专利名称：日光灯智能节电控制装置的制作方法
技术领域：
日光灯智能节电控制装置 技术领域 本实用新型涉及一种电子设备，尤其是节电装置。
背景技术：
众所周知，电能是所有能源中应用最为广泛的一种能源方式，也是 能源消耗中占比重最大的能源之一。据统计，2009年我国总发电量为36506亿千瓦时，这其 中照明用电量约为4100亿千瓦时，占总发电量的12%左右，且大都属于高峰用电，由此可 见通过照明节电是节省电能的一个重要途径。现阶段，日光灯仍是我国各学校教室、工厂厂 房、商场等大型场所主要的照明设备，而最近兴起的LED灯与传统的日光灯相比虽然更加 节省电能，但是由于其成本较高暂时还得不到广泛的普及，所以在短时间内还无法实现新 照明设备的更新。日光灯的工作特性是在启动时需要瞬间高压将灯管内的氩气和汞蒸气 电离从而发光，启动后仅需要较低电压即可维持。然而，如今的电网电压设置，在日光灯正 常工作后仍保持220V左右的高压，在室内光照强度过大的情况下，这样不仅浪费电能而且 损耗日光灯的使用寿命。若能在日光灯上进行降压控制可以有效的减少电能的消耗，节约 电力资源。
发明内容本实用新型的目的是提供一种可根据光照强度智能控制日光灯亮 度以及在启动日光灯后采用低电压供电来减少电能消耗的日光灯智能节电控制装置。本实用新型主要包括电网和微型控制器，电网输入端连接有电流互感器和电压互 感器，用于检测电流和电压的变化情况，电流互感器和电压互感器分别经整流滤波电路稳 压、滤波后连接在数模转换器的输入端，数模转换器输出端与微型控制器连接，为微型控制 器提供电流、电压实时的变化数值；微型控制器的输入端与光强传感器连接，输出端连接驱 动电路，驱动电路的输出端连接继电器；在电网部分分接一部三抽头变压器，电网输入电压 为220V，输出电压分别为220V、200V、180V和OV共四级，输出端连接日光灯并分别由继电器 KU K2、K3和K4控制，由微型控制器采集信号来控制特定的继电器开合。所述的微型控制 器采用单片机AT89C52。所述的数模转换器采用ADC0809型号。所述的光强传感器的许可 光强度为50 601ux。使用时，通过光照传感器对室内光强做定时检测，在室内光照较强的时候降低日 光灯亮度，在室内光照很弱的时候增强日光灯亮度，适时的随外界情况改变日光灯亮度，可 以更有效的合理的利用电能。日光灯启动后，通过降低电压的方式来减少电能消耗，提高电 能的利用率。与已有技术相比，本实用新型的有益效果为组装方便、功效高、安全可靠、智能操 控，在不影响光照作业要求的情况下可通过降低日光灯工作电压来减少电能的消耗，以达 到节电目的，并且可延长日光灯使用寿命，达到双重节能的作用。
图1为本实用新型的整体电路图。图2为本实用新型的光强传感器与微型控制器的电路连接图。图3为本实用新型的整流滤波电路图。图4为本实用新型的数模转换器与微型控制器的电路连接图。图5为本实用新型的驱动电路与继电器的电路连接图。
具体实施方式
在图1所示的本实用新型的整体电路图中，1为电网、2为三抽
3头变压器、3为电流互感器、4为电压互感器、5为整流滤波电路、6为A/D转换器ADC0809、7 为单片机AT89C52、8为光强传感器、9为驱动电路、10为继电器。本实用新型主要包括电网和微型控制器，电网输入端连接有电流互感器和电压互 感器，用于检测电流和电压的变化情况，电流互感器和电压互感器分别经整流滤波电路稳 压、滤波后连接在数模转换器的输入端，数模转换器输出端与微型控制器连接，为微型控制 器提供电流、电压实时的变化数值；微型控制器的输入端与光强传感器连接，输出端连接驱 动电路，驱动电路的输出端连接继电器；在电网部分分接一部三抽头变压器，电网输入电压 为220V，输出电压分别为220V、200V、180V和OV共四级，输出端连接日光灯并分别由继电器 KU K2、K3和K4控制，由微型控制器采集信号来控制特定的继电器开合。所述的微型控制 器采用单片机AT89C52。所述的数模转换器采用ADC0809型号。所述的光强传感器的许可 光强度为50 601ux。如图2所示的光强传感器与微型控制器的电路连接图，利用光照传感器定时检测 室内光照情况，将其与单片机AT89C52连接。设置好光照传感器的许可光强度上下阈值，如 人的学习生活最适宜的光强是50-601UX，当实际光照度超过该范围时给出中断信号。如图3所示的整流滤波电路图，电网电压标准值为220V，但是在实际情况下，电网 电压会有所变化，因此需要对电压、电流进行适时采样，及时检测电压、电流的变化情况，将 信息传给单片机来控制供给的电压值。