一种节能路灯控制器的制作方法

本实用新型涉及城市路灯控制领域，具体涉及一种节能路灯控制器。

背景技术：

随着城市发展，公共照明点日益增加，城市公共照明在我国照明耗电总量中已经占到30％的比例，城市公共照明节能对于推动节能减排具有重要意义。

由于前半夜市内用电量大，负荷率高，电压过低，照度相应降低；而后半夜市内用电量低，负荷率低，电压过高，浮动率超过15％，达到250V，功率提升很大，照度高，从而导致电能浪费也高。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种节能路灯控制器，能够实现对路灯亮度的连续控制和查询功能，从而达到节能降耗的目的，提高市政路灯的管理水平。

本实用新型的技术方案是：

一种节能路灯控制器，包括壳体和设于壳体内部的线路板，所述线路板上设有控制电路，所述控制电路包括交流斩波调压模块，所述交流斩波调压模块包括交流斩波调压模块火线输入端S₁、交流斩波调压模块零线输入端N₁、交流斩波调压模块火线输出端 S₂、交流斩波调压模块零线输出端N₂、斩波第一信号端T₁～斩波第四信号端T₄、第一二极管D₁～第四二极管D₄、第一电容C₁～第五电容C₅和第一场效应管J₁～第四场效应管J₄；

所述第一二极管D₁的正极和第一场效应管J₁的漏极相连后的连接端为交流斩波调压模块火线输入端S₁，所述第一二极管D₁的负极和第一电容C₁的第一端相连，所述第一电容 C₁的第二端、第一场效应管J₁的源极、第二电容C₂的第一端和第二场效应管J₂的源极分别相连，所述第二电容C₂的第二端和第二二极管D₂的负极相连，所述第二二极管D₂的正极、第二场效应管J₂的漏极、第三二极管D₃的正极、第三场效应管J₃的漏极和第一电感 L₁的第一端分别相连，所述第一电感L₁的第二端与第五电容C₅的第一端相连且连接处为交流斩波调压模块火线输出端S₂，所述第三二极管D₃的负极与第三电容C₃的第一端相连，所述第三电容C₃的第二端、第三场效应管J₃的源极、第四电容C₄的第一端和第四场效应管J₄的源极分别相连，所述第四电容C₄的第二端与第四二极管D₄的负极相连，所述第四二极管D₄的正极、第四场效应管J₄的漏极和第五电容C₅的第二端分别相连且相连处的第一端为流斩波调压模块零线输入端N₁，所述第四二极管D₄的正极、第四场效应管J₄的漏极和第五电容C₅的第二端分别相连且相连处的第二端为流斩波调压模块零线输出端N₂，所述第一场效应管J₁～第四场效应管J₄的栅极依次为斩波第一信号端T₁～斩波第四信号端T₄；

所述交流斩波调压模块用于调整交流斩波调压模块火线输出端S₂和交流斩波调压模块零线输出端N₂之间的电压幅值。

所述交流斩波调压模块火线输出端S₂和交流斩波调压模块零线输出端N₂之间为无级可调的AC150～220V电压。

所述交流斩波调压模块火线输入端S₁与交流斩波调压模块零线输入端N₁之间为 AC220V电压。

所述控制电路还包括处理器模块，所述处理器模块包括处理器模块第一信号端，所述处理器模块第一信号端包括四个接线端子，所述斩波第一信号端T₁～斩波第四信号端 T₄分别与处理器模块第一信号端的接线端子对应相连。

所述处理器模块为SH99F01单片机。

所述控制电路还包括通讯模块，所述通讯模块包括通讯模块第一信号端和通讯模块第二信号端，所述处理器模块还包括处理器模块第二信号端，所述处理器模块的第二信号端与通讯模块第二信号端相对应相连，所述通讯模块第一信号端与交流斩波调压模块火线输入端S₁和交流斩波调压模块零线输入端N₁对应相连。

所述控制电路还包括测量模块，所述测量模块包括测量模块信号输入端和测量模块信号输出端，所述处理器模块还包括处理器模块第三信号端，所述测量模块信号输入端分别与交流斩波调压模块火线输出端S₂和交流斩波调压模块零线输出端N₂对应相连，所述测量模块信号输出端与处理器模块第三信号端相连；所述处理器模块将测量模块信号输出端输出的电压信号转换为载波信号传输到通讯模块的第二信号端，所述通讯模块将载波信号发送到交流电压输入端。

