專利名稱：一種節(jié)能照明開(kāi)關(guān)的自動(dòng)控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于照明技術(shù)領(lǐng)域。具體涉及一種節(jié)能照明開(kāi)關(guān)的自動(dòng)控制裝置。
背景技術(shù)：
為節(jié)約能源，國(guó)家城鄉(xiāng)建委于1985年10月制定了“城市道路照明規(guī)范指南”，指出目前我國(guó)的實(shí)際情況是除個(gè)別中心城市的中心地段外，后半夜道路上的行人、車輛稀少，對(duì)道路照明的要求不像前半夜那么高。如果這時(shí)將路燈實(shí)現(xiàn)“隔桿熄滅”，或者將單桿雙燈上的一只燈熄滅，那么就能起到既節(jié)約電能，又不影響道路照明的效果。目前，國(guó)內(nèi)外常用的照明開(kāi)關(guān)控制裝置有機(jī)械式定時(shí)器、電容充電式定時(shí)器、分離元件定時(shí)器。
機(jī)械式定時(shí)器主要采用由發(fā)條或微電機(jī)，齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械和凸輪控制組件組成，由發(fā)條或微電機(jī)作動(dòng)力，通過(guò)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)組件控制觸點(diǎn)的通斷。機(jī)械式定時(shí)器因?yàn)橹饕捎昧藱C(jī)械式機(jī)構(gòu)，所以定時(shí)缺乏精確性，金屬的熱脹冷縮的性能也會(huì)導(dǎo)致其耐高低溫能力不強(qiáng)，體積也較大，安裝也不方便。
電容充電式定時(shí)器一般采用計(jì)時(shí)電容與電阻配合使用，通過(guò)電容的充放電確定電路的時(shí)間常數(shù)，這種方式對(duì)電路的絕緣性能要求很高，并且耐電網(wǎng)中各種干擾、沖擊的性能不強(qiáng)，在定時(shí)時(shí)間長(zhǎng)的情況下，對(duì)電容的電容量要求比較大，從而導(dǎo)致電容的體積較大。
分離元件定時(shí)器由于未采用先進(jìn)的集成技術(shù)，在體積方面也不能達(dá)到體積小，安裝方便的需要。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供具備下列所有優(yōu)點(diǎn)的一種節(jié)能照明開(kāi)關(guān)的自動(dòng)控制裝置。
1.性能可靠，可抵抗電網(wǎng)中的各種干擾、沖擊；2.耐高低溫，在春夏秋冬、大江南北均可工作；3.體積小，安裝方便；4.定時(shí)準(zhǔn)確，使所有需到時(shí)熄滅的燈能在同一時(shí)刻熄滅。
本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種節(jié)能照明開(kāi)關(guān)的自動(dòng)控制裝置，它包括直流電源電路和自動(dòng)控制電路兩部分，所述自動(dòng)控制電路由自動(dòng)定時(shí)控制單元和功率控制單元組成，直流電源電路可以將交流電轉(zhuǎn)換為直流電源向自動(dòng)控制電路中的集成電路供電，其特征在于所述直流電源電路1為R、C簡(jiǎn)易電源，直流電源電路1的輸入端接交流電；所述自動(dòng)定時(shí)控制單元2采用集成組件，主控組件為晶體振蕩器IC1，可編程分頻器IC2、IC3，IC1接IC2，IC2接IC3，由晶體振蕩器IC1輸出精確的時(shí)基信號(hào)到IC2的輸入端，可編程分頻器IC2、IC3可對(duì)時(shí)基信號(hào)進(jìn)行可編程分頻來(lái)產(chǎn)生所需要的準(zhǔn)確的定時(shí)信號(hào)到功率控制單元3的輸入端；所述功率控制單元3的輸入端接自動(dòng)定時(shí)控制單元2的輸出端，功率控制單元3的主控元件為半導(dǎo)體元件，即功率控制組件IC4，IC4的通斷受自動(dòng)定時(shí)控制單元2的輸出信號(hào)的控制，IC4串聯(lián)在照明系統(tǒng)的供電回路中。
