專利名稱：一種照明智能控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及智能控制領(lǐng)域，尤其涉及一種照明智能控制系統(tǒng)。 絲狀
在我國由于各地電壓高低參差不齊，因此各類燈具在設(shè)計時，為了滿足其 自身在不同情況下均能正常啟動與發(fā)光，其設(shè)計電壓一般低于標(biāo)準(zhǔn)相電壓；而 電力系統(tǒng)為減小輸送時的損耗，往往提高輸送電壓，造成照明燈具實際工作電 壓偏高。這些超額的電壓不僅不能讓燈具更有效率地工作，還存在兩大負面影 響浪費電能與縮短燈具壽命。
就熒光燈管而言，僅在啟動時需要足夠的額定電壓激發(fā)熒光物質(zhì)，使燈管 發(fā)光。在預(yù)置時間內(nèi)，智能系統(tǒng)感應(yīng)到燈管的功率已完全發(fā)揮后，即自動調(diào)整 負載電壓，燈管便可轉(zhuǎn)入節(jié)電模式工作，節(jié)電系統(tǒng)同時進入自動在線檢測狀態(tài)。 根據(jù)大量實驗結(jié)果表明，電源電壓每降低10%時，熒光燈照度只降低7%左右， 而人眼對光線的感覺則是對數(shù)關(guān)系即當(dāng)光線照度減小10%，人的視覺感覺亮 度只減小1%，因此合理減少燈具輸入功率所產(chǎn)生的照度微弱變化人眼幾乎感覺 不到，但在延長燈具壽命和減少維護成本上都具有積極意義。
現(xiàn)有市場上的調(diào)壓產(chǎn)品，基本分為兩種自耦變壓器調(diào)壓與可控硅調(diào)壓。 但這兩種存在嚴重的不足。自耦變壓器調(diào)壓為變比式調(diào)壓，只能把電源電壓輸 出成一定比例的電壓，輸出電壓不能調(diào)節(jié)，并且當(dāng)電源電壓變化時，輸出電壓 不可控制，容易產(chǎn)生滅燈的后果?？煽毓枵{(diào)壓最大的缺點就是諧波含量過高， 此種設(shè)備安裝于燈具上，大大縮短了燈具的使用壽命，并且對電網(wǎng)污染比較嚴 重。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述的技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種照明智能控制系統(tǒng)，其目的 在于以電磁感應(yīng)方式將供電系統(tǒng)的輸入電壓予以優(yōu)化，采用AC-AC直接變換技 術(shù)調(diào)整電壓，自動平滑地調(diào)節(jié)電路的電壓和電流幅度，提高照明系統(tǒng)的功率因 數(shù)，降低燈具和線路的工作溫度。
本發(fā)明提供了一種照明智能控制系統(tǒng)，所述照明智能控制系統(tǒng)電性連接于
輸入電源與照明負載之間，該照明智能控制系統(tǒng)包括
信號檢測單元，檢測所述輸入電源的電源參數(shù)，并輸出一檢測結(jié)果；
4CPU控制單元，與所述信號檢測單元電性連接，接收所述檢測結(jié)果并輸出第 一控制信號；
磁電轉(zhuǎn)換單元，與所述CPU控制單元電性連接，并根據(jù)所述第一控制信號 控制輸入負載的電壓，使負載正常工作；
自動旁路系統(tǒng)，與所述CPU控制單元電性連接；當(dāng)CPU控制單元檢測到有 故障信息時還輸出第二控制信號使自動旁路系統(tǒng)為負載供電；自動旁路系統(tǒng)與 磁電轉(zhuǎn)換單元互鎖；
其中，所述信號檢測單元、所述磁電轉(zhuǎn)換單元以及所述自動旁路系統(tǒng)彼此 并聯(lián)。
還包括交流電源保護單元，通過該交流電源保護單元，輸入電源與所述信 號檢測單元、所述CPU控制單元、所述磁電轉(zhuǎn)換單元以及所述諧波控制單元分 別電性連接。
磁電轉(zhuǎn)換單元包括一主變壓器、 一控制變壓器、 一調(diào)節(jié)變壓器、隔離接觸 器、續(xù)流電阻以及第一觸點控制繼電器，其中所述主變壓器、所述控制變壓器、 所述調(diào)節(jié)變壓器及所述隔離接觸器彼此串聯(lián)連接。所述隔離接觸器包括第一隔離接觸器與第二隔離接觸器，所述主變壓器、 所述控制變壓器、所述調(diào)節(jié)變壓器及所述第一及第二隔離接觸器依據(jù)第一隔離 接觸器、主變壓器、控制變壓器、調(diào)節(jié)變壓器、第二隔離接觸器的順序串聯(lián)連 接；第一控制信號對第一觸點控制繼電器的開關(guān)進行控制，以控制輸入負載的 電壓。
