CN103747580A - 一种智能路灯按需照明的控制方法 - Google Patents

一种智能路灯按需照明的控制方法 Download PDF

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张军朝
宋建成
赵荣香
方昀
陈俊杰
霍平
于亚运
施苗苗
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Abstract

本发明公开了一种智能路灯按需照明的控制方法，该方法采用有源PFC技术校正功率因数，利用变频功率控制技术，通过远程调光模式和独立调光模式这两种调光输出模式，采用多时段调光输出，达到路灯按需照明的目的。本发明使路灯在电网电压波动范围从120V到264V的情况下，功率因数达到0.97以上，并且使综合能耗节约了50％以上。满足低碳和节能的要求，符合国家的有关规定，具有一定的推广价值和广泛的应用前景。

Description

一种智能路灯按需照明的控制方法
技术领域
本发明涉及一种控制节能路灯的方法，特别是指一种智能路灯按需照明的控制方法。
背景技术
路灯、景观灯照明控制系统是一项复杂、多样的系统工程。近年来随着各地路灯、景观灯照明控制系统的大面积推广应用，每天要耗费大量的电能，其能耗问题日益引起社会的重点关注。
目前，现有的路灯控制方法不能满足现在对节能的要求，表现有以下几个方面：第一、在低交通流量的道路上仍然保持恒定的照明亮度，不能按照需求调控照明亮度，不能按照需求实现照明，造成了能源的不必要浪费。第二、电网电压波动严重造成维护费用居高不下。占整个照明行业照明灯具80%的高压钠灯的寿命一般是10～20年，但是由于路灯照明电路受居民用电高峰期影响，电压波动比较大，使得灯泡的寿命一般只能达到1年，甚至更少。频繁的更换灯泡，使得维护费用居高不下。第三、隔盏关灯的省钱方法弊大于利。由于要实现隔盏开灯，在施工的时候就必须先分好电缆的抽头，分好组，来实现分组控制，无形之中增加了施工的难度和施工成本。好多地方通过这种办法省了一些电费，却又引发了一些道路交通安全事故的发生。
发明内容
本发明的目的就是提供一种智能路灯按需照明的控制方法，实现路灯在电网电压大幅波动条件下的恒功率或降功率输出，实现路灯按需调控照明亮度，节省施工成本，同时提高路灯的节能效率。
本发明为了实现上述的目的所采用的技术方案是：一种智能路灯按需照明的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
采用变频控制技术，实现在电网电压大幅波动条件下的恒功率或降功率输出；
采用多时段调光输出技术，有效的满足了针对深夜行车少按需照明的要求，使综合能耗降低；
采用远程调光模式和独立调光模式两种调光输出模式，进行调光指令的输出。
所述变频控制技术，包括如下步骤：
采用有源PFC技术的整流电路，将输入有波动的交流电变换为稳定的直流电；
稳定的直流电通过霍尔电流传感器后输出到LC高频振荡电路产生高频交流电；
MCU频率控制电路根据霍尔电流传感器的信号来调整驱动频率，控制LC高频振荡电路的输出频率；
高频交流电通过一个扼流电路点亮路灯；
所述的路灯恒功率输出调控部分采用电流闭环控制方式，在确认没有开路或短路的情况下，利用采样电路采集的路灯负载电流大小，经A/D转换后将输出功率与设定的工作频率进行比较，然后按照功率-频率曲线调节路灯，使其在一定功率范围内恒功率输出。
所述多时段调光输出技术，是根据不同路段和不同时段所需路灯的亮度不同，调控路灯在不同时段、按照设定的功率恒功率输出。
所述远程调光模式是接收从网络协调器发出的调光指令并执行；所述独立调光模式是安装预置的多时段自动调光预案进行调光输出。
本发明所带来的有益效果是：通过对路灯的电流进行闭环控制，实现路灯恒功率输出，有效改善冷灯和热灯的点亮差异，采用多时段调光技术以及远程调光与独立调光相结合的调光模式，大大的提高了路灯的节能效率。
附图说明
图1是变频控制技术应用于路灯恒压控制的示意图。
图2是远程调光与独立调光模式的原理框图。
图3是多时段调光技术与传统技术路灯能耗对比图。
具体实施方式
一种智能路灯按需照明的控制方法，包括如下技术：
采用变频控制技术，如图1所示，实现在电网电压大幅波动条件下的恒功率或降功率输出，首先运用采用有源PFC技术的整流电路将输入有波动的交流电变换为稳定的380V直流电压，整流电路采用有源PFC技术，使电源功率因数大于0.99，并且无冲击电流、无能量反射、不污染电网，总电流明显下降，线路负载减轻50％以上；然后稳定的直流电通过霍尔电流传感器后输出到LC高频振荡电路，产生的高频交流电通过一个扼流电路后点燃HID气体放电灯；控制路灯频率的MCU则根据霍尔电流传感器的信号来调整驱动频率，由于PFC电路转换的直流电压是稳定的，则霍尔电流传感器所检测到的电流与PFC电路的电压乘积就是调光模块实际消耗的功率，监控中心下发的调光输出指令到达MCU后，MCU采集霍尔传感器信号计算实际消耗的功率，同时向目标功率平滑移动，并最终趋于稳定。
采用多时段调光输出技术，有效的满足了针对深夜行车少按需照明的要求，如图3给出的多时段调光技术与传统技术路灯能耗对比图可以看到，路灯综合能耗降低了25%。共有8个可预置功率输出的调光时段，最低功率输出30％。实践表明，路灯在额定电压以下工作时，寿命延长3倍以上。
采用远程调光模式和独立调光模式两种调光输出模式，进行调光指令的输出，如图2所示，具体的，远程调度模式是接收从网络协调器发出的调光指令并执行，独立调光模式是安装预置的多时段自动调光预案进行调光输出，设备上电后首先进入独立调光模式，当接收到调光指令后自动切换到远程调度模式。这两种模式的结合使得调光模块既可以与信息单元与协调器等无线设备组成网络使用，或者在分步建设的项目中首先作为节能产品投入使用，在将来接入无线设备即可组网运行。