所述直流電源電路1，電阻R1，電容C1并聯(lián)后與由電阻R2和三個(gè)二極管D1～D3組成的半波整流電路串聯(lián)，經(jīng)過(guò)整流后在二極管D3的兩端得到較為穩(wěn)定的直流電壓，再經(jīng)過(guò)由濾波電容C2、C3，C8并聯(lián)組成的濾波電路濾波，可以產(chǎn)生直流電源向自動(dòng)定時(shí)控制單元2和功率控制單元3中的集成電路供電。
所述的可編程分頻器主要采用了分頻器U1，計(jì)數(shù)器U2，邏輯門(mén)集成電路U3，U3包含4個(gè)與非門(mén)邏輯門(mén)電路U3A、U3B、U3C、U3D，U1的輸出端接U3B的輸入端，U3B的輸出端接U2的輸入端，U2的輸出端再接U3A、U3C、U3D的輸入端，分頻器U1對(duì)時(shí)基信號(hào)進(jìn)行第一次分頻，邏輯門(mén)電路U3B對(duì)U1的輸出信號(hào)進(jìn)行邏輯運(yùn)算，計(jì)數(shù)器U2對(duì)U3B的輸出信號(hào)進(jìn)行再次分頻，計(jì)數(shù)器U2的輸出信號(hào)經(jīng)由U3A邏輯運(yùn)算后，得到需要的復(fù)位信號(hào)輸入U(xiǎn)1的復(fù)位端口，計(jì)數(shù)器U2的輸出信號(hào)經(jīng)由U3D邏輯運(yùn)算后，得到需要的定時(shí)信號(hào)輸入功率控制單元3的輸入端，通過(guò)分頻器U1，計(jì)數(shù)器U2，邏輯門(mén)集成電路U3之間不同的連接方式可以實(shí)現(xiàn)對(duì)時(shí)基信號(hào)的可編程分頻，得到不同的定時(shí)時(shí)間。
所述功率控制單元3采用半導(dǎo)體元件，主要包括光電耦合器件U4和雙向可控硅開(kāi)關(guān)Q1，U4輸入端與自動(dòng)定時(shí)控制單元2的輸出端連接，U4受到自動(dòng)定時(shí)控制單元2的輸出的定時(shí)信號(hào)的控制，U4的輸出端通過(guò)限流電阻與Q1的輸入端連接，U4控制Q1的通斷，所述的雙向可控硅開(kāi)關(guān)Q1串聯(lián)在照明系統(tǒng)的供電回路中。
本實(shí)用新型帶來(lái)如下的有益效果1.使城市道路照明節(jié)省電能；2.使用R、C簡(jiǎn)易電源，由于不使用變壓器，體積可以作得很小，因此產(chǎn)品可以小型化。
3.使用晶體振蕩器可達(dá)到精確定時(shí)的目的。
4.使用集成電路提高了控制器可靠性和定時(shí)精確性。
5.使用半導(dǎo)體控制器件減小了體積，也有利于產(chǎn)品的小型化，并增加了使用壽命。


圖1本實(shí)用新型的工作原理方框圖圖2本實(shí)用新型的電源電路工作原理圖圖3本實(shí)用新型的自動(dòng)控制電路工作原理圖具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述圖1中示出的是本實(shí)用新型的電路方框圖。電源電路1將220V交流電通過(guò)整流、濾波等技術(shù)轉(zhuǎn)換為直流電向自動(dòng)定時(shí)控制單元2和功率控制單元3中的集成電路供電。自動(dòng)控制單元2中的IC1為晶體振蕩器，上電后，它被觸發(fā)產(chǎn)生精確的時(shí)基信號(hào)輸入到可編程分頻器IC2、IC3，IC2、IC3組合起來(lái)可根據(jù)需要產(chǎn)生準(zhǔn)確的定時(shí)信號(hào)到功率控制單元3，IC4為功率控制組件，它受自動(dòng)定時(shí)控制單元2輸出的定時(shí)信號(hào)的控制，上電后220V交流電通過(guò)IC4向照明器供電，定時(shí)時(shí)間到，它切斷電源，使燈熄滅。