所述信號檢測單元包括電流采集裝置和電壓采集裝置，電壓采集裝置串接 在第二隔離接觸器和CPU控制單元之間，所述信號檢測單元采集的電流信號和 電壓信號發(fā)送至CPU控制模塊。
CPU控制單元還根據(jù)所述檢測結(jié)果輸出第三控制信號；還包括諧波控制單 元，與所述CPU控制單元電性連接，并根據(jù)所述第三控制信號除去輸入負載的 電壓的諧波。
所述諧波控制單元包括組容吸收元件及第二觸點控制繼電器；第三控制信
號對第二觸點控制繼電器中的開關(guān)進行控制，以除去輸入負載的電壓的諧波。 所述自動旁路系統(tǒng)包括切換接觸器，切換接觸器與隔離接觸器互鎖。 所述交流電源保護單元包括空氣開關(guān)，空氣開關(guān)和電源串聯(lián)后分別與信號
檢測單元、所述磁電轉(zhuǎn)換單元以及所述自動旁路系統(tǒng)連接。 空氣開關(guān)和電源串聯(lián)后還與指示燈連接。 采用本發(fā)明的照明智能控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)在確保燈光能夠正常工作的條
件下，給燈光一個最佳的照明功率，既可減少由于過壓所造成的照明眩光，使燈光所發(fā)出的光線更加柔和，照度分布更加均勻，從而達到輸給照明負載的電 壓為燈具設(shè)計電壓的最佳值，這樣既節(jié)省用電，又延長燈具的壽命，同時對電 源的諧波含量進行控制，保證了用電質(zhì)量及輸出電壓的穩(wěn)定。


圖l是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)方框圖； 圖2是本發(fā)明的電路原理圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明做進一步的詳細描述。
如圖l所示，本發(fā)明提供的照明智能控制系統(tǒng)主要包括交流電源保護單元、 信號檢測單元、CPU控制單元、磁電轉(zhuǎn)換單元、諧波控制單元、自動旁路系統(tǒng)。 具體的電路結(jié)構(gòu)如圖2所示。其中交流電源保護單元包括指示燈HL1-HL3、空 氣開關(guān)Q1;信號檢測單元包括電流互感器T11-T13、電壓采集裝置AD2; CPU 控制單元包括單片機、供電電源AD1;磁電轉(zhuǎn)換單元包括主變壓器T1，控制變 壓器T2，調(diào)節(jié)變壓器T3，隔離接觸器KM2、 KM3 (施耐德接觸器LC1D)，續(xù) 流電阻R31-11、 R32-12、 R33-13，控制繼電器K14-K22(施耐德繼電器)；諧波控 制單元包括阻容吸收Cl-C3;自動旁路系統(tǒng)包括系統(tǒng)切換接觸器KM1。
由外部交流電接入本控制系統(tǒng)中的空氣開關(guān)，然后經(jīng)過空氣開關(guān)分別傳輸 給CPU控制單元(市電通過AD1轉(zhuǎn)換為直流12V輸送給CPU控制單元作為電 源，當(dāng)然CPU控制單元可以由另外的直流電源提供。負載側(cè)電壓及電源側(cè)電流 通過處理后輸送給此單元，作為反饋信號)、磁電轉(zhuǎn)換單元、諧波控制單元、自 動旁路系統(tǒng)。此四部分主電路電源部分屬于并聯(lián)關(guān)系。
啟動設(shè)備，在規(guī)定的時間內(nèi)，電壓柔和的升至市電電壓。等燈光達到啟動 時間后，進入調(diào)節(jié)階段。首先信號檢測單元通過電子采集板檢測電壓信號，通 過數(shù)據(jù)傳輸線傳輸給CPU控制單元。CPU控制單元接受到信號測試單元的信號， 然后分析電壓狀況，根據(jù)反饋的電壓值，CPU通過比較反饋電壓與設(shè)定電壓的 差值。判斷輸出電壓的變化情況，然后根據(jù)差值的大小，控制一個常開觸點， 利用此觸點控制繼電器Kll-K22、接觸器KM1-KM3的線圈。當(dāng)諧波含量高于 5%時，控制K11-K13對濾波阻容C1-C3進行投切，使電路達到要求。當(dāng)電源電 壓發(fā)生變化時，反饋裝置AD2將信號傳輸給CPU, CPU通過控制K14-K22開 關(guān)的不同組合，來調(diào)節(jié)磁電轉(zhuǎn)換單元Tl-T3的磁場，然后由此傳輸給負載一個 穩(wěn)定的電壓。具體為在進入工作狀態(tài)后，分為8個階段調(diào)壓