所述测量模块与处理器模块之间通过SPI通讯协议进行通讯。

所述控制电路还包括电源模块，所述电源模块包括电压模块电压输入端、第一电压输出端和第二电压输出端，所述通讯模块还包括通讯模块电压输入端，所述处理器模块还包括处理器模块电压输入端，所述电压模块电压输入端与交流斩波调压模块火线输入端S₁和交流斩波调压模块零线输入端N₁对应相连，所述第一电压输出端与通讯模块电压输入端对应相连，所述第二电压输出端与处理器模块电压输入端对应相连。

所述通讯模块包括第一电阻R₁～第六电阻R₆、第一三极管Q₁～第三三极管Q₃、第五二极管D₅～第八二极管D₈、第六电容C₆～第九电容C₉、第二电感L₂、第三电感L₃和变压器 T，所述第一电阻R₁的第一端与第一三极管Q₁的集电极相连且相连处为通讯模块电压输入端正极，所述第一电阻R₁的第二端、第一三极管Q₁的基极和第五二极管D₅的正极分别相连，所述第五二极管D₅的负极与第六二极管D₆的正极相连，所述第六二极管D₆的负极、第二三极管Q₂的基极和第三三极管Q₃的集电极分别相连，所述第三三极管Q₃的基极、第四电阻R₄的第一端和第五电阻R₅的第一端分别相连，所述第三三极管Q₃的发射极与第六电阻R₆的第一端相连，所述第四电阻R₄的第二端为通讯模块第二信号端，所述第二三极管Q₂的集电极与第三电阻R₃的第一端相连，所述第三电阻R₃的第二端、第二电阻R₂的第一端和第六电容C₆的第一端分别相连，所述第二电阻R₂的第二端与第一三极管Q₁的发射极相连，所述第六电容C₆的第二端与第二电感L₂的第一端相连，所述第二电感L₂的第二端、第七二极管D₇的正极、第八二极管D₈的负极、第七电容C₇的第一端、第八电容 C₈的第一端和第三电感L₃的第一端分别相连，所述第八电容C₈的第二端与变压器T的副边线圈的第一端相连，所述变压器原边线圈的第一端串联电容C₉后为通讯模块第一信号火线端，所述变压器原边线圈的第二端为通讯模块第一信号零线端，所述第五电阻R₅的第二端、第六电阻R₆的第二端、第二三极管Q₂的发射极、第七二极管D₇的负极、第八二极管D₈的正极、第七电容C₇的第二端、第三电感L₃的第二端和变压器T副边线圈的第二端分别相连且连接处为通讯模块电压输入端负极。

本实用新型具有的优点和积极效果是：由于采用上述技术方案，本实用新型的节能路灯控制器能够自动连续调节、查询路灯的亮度，还可实现关灯或间隔关灯等，有效地降低了路灯的电能消耗，节约了电能资源。

附图说明

图1是本实用新型的回路框图

图2是本实用新型的交流斩波调压模块电路图

图3是本实用新型的通讯模块电路图

具体实施方式

如图1-3所示，本实用新型包括交流电压输入端和交流电压输出端，所述交流电压输入端包括交流电压输入火线S_in和交流电压输入零线N_in，所述交流电压输入火线S_in和交流电压输入零线N_in通过电线电缆与智能监控终端相连；所述交流电压输出端包括交流电压输出火线S_out和交流电压输出零线N_out，所述交流电压输出火线S_out和交流电压输出零线N_out与灯具相连，所述灯具优选为高压钠灯。

本实用新型还包括交流斩波调压模块、电压模块、处理器模块、通讯模块和测量模块，所述交流斩波调压模块包括交流斩波调压模块电压输入端、交流斩波调压模块电压输出端和交流斩波调压模块信号端，所述交流斩波调压模块电压输入端包括交流斩波调压模块电压输入火线S₁和交流斩波调压模块电压输入零线N₁，所述交流斩波调压模块电压输出端包括交流斩波调压模块电压输出火线S₂和交流斩波调压模块电压输出零线N₂，所述交流斩波调压模块信号端包括四个斩波第一信号端T₁～斩波第四信号端T₄；