Claims (5)

1.一种智能路灯按需照明的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
采用变频功率控制技术，实现在电网电压大幅波动条件下的恒功率或降功率输出；
采用多时段调光输出技术，有效的满足了针对深夜行车少按需照明的要求，使综合能耗降低；
采用远程调光模式和独立调光模式两种调光输出模式，进行调光指令的输出。
2.根据权利要求1所述的一种智能路灯按需照明的控制方法，其特征在于：所述变频功率控制技术，包括如下步骤：
采用有源PFC技术的整流电路，将输入有波动的交流电变换为稳定的直流电；
稳定的直流电通过霍尔电流传感器后输出到LC高频振荡电路产生高频交流电；
MCU频率控制电路根据霍尔电流传感器的信号来调整驱动频率，控制LC高频振荡电路的输出频率；
高频交流电通过一个扼流电路点亮路灯。
3.根据权利要求1所述的一种智能路灯按需照明的控制方法，其特征在于：所述的路灯恒功率输出调控部分采用电流闭环控制方式，在确认没有开路或短路的情况下，利用采样电路采集的路灯负载电流大小，经A/D转换后将输出功率与设定的工作频率进行比较，然后按照功率-频率曲线调节路灯，使其在一定功率范围内恒功率输出。
4.根据权利要求1所述的一种智能路灯按需照明的控制方法，其特征在于：所述多时段调光输出技术，是根据不同路段和不同时段所需路灯的亮度不同，调控路灯在不同时段、按照设定的功率恒功率输出。
5.根据权利要求1所述的一种智能路灯按需照明的控制方法，其特征在于：所述远程调光模式是接收从网络协调器发出的调光指令并执行；所述独立调光模式是安装预置的多时段自动调光预案进行调光输出。
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RJ01 Rejection of invention patent application after publication

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