0階段電壓輸出保持不變，K14， K17， K20吸和；
6l階段電壓輸出降低0-5V，K15，K12，K20吸和;
2階段電壓輸出降低0-IOV，K14，K18，K20吸和
3階段電壓輸出降低5-15V，K15，K18，K20吸和
4階段電壓輸出降低0-20V，K14，K17，K21吸和
5階段電壓輸出降低5-25V，K15，K17，K21吸和
6階段電壓輸出降低10-30V， K14， K18， K21吸和;
7階段電壓輸出降低5-35V， K15， K18， K21吸和。 K16在R31， R21， Rll工作之后延時吸和。 K19在R32， R22， R12工作之后延時吸和。 K22在R33, R23， R13工作之后延時吸和。
當(dāng)檢測故障時，CPU通過獲取的電源電流，電壓信號。分析輸入信號與一 個基準(zhǔn)值進行比較。當(dāng)電壓低于3 G 0 V高于4 2 0 V。電流超過設(shè)計電流的 1.5倍時，判定輸入信號的數(shù)值屬于故障范圍，CPU通過輸出端口控制KM1 的線圈，使設(shè)備切換至自動旁路狀態(tài)。旁路接觸器KM1與隔離接觸器KM2、 KM3互鎖。磁電轉(zhuǎn)換單元中的TI為主線圈，T2、 T3為輔助調(diào)節(jié)線圈。利用控 制變壓系統(tǒng)的特殊繞組，相互之間交叉組合，通過控制K14-K22開關(guān)的組合， 調(diào)節(jié)每個電磁線圈的公共端。通過線圈變比的變化，調(diào)節(jié)電磁線圈T1、 T2、 T3 的磁通量。根據(jù)磁電轉(zhuǎn)換原理，輸出可控電壓。TI、 T2、 T3為串聯(lián)，順序為隔 離接觸器KM2-Tl-T2-T3-隔離接觸器KM3。兩側(cè)用兩個接觸器將其與市電隔離。
本發(fā)明的工作原理主要是由CPU構(gòu)成主要的控制電路，CPU先通過對信號 檢測單元的輸入信號進行計算獲取電路參數(shù)，再通過控制繼電器、觸發(fā)器件等 來間接控制T1、 T2、 T3。調(diào)節(jié)T1、 T2、 T3線圈的控制磁場，由此產(chǎn)生一個與 主磁場相反的控制磁場，來控制輸出電壓。
本發(fā)明實現(xiàn)的功能如下
軟啟動/全壓啟動用戶可根據(jù)燈具種類的不同選用軟啟動或全壓啟動，以 保證燈具能正常啟動，并延長其壽命，其啟動時間可調(diào)。
無級調(diào)壓本節(jié)能系統(tǒng)動態(tài)跟蹤輸入電壓，自動調(diào)節(jié)輸出電壓，使燈具工
作在恒壓狀態(tài)，以保證燈具正常運行，達到最大節(jié)能效果。并且保證調(diào)節(jié)過程 中電壓無斷電，無級調(diào)壓。
多層保護功能具備低電流旁通、低電壓旁通、過載(過流)保護、短路 保護等功能，并且實現(xiàn)故障自動旁通并報警功能。
斷電自動記憶恢復(fù)功能自動恢復(fù)斷電之前的所有設(shè)置。
遠程控制接口 具有電腦及遠程自動化控制RS-485或RS-232接口 ；可用于遠
程控制升級，及現(xiàn)場電腦修改程序。凈化電源對電網(wǎng)不產(chǎn)生任何諧波污染，優(yōu)化電網(wǎng)，擴大電容寬裕度。有 效過濾電流波動和沖擊，降低了無功損耗，優(yōu)化電網(wǎng)及照明設(shè)備各項運行指標(biāo)。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不脫離權(quán)利要求書確定的本發(fā)明的精神和范圍的條件 下，還可以對以上內(nèi)容進行各種各樣的修改。因此本發(fā)明的范圍并不僅限于以 上的說明，而是由權(quán)利要求書的范圍來確定的。
權(quán)利要求
1.一種照明智能控制系統(tǒng)，所述照明智能控制系統(tǒng)電性連接于輸入電源與負載之間，其特征在于，該照明智能控制系統(tǒng)包括信號檢測單元，檢測所述輸入電源的電源參數(shù)，并輸出一檢測結(jié)果；CPU控制單元，與所述信號檢測單元電性連接，接收所述檢測結(jié)果并輸出第一控制信號；磁電轉(zhuǎn)換單元，與所述CPU控制單元電性連接，并根據(jù)所述第一控制信號控制輸入負載的電壓，使負載正常工作；自動旁路系統(tǒng)，與所述CPU控制單元電性連接；當(dāng)CPU控制單元檢測到有故障信息時還輸出第二控制信號使自動旁路系統(tǒng)為負載供電；自動旁路系統(tǒng)與磁電轉(zhuǎn)換單元互鎖；其中，所述信號檢測單元、所述磁電轉(zhuǎn)換單元以及所述自動旁路系統(tǒng)彼此并聯(lián)。