所述电源模块包括电压模块交流电压输入端、第一直流电压输出端和第二直流电压输出端，所述电压模块交流电压输入端包括电压模块交流电压输入火线和电压模块交流电压输入零线，所述电压模块交流电压输入火线为电源模块引脚1，所述电压模块交流电压输入零线为电源模块引脚2，所述电压模块第一直流电压输出端包括电压模块第一直流电压输出端正极和电压模块第一直流电压输出端负极，所述电压模块第一直流电压输出端正极为电源模块引脚3，所述电压模块第一直流电压输出端负极为电源模块引脚4，所述电压模块第二直流电压输出端包括电压模块第二直流电压输出端正极和电压模块第二直流电压输出端负极，所述电压模块第二直流电压输出端正极为电源模块引脚5，所述电压模块第二直流电压输出端负极为电源模块引脚6。

所述处理器模块包括处理器模块第一信号端、处理器模块第二信号端、处理器模块第三信号端和处理器模块电压输入端，所述处理器模块第一信号端为处理器模块引脚5～引脚8，所述处理器模块第二信号端为处理器模块引脚3，所述处理器模块第三信号端为处理器模块引脚4，所述处理器模块电压输入端包括处理器模块电压输入端正极和处理器模块电压输入端负极，所述处理器模块电压输入端正极为处理器模块引脚2，所述处理器模块电压输入端负极为处理器模块引脚1。

所述通讯模块包括通讯模块第一信号端、通讯模块第二信号端和通讯模块电压输入端，所述通讯模块第一信号端包括通讯模块第一信号火线和通讯模块第一信号零线，所述通讯模块第一信号火线为通讯模块引脚4，所述通讯模块第一信号零线为通讯模块引脚 5，所述通讯模块第二信号端为通讯模块引脚1，所述通讯模块电压输入端包括通讯模块电压输入端正极和通讯模块电压输入端负极，所述所述通讯模块电压输入端正极为通讯模块引脚2，所述通讯模块电压输入端负极为通讯模块引脚3。

所述测量模块包括测量模块信号输入端和测量模块信号输出端，所述测量模块输入端为测量模块引脚2和测量模块引脚3，所述测量模块信号输出端为测量模块引脚1。

所述交流电压输入火线S_in分别与交流斩波调压模块火线输入端S₁、电源模块引脚1、和通讯模块引脚4相连，所述交流电压输入零线N_in分别与交流斩波调压模块零线输入端 N₁、电源模块引脚2和通讯模块引脚5相连，所述电源模块引脚3与通讯模块引脚2相连，所述电源模块引脚4与通讯模块引脚3相连，所述电源模块引脚5与处理器模块引脚2 相连，所述电源模块引脚6与处理器模块引脚1相连，所述处理器模块引脚3与通讯模块引脚1相连，所述处理器模块引脚4与测量模块引脚1相连，所述处理器模块的引脚5～引脚8依次与斩波第一信号端T₁～斩波第四信号端T₄对应相连，所述测量模块的引脚2分别与交流电压输出零线N_out相连，所述测量模块的引脚3分别与交流电压输出火线S_out相连。

所述交流斩波调压模块包括第一二极管D₁～第四二极管D₄、第一电容C₁～第五电容 C₅和第一场效应管J₁～第四场效应管J₄，所述第一二极管D₁的正极和第一场效应管J₁的漏极相连后的连接端为交流电火线输入端S₁，所述第一二极管D₁的负极和第一电容C₁的第一端相连，所述第一电容C₁的第二端、第一场效应管J₁的源极、第二电容C₂的第一端、第二场效应管J₂的源极分别相连，所述第二电容C₂的第二端和第二二极管D₂的负极相连，所述第二二极管D₂的正极、第二场效应管J₂的漏极、第三二极管D₃的正极、第三场效应管J₃的漏极和第一电感L₁的第一端分别相连，所述第一电感L₁的第二端与第五电容C₅的第一端相连且连接处为交流电火线输出端S₂，所述第三二极管D₃的负极与第三电容C₃的第一端相连，所述第三电容C₃的第二端、第三场效应管J₃的源极、第四电容C₄的第一端和第四场效应管J₄的源极分别相连，所述第四电容C₄的第二端与第四二极管D₄的负极相连，所述第四二极管D₄的正极、第四场效应管J₄的漏极和第五电容C₅的第二端分别相连且相连处的第一端为交流电零线输入N₁，所述第四二极管D₄的正极、第四场效应管J₄的漏极和第五电容C₅的第二端分别相连且相连处的第二端为交流电零线输出N₂，所述第一场效应管J₁～第四场效应管J₄的栅极依次为斩波第一信号端T₁～斩波第四信号端T₄。

