路，其中， 当所述控制电路中设置有所述电压采样电路时，与所述电压采样电路相连接；当所述控制电路中设置有所述电流采样电路时，与所述电流采样电路相连接；当所述控制电路中设置有所述电压采样电路和所述电流采样电路时，与所述电压采样电路和所述电流采样电路相连接。
9.根据权利要求1所述的节能电源，其特征在于，所述功率调节电路为叩81功率调节模块。
10.一种节能电源系统，其特征在于，包括:权利要求1至9任一项所述的一个或者多个节能电源，分别设置在不同的相线上。
【文档编号】H02J3/12GK204144949SQ201420607824
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2014年10月20日 优先权日:2014年10月20日
【发明者】樊星, 陈壬贤, 陈春光, 宋云龙, 解伟, 艾澎, 王晓菲 申请人:国家电网公司, 国网北京市电力公司