2、 如權(quán)利要求1所述的照明智能控制系統(tǒng)，其特征在于，還包括交流電源 保護單元，通過該交流電源保護單元，輸入電源與所述信號檢測單元、所述CPU 控制單元、所述磁電轉(zhuǎn)換單元以及所述諧波控制單元分別電性連接。
3、 如權(quán)利要求1所述的照明智能控制系統(tǒng)，其特征在于，磁電轉(zhuǎn)換單元包 括一主變壓器、 一控制變壓器、 一調(diào)節(jié)變壓器、隔離接觸器、續(xù)流電阻以及第 一觸點控制繼電器，其中所述主變壓器、所述控制變壓器、所述調(diào)節(jié)變壓器及 所述隔離接觸器彼此串聯(lián)連接。
4、 如權(quán)利要求3所述的照明智能控制系統(tǒng)，其特征在于，所述隔離接觸器 包括第一隔離接觸器與第二隔離接觸器，所述主變壓器、所述控制變壓器、所 述調(diào)節(jié)變壓器及所述第一及第二隔離接觸器依據(jù)第一隔離接觸器、主變壓器、 控制變壓器、調(diào)節(jié)變壓器、第二隔離接觸器的順序串聯(lián)連接；第一控制信號對 第一觸點控制繼電器的開關(guān)進行控制，以控制輸入負載的電壓。
5、 如權(quán)利要求4所述的照明智能控制系統(tǒng)，其特征在于，所述信號檢測單 元包括電流采集裝置和電壓采集裝置，電壓采集裝置串接在第二隔離接觸器和 CPU控制單元之間，所述信號檢測單元采集的電流信號和電壓信號發(fā)送至CPU 控制模塊。
6、 如權(quán)利要求1所述的照明智能控制系統(tǒng)，其特征在于，CPU控制單元還 根據(jù)所述檢測結(jié)果輸出第三控制信號；還包括諧波控制單元，與所述CPU控制 單元電性連接，并根據(jù)所述第三控制信號除去輸入負載的電壓的諧波。
7、 如權(quán)利要求6所述的照明智能控制系統(tǒng)，其特征在于，所述諧波控制單 元包括組容吸收元件及第二觸點控制繼電器；第三控制信號對第二觸點控制繼 電器中的開關(guān)進行控制，以除去輸入負載的電壓的諧波。
8、 如權(quán)利要求3所述的照明智能控制系統(tǒng)，其特征在于，所述自動旁路系 統(tǒng)包括切換接觸器，切換接觸器與隔離接觸器互鎖。
9、 如權(quán)利要求2所述的照明智能控制系統(tǒng)，其特征在于，所述交流電源保 護單元包括空氣開關(guān)，空氣開關(guān)和電源串聯(lián)后分別與信號檢測單元、所述磁電 轉(zhuǎn)換單元以及所述自動旁路系統(tǒng)連接。
10、 如權(quán)利要求9所述的照明智能控制系統(tǒng)，其特征在于，空氣開關(guān)和電 源串聯(lián)后還與指示燈連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種照明智能控制系統(tǒng)，照明智能控制系統(tǒng)電性連接于輸入電源與照明負載之間，該照明智能控制系統(tǒng)包括信號檢測單元，檢測所述輸入電源的電源參數(shù)，并輸出一檢測結(jié)果；CPU控制單元，與所述信號檢測單元電性連接，接收所述檢測結(jié)果并輸出第一控制信號；磁電轉(zhuǎn)換單元，與所述CPU控制單元電性連接，并根據(jù)所述第一控制信號控制輸入負載的電壓，使負載正常工作；自動旁路系統(tǒng)，與所述CPU控制單元電性連接；當(dāng)CPU控制單元檢測到有故障信息時還輸出第二控制信號使自動旁路系統(tǒng)為負載供電；自動旁路系統(tǒng)與磁電轉(zhuǎn)換單元互鎖。采用本發(fā)明的照明智能控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)在確保燈光能夠正常工作的條件下，給燈光一個最佳的照明功率。
文檔編號H05B41/36GK101541136SQ200910119430
公開日2009年9月23日 申請日期2009年3月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月13日
發(fā)明者孫建成, 薛新偉 申請人:北京天地慧源節(jié)能電器有限公司