这里采用输入电压范围为0 380V的电压互感器， 适合对220V电网电压的采集。采用输入电流范围为0 150A的电流互感器，同时可实现 电流电压的转换。经采样后的交流电压经整流后可获得直流电压，但是这个电压具有较大 的脉动成分，在电路中使用整流直流电压时，在电路中接入电容或电感元件，利用这些元件 所具有的储能作用将整流后输出电压中的脉动成分降低，使整流后的电压变得平滑，接近 恒定直流。为了减小整流后电压的脉动，常采用滤波电路把交流分量滤去，使负载两端得到 脉动较小的直流电压。如图4所示的数模转换器与微型控制器的电路连接图，本模块的单片机采用 AT89C52，片内含8k bytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器可用于保存控制程序。 用ADC0809作为模数转换器，实现对电流、电压由模拟量向数字量的转换，时钟是单片机的 ALE经D触发器缩频，控制口由P2. 7、WR、RD和门电路组成的标准控制电路，单片机的PO 口 与ADC0809的输出端连接、读取AD转换后的结果。如图5所示的驱动电路与继电器的电路连接图，在电网部分接一部三抽头变压 器，电网输入约220V电压，输出分别为200V、180V、0V再加上原来的220V共四级。分别由继 电器K2、K3、K4和Kl控制，可通过控制特定继电器的闭合来控制输出电压。单片机AT89C52 接收ADC0809转换后的信息经过处理输出控制脉冲信号，输出脉冲经放大后可直接接到继 电器控制级，控制特定继电器的闭合，来改变日光灯正常工作时的电压，起到降低电压进行 节能的作用。工作过程为电压互感器和电流互感器与电网连接采样电网的电压、电流的变化 信息。电网通过三抽头变压器与继电器连接，将电网电压分成220V、200V、180V、和OV四级 电压，并分别由四个继电器控制。整流、滤波电路输入端与电压互感器和电流互感器的输出 端相连，将采样得到的交流信号转变为直流信号，另一端与A/D转换器ADC0809的输入端相 连，将模拟信号送到ADC0809。ADC0809与单片机AT89C52相连，将模拟量转换成数字量传送
4给单片机。光照传感器和单片机AT89C52相连，将检测到的外界光照信息转换成数字量直 接送到单片机。单片机AT89C52与驱动电路相连，将单片机的输出信号进行放大。驱动电 路与继电器相连，放大后的控制信号直接控制特定的继电器的闭合，来改变输出的电压值。
权利要求一种日光灯智能节电控制装置，主要包括电网和微型控制器，其特征在于电网输入端连接有电流互感器和电压互感器，用于检测电流和电压的变化情况，电流互感器和电压互感器分别经整流滤波电路稳压、滤波后连接在数模转换器的输入端，数模转换器输出端与微型控制器连接，为微型控制器提供电流、电压实时的变化数值；微型控制器的输入端与光强传感器连接，输出端连接驱动电路，驱动电路的输出端连接继电器；在电网部分分接一部三抽头变压器，电网输入电压为220V，输出电压分别为220V、200V、180V和0V共四级，输出端连接日光灯并分别由继电器K1、K2、K3和K4控制，由微型控制器采集信号来控制特定的继电器开合。
2.根据权利要求1所述的日光灯智能节电控制装置，其特征在于所述的微型控制器 采用单片机AT89C52。
3.根据权利要求1所述的日光灯智能节电控制装置，其特征在于所述的数模转换器 采用ADC0809型号。
4.根据权利要求1所述的日光灯智能节电控制装置，其特征在于所述的光强传感器 的许可光强度为50 601ux。
专利摘要一种日光灯智能节电控制装置，主要包括电网和微型控制器，电网输入端连接有电流互感器和电压互感器，用于检测电流和电压的变化情况，电流互感器和电压互感器分别经整流滤波电路稳压、滤波后连接在数模转换器的输入端，数模转换器输出端与微型控制器连接，为微型控制器提供电流、电压实时的变化数值；微型控制器的输入端与光强传感器连接，输出端连接驱动电路，驱动电路的输出端连接继电器；在电网部分分接一部三抽头变压器，电网输入电压为220V，输出电压分别为220V、200V、180V和0V共四级，输出端连接日光灯并分别由继电器K1、K2、K3和K4控制，由微型控制器采集信号来控制特定的继电器开合。本实用新型具有组装方便、功效高、安全可靠、智能操控等优点。
文档编号H05B41/36GK201766764SQ20102025045
公开日2011年3月16日 申请日期2010年7月7日 优先权日2010年7月7日
发明者刘柏江, 耿富臣, 陈兴文 申请人:刘柏江;耿富臣;陈兴文