圖2所示為本實(shí)用新型的電源電路工作原理圖。該電源電路沒(méi)有采用常用的電源變壓器而是將電阻R1，電容C1并聯(lián)后與由電阻R2和三個(gè)二極管D1、D2、D3組成的半波整流電路串聯(lián)，經(jīng)過(guò)整流后在二極管D3的兩端得到較為穩(wěn)定的直流電壓，再經(jīng)過(guò)由濾波電容C2和C3，C8并聯(lián)組成的濾波電路濾波，產(chǎn)生直流電源向自動(dòng)定時(shí)控制單元和功率控制單元中的集成電路供電。
圖3所示為本實(shí)用新型的自動(dòng)控制電路工作原理圖。本實(shí)用新型采用集成組件組成可編程分頻器，本例中采用24級(jí)分頻器CD4521，8位二進(jìn)制遞減計(jì)數(shù)器CD40103BE，四一2輸入端與非門(mén)集成電路CD4011組合成可編程分頻器，本實(shí)用新型采用半導(dǎo)體元件作為功率控制元件，本例中使用光電耦合器MOC3083和雙向可控硅開(kāi)關(guān)BCR25A。CD4011包含4個(gè)與非門(mén)邏輯門(mén)電路，在下文中分別以U3A、U3B、U3C、U3D表示。分頻器CD4521共有16個(gè)腳，晶體振蕩器與電阻R5并聯(lián)后，一端接CD4521的4號(hào)腳，一端接CD4521的6號(hào)腳，CD4521的9號(hào)腳接地，9號(hào)腳通過(guò)電容C4與6號(hào)腳連接，CD4521的3號(hào)腳通過(guò)限流電阻R4接地，5號(hào)腳通過(guò)限流電阻R3接電源電路直流輸出電壓，CD4521的2號(hào)腳是它的復(fù)位端口，該端口接與非門(mén)U3A的輸出口，上電后，晶體振蕩器被觸發(fā)產(chǎn)生時(shí)基信號(hào)，通過(guò)CD4521的分頻在它的1號(hào)腳，10號(hào)～15號(hào)輸出腳中輸出分頻后的信號(hào)，通過(guò)選擇其中任一輸出腳，可以選擇不同的頻率的輸出信號(hào)，可選擇的范圍為輸入頻率的1/218到輸入頻率的1/224，在本例中選擇14號(hào)腳，它的輸出信號(hào)的頻率是輸入頻率的1/222，該輸出信號(hào)同時(shí)接入與非門(mén)U3B的兩個(gè)輸入端，經(jīng)與非門(mén)U3B反相后接入計(jì)數(shù)器CD40103BE的1號(hào)腳時(shí)鐘端口。8位二進(jìn)制遞減計(jì)數(shù)器CD40103BE共有16個(gè)腳，在它的內(nèi)部計(jì)數(shù)到零時(shí)能在14號(hào)腳輸出一個(gè)低有效的電平，而且當(dāng)內(nèi)部計(jì)數(shù)到零，并且當(dāng)3號(hào)腳輸入保持低電平時(shí)，輸出的低電平能在整個(gè)時(shí)鐘周期保持直到下一個(gè)周期。本例中，CD40103BE的15號(hào)腳接電源電路直流電壓，2號(hào)腳清零端口接電源電路直流電壓，3號(hào)腳始終接地，電源電路直流電壓通過(guò)由D4、R10、C7組成的濾波電路在上電后輸入一個(gè)高電平到9號(hào)腳，CD40103BE的4～7，10～13腳是二進(jìn)制預(yù)設(shè)數(shù)值輸入端口，通過(guò)8個(gè)輸入腳分別接高電平或低電平預(yù)設(shè)入數(shù)值，該數(shù)值隨時(shí)鐘端口的輸入的脈沖遞減，當(dāng)遞減到零時(shí)即在14號(hào)腳輸出一個(gè)低電平并保持到下一個(gè)周期。CD40103BE輸出低電平到與非門(mén)U3A、與非門(mén)U3D的一個(gè)輸入端，U3A、U3D的另一個(gè)輸入端通過(guò)C6、R7、D5組成的濾波電路接電源電路直流電壓。