所述通讯模块包括第一电阻R₁～第六电阻R₆、第一三极管Q₁～第三三极管Q₃、第五二极管D₅～第八二极管D₈、第六电容C₆～第九电容C₉、第二电感L₂、第三电感L₃和变压器T，所述第一电阻R₁的第一端和第一三极管Q₁的集电极相连且相连处为通讯模块电压输入端的正极，所述第一电阻R₁的第二端分别与第一三极管Q₁的基极和第五二极管D₅的正极相连，所述第五二极管D₅的负极与第六二极管D₆的正极相连，所述第六二极管D₆的负极分别与第二三极管Q₂的基极和第三三极管Q₃的集电极相连，所述第三三极管Q₃的基极分别与第四电阻R₄的第一端和第五电阻R₅的第一端相连，所述第三三极管Q₃的发射极与第六电阻R₆的第一端相连，所述第四电阻R₄的第二端为通讯模块第二信号端，所述第二三极管Q₂的集电极与第三电阻R₃的第一端相连，所述第三电阻R₃的第二端分别与第二电阻R₂的第一端和第六电容C₆的第一端相连，所述第二电阻R₂的第二端与第一三极管Q₁的发射极相连，所述第六电容C₆的第二端与第二电感L₂的第一端相连，所述第二电感L₂的第二端、第七二极管D₇的正极、第八二极管D₈的负极、第七电容C₇的第一端、第八电容C₈的第一端和第三电感L₃的第一端相连，所述第八电容C₈的第二端与变压器T的副边线圈的第一端相连，所述变压器原边线圈的第一端串联第九电容C₉后为通讯模块第一信号端的火线，所述变压器原边线圈的第二端为通讯模块第一信号端的火线的零线，所述第五电阻R₅的第二端、第六电阻R₆的第二端、第二三极管Q₂的发射极、第七二极管 D₇的负极、第八二极管D₈的正极、第七电容C₇的第二端、第三电感L₃的第二端和变压器 T副边线圈的第二端相连且连接处为通讯模块电压输入端的负极。

所述电压模块第一直流电压输出端为处理器模块电压输入端提供DC5V的直流电源。

所述电压模块第二直流电压输出端为通讯模块电压输入端提供DC24V的直流电源。

所述交流斩波调压模块火线输出端S₂和交流斩波调压模块零线输出端N₂之间为无级可调的AC150～260V电压。

所述交流斩波调压模块火线输入端S₁与交流斩波调压模块零线输入端N₁之间为 AC180～260V电压。

所述测量模块与处理器模块之间通过SPI通讯协议进行通讯。

所述处理器模块采用单片机，优选为中颖电子的SH99F01。

本实例的工作过程：所述监控终端通过电缆将载波信号传送到通讯模块，通讯模块接收到载波信号后将信号传送到处理器模块，处理器模块将载波信号转换为控制信号，并将控制信号发送到交流斩波调压模块信号端，该控制信号占空比可变，通过改变该控制信号的占空比，交流斩波调压模块输出的交流电压幅度就可以连续调节，经过调整后的电压通过交流斩波模块输出端输入到灯具，从而控制灯具的通断和亮度；通过测量模块检测交流斩波调压模块输出端输出的电压，测量模块信号输出端通过SPI通讯协议与处理器模块进行通讯，处理器模块将处理器模块第三信号端接收到的信号转化为载波信号传送到通讯模块第二信号端，通讯模块将通讯模块第二信号端的载波信号发送到监控终端。

以上对本实用新型的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。