當(dāng)CD40103BE輸出低電平后，與非門(mén)U3A輸出一個(gè)高電平到CD4521的2號(hào)腳復(fù)位端口，使CD4521的計(jì)數(shù)器清零并停止振蕩器部分的振蕩；同時(shí)，與非門(mén)U3D輸出一個(gè)高電平，U3D的輸出端經(jīng)過(guò)限流電阻R8與光電耦合器MOC3083的一個(gè)輸入端連接，MOC3083的另一個(gè)輸入端接電源電路的直流輸出電壓，MOC3083的輸出端通過(guò)限流電阻R11與BCR25A連接，BCR25A串接在照明系統(tǒng)的供電回路中，并在其兩端并聯(lián)由C5、R6串聯(lián)組成的保護(hù)電路。當(dāng)MOC3083兩個(gè)輸入端均為高電平時(shí)，BCR25A斷開(kāi)，使照明系統(tǒng)的供電回路被切斷，該切斷的狀態(tài)能一直保留至整個(gè)交流供電系統(tǒng)停止供電，直到交流供電系統(tǒng)重新供電后，CD4521的2號(hào)腳復(fù)位端口接收到低電平，從而晶體振蕩器重新被觸發(fā)，而開(kāi)始新的計(jì)時(shí)。在本例中，在CD40103BE的二進(jìn)制預(yù)設(shè)數(shù)值輸入端口預(yù)設(shè)的二進(jìn)制數(shù)值是10101001，轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制為169，在本例中選擇的是CD4521的14號(hào)腳，它的輸出信號(hào)的頻率是輸入頻率的1/222，本例中晶體振蕩器輸出時(shí)基信號(hào)的頻率是32768HZ，故本例的定時(shí)時(shí)間是222×169/32768＝21632秒，可折算得知本例中的定時(shí)時(shí)間為6小時(shí)。通過(guò)選擇CD4521的不同輸出腳及在CD40103 BE的二進(jìn)制預(yù)設(shè)數(shù)值輸入端口預(yù)設(shè)不同的二進(jìn)制數(shù)值可以利用與本例相同的電路元件完成從8秒到36小時(shí)的定時(shí)時(shí)間編程。
本實(shí)用新型適用于為達(dá)到節(jié)約電能的目的而需要在夜間定時(shí)自動(dòng)關(guān)閉的所有照明系統(tǒng)，如路燈、燈箱廣告、小區(qū)照明等。
權(quán)利要求1.一種節(jié)能照明開(kāi)關(guān)的自動(dòng)控制裝置，它包括直流電源電路和自動(dòng)控制電路兩部分，所述自動(dòng)控制電路由自動(dòng)定時(shí)控制單元和功率控制單元組成，直流電源電路可以將交流電轉(zhuǎn)換為直流電源向自動(dòng)控制電路中的集成電路供電，其特征在于所述直流電源電路[1]為R、C簡(jiǎn)易電源，直流電源電路[1]的輸入端接交流電；所述自動(dòng)定時(shí)控制單元[2]采用集成組件，主控組件為晶體振蕩器[IC1]，可編程分頻器[IC2]、[IC3]，[IC1]接[IC2]，[IC2]接[IC3]，由晶體振蕩器[IC1]輸出精確的時(shí)基信號(hào)到[IC2]的輸入端，可編程分頻器[IC2]、[IC3]可對(duì)時(shí)基信號(hào)進(jìn)行可編程分頻來(lái)產(chǎn)生所需要的準(zhǔn)確的定時(shí)信號(hào)到功率控制單元[3]的輸入端；所述功率控制單元[3]的輸入端接自動(dòng)定時(shí)控制單元[2]的輸出端，功率控制單元[3]的主控元件為半導(dǎo)體元件，即功率控制組件[IC4]，[IC4]的通斷受自動(dòng)定時(shí)控制單元[2]的輸出信號(hào)的控制，[IC4]串聯(lián)在照明系統(tǒng)的供電回路中。
2.按照權(quán)利要求1中所述的一種節(jié)能照明開(kāi)關(guān)的自動(dòng)控制裝置，其特征在于所述直流電源電路[1]為R、C簡(jiǎn)易電源，將電阻[R1]，電容[C1]并聯(lián)后與由電阻[R2]和三個(gè)二極管[D1～D3]組成的半波整流電路串聯(lián)，經(jīng)過(guò)整流后在二極管[D3]的兩端得到較為穩(wěn)定的直流電壓，再經(jīng)過(guò)由濾波電容[C2]、[C3]，[C8]并聯(lián)組成的濾波電路濾波，可以產(chǎn)生直流電源向自動(dòng)定時(shí)控制單元[2]和功率控制單元[3]中的集成電路供電。
3.按照權(quán)利要求1中所述的一種節(jié)能照明開(kāi)關(guān)的自動(dòng)控制裝置，所述的可編程分頻器主要采用了分頻器[U1]，計(jì)數(shù)器[U2]，邏輯門(mén)集成電路[U3]，[U3]包含4個(gè)與非門(mén)邏輯門(mén)電路[U3A]、[U3B]、[U3C]、[U3D]，[U1]的輸出端接[U3B]的輸入端，[U3B]的輸出端接[U2]的輸入端，[U2]的輸出端再接[U3A]、[U3C]、[U3D]的輸入端，分頻器[U1]對(duì)時(shí)基信號(hào)進(jìn)行第一次分頻，邏輯門(mén)電路[U3B]對(duì)[U1]的輸出信號(hào)進(jìn)行邏輯運(yùn)算，計(jì)數(shù)器[U2]對(duì)[U3B]的輸出信號(hào)進(jìn)行再次分頻，計(jì)數(shù)器[U2]的輸出信號(hào)經(jīng)由[U3A]邏輯運(yùn)算后，得到需要的復(fù)位信號(hào)輸入[U1]的復(fù)位端口，計(jì)數(shù)器[U2]的輸出信號(hào)經(jīng)由[U3D]邏輯運(yùn)算后，得到需要的定時(shí)信號(hào)輸入功率控制單元[3]的輸入端，通過(guò)分頻器[U1]，計(jì)數(shù)器[U2]，邏輯門(mén)集成電路[U3]之間不同的連接方式可以實(shí)現(xiàn)對(duì)時(shí)基信號(hào)的可編程分頻，得到不同的定時(shí)時(shí)間。
4.按照權(quán)利要求1中所述的一種節(jié)能照明開(kāi)關(guān)的自動(dòng)控制裝置，所述功率控制單元[3]采用半導(dǎo)體元件，主要包括光電耦合器件[U4]和雙向可控硅開(kāi)關(guān)[Q1]，[U4]輸入端與自動(dòng)定時(shí)控制單元[2]的輸出端連接，[U4]受到自動(dòng)定時(shí)控制單元[2]的輸出的定時(shí)信號(hào)的控制，[U4]的輸出端通過(guò)限流電阻與[Q1]的輸入端連接，[U4]控制[Q1]的通斷，所述的雙向可控硅開(kāi)關(guān)[Q1]串聯(lián)在照明系統(tǒng)的供電回路中。
專利摘要本實(shí)用新型屬于照明技術(shù)領(lǐng)域，旨在提供一種具備性能可靠、耐高低溫、體積小、定時(shí)準(zhǔn)確的節(jié)能照明開(kāi)關(guān)的自動(dòng)控制裝置。本實(shí)用新型包括直流電源電路和自動(dòng)控制電路兩部分，所述自動(dòng)控制電路由自動(dòng)定時(shí)控制單元和功率控制單元組成，所述的直流電源為R、C簡(jiǎn)易電源；自動(dòng)定時(shí)控制單元中采用了集成組件，由晶體振蕩器[IC1]輸出精確的時(shí)基信號(hào)，可編程分頻器[IC2]、[IC3]組合起來(lái)可對(duì)時(shí)基信號(hào)再分頻來(lái)產(chǎn)生所需要的準(zhǔn)確的定時(shí)信號(hào)，不同的組合方式可以產(chǎn)生不同的定時(shí)時(shí)間；定時(shí)信號(hào)輸入到自動(dòng)控制電路中的功率控制單元，該功率控制單元采用半導(dǎo)體元件，上電后220V交流電通過(guò)功率控制單元中的功率控制元件[IC4]向照明器供電，定時(shí)時(shí)間到，它切斷電源，使燈熄滅。
文檔編號(hào)H03K17/28GK2696264SQ20042002157
公開(kāi)日2005年4月27日 申請(qǐng)日期2004年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月2日
發(fā)明者丁志杰, 陳偉明 申請(qǐng)人:上海環(huán)照電器成套有限公司