CN107491138B - 功率限制器及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种功率限制器及其控制方法，功率限制器包括AC频率检测电路，用于检测电源的频率；电源电路，用于控制功率限制器打开或者关闭；过零检测电路，用于检测由短路或者AC过零的信号引起电平变化的中断；记数器，用于统计过零次数；模数转换电路，从过零点开始，在间隔时间内读取负载的电压；微控制单元，其接收AC频率检测电路、过零检测电路、模数转换电路的输出信号，并输出控制信号到电源电路、记数器，并从过零点开始，在间隔时间内计算出单次的有功功率，并计算周期内有功功率的平均值。

Description

功率限制器及其控制方法
技术领域
本发明涉及一种功率限制器及其控制方法。
背景技术
由于能源的缺乏，节能环保，杜绝浪费已经成为全球共同关注的问题，例如，美国对于照明灯具的功率就有明确的限制，而在我国，节能增效、降低成本、提高资源利用效率，对全面建设和谐社会，实现国民经济持续、快速、健康发展具有重要意义。
因此有必要设计一种节能性良好的功率限制器，现有的功率限制器由于其自身需要一定的能源进行驱动，因此在灯具使用过程中，功率限制器自身的损耗原因，从而造成了一定的资源浪费。
发明内容
本发明的目的在于克服上述技术的不足，从而提供一种功率限制器，能耗低，节能效果好，大大降低成本。
本发明所采用的技术方案是这样的：功率限制器，包括：
AC频率检测电路，用于检测电源的频率；
电源电路，用于控制功率限制器打开或者关闭；
过零检测电路，用于检测由短路或者AC过零的信号引起电平变化的中断；
记数器，用于统计过零次数；
模数转换电路，从过零点开始，在间隔时间内读取负载的电压；
微控制单元，其接收AC频率检测电路、过零检测电路、模数转换电路的输出信号，并输出控制信号到电源电路、记数器，并从过零点开始，在间隔时间内计算出单次的有功功率，并计算周期内有功功率的平均值。
进一步改进的是：50HZ的电源采样次数为75次，60HZ的电源采样次数为63次。
进一步改进的是：所述微控制单元内设置有判断功率限制器是否第一次上电的判断模块。
本发明的目的在于克服上述技术的不足，从而提供一种功率限制器的控制方法，能耗低，节能效果好，大大降低成本。
本发明所采用的技术方案是这样的：功率限制器的控制方法，包括以下步骤：
S1：检测电源的AC频率设定采样次数N；
S2：由短路或者AC过零的信号引起电平变化的中断将功率限制器的开关打开，将功率限制器从睡眠状态唤醒；
S3：判断功率限制器是否是第一次上电，第一次上电时，功率限制器打开输出，定时记录过零次数，过零次数≤X次，功率限制器打开输出并进入睡眠状态，过零次数＞X次，功率限制器打开输出并将定时记数器重启，非第一次上电时，检测有无过功率出现，若出现过功率，则功率限制器关闭输出进入睡眠状态，若未出现过功率，则通过定时记数器统计过零次数，过零次数≤X次，功率限制器打开输出并进入睡眠状态，过零次数＞X次，功率限制器打开输出并将定时记数器重启，其中20≤X≤30；
S4：功率限制器打开输出并将定时记数器重启后，对负载的功率进行采样并计算，从过零点开始，在间隔时间t内读取电源的电压，计算出负载的单次有功功率，然后取有功功率的平均值，t=T/N，其中T为电源的周期，负载连续四个周期功率大于25W，标记有过功功率发生，功率限制器关闭输出进入睡眠状态，负载四个周期功率≤25W，功率限制器直接进入睡眠状态。
进一步改进的是：从过零点开始，每隔130μs读取电源的电压，计算出负载的单次有功功率，然后取有功功率的平均值。
通过采用前述技术方案，本发明的有益效果是：功率限制器具有睡眠状态以及激活状态，打开电源后，功率限制器在较短时间内对负载的功率进行检测，当负载符合使用标准后，功率限制器打开输出后处于睡眠状态，若负载不符使用标准，功率限制器关闭输出后仍然进入睡眠状态，因此节约了资源，大大降低了使用成本。
附图说明
图1为本发明流程图；
图2为本发明的电路图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本发明。
如图1-图2所示，本发明公开一种功率限制器包括：
AC频率检测电路，用于检测电源的频率；
电源电路，用于控制功率限制器打开或者关闭；
过零检测电路，用于检测由短路或者AC过零的信号引起电平变化的中断；
记数器，用于统计过零次数；
模数转换电路，从过零点开始，在间隔时间内读取负载的电压；
微控制单元，其接收AC频率检测电路、过零检测电路、模数转换电路的输出信号，并输出控制信号到电源电路、记数器，并从过零点开始，在间隔时间内计算出单次的有功功率，并计算周期内有功功率的平均值。
有功功率的平均值的计算公式如下：P平均=（P1+P2+P3...+PN）/N，其中N为采样次数；
P单次功率=UAC×I入；UAC=（1+RUP/Rdown）×URef，I入=UAC/RA，其中RUP为图2中R5串R6的等效值，Rdown为图2中R13的等效值；URef为模数转换电路读取的负载电压值；RA为图2中R18并R19的等效值。
本实施例中优选的实施方式为，50HZ的负载采样次数为75次，60HZ的负载采样次数为63次。
本实施例中优选的实施方式为，所述微控制单元内设置有判断功率限制器是否第一次上电的判断模块。
功率限制器的控制方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：检测负载的AC频率设定采样次数；
S2：由短路或者AC过零的信号引起电平变化的中断将功率限制器的电源电路打开，将功率限制器从睡眠状态唤醒；
S3：判断功率限制器是否是第一次上电，第一次上电时，功率限制器打开输出，定时记录过零次数，过零次数≤25次，功率限制器打开输出并进入睡眠状态，过零次数＞25次，功率限制器打开输出并将定时记数器重启，非第一次上电时，检测有无过功率出现，若出现过功率，则功率限制器关闭输出进入睡眠状态，若未出现过功率，则通过定时记数器统计过零次数，过零次数≤25次，功率限制器打开输出并进入睡眠状态，过零次数＞25次，功率限制器打开输出并将定时记数器重启；
S4：功率限制器打开输出并将定时记数器重启后，对负载的功率进行采样并计算，从过零点开始，每隔130μs读取负载的电流以及电压，计算出单次的有功功率，然后取有功功率的平均值，负载连续四个周期功率大于25W，标记有过功功率发生，功率限制器关闭输出进入睡眠状态，负载四个周期功率≤25W，功率限制器直接进入睡眠状态。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征及其优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.功率限制器，其特征在于：包括：
AC频率检测电路，用于检测电源的频率；
电源电路，用于控制功率限制器打开或者关闭；
过零检测电路，用于检测由短路或者AC过零的信号引起电平变化的中断；
记数器，用于统计过零次数；
模数转换电路，从过零点开始，在间隔时间内读取负载的电压；
微控制单元，其接收AC频率检测电路、过零检测电路、模数转换电路的输出信号，并输出控制信号到电源电路、记数器，并从过零点开始，在间隔时间内计算出单次的有功功率，并计算周期内有功功率的平均值。
2.根据权利要求1所述的功率限制器，其特征在于：50HZ的电源采样次数为75次，60HZ的电源采样次数为63次。
3.根据权利要求1所述的功率限制器，其特征在于：所述微控制单元内设置有判断功率限制器是否第一次上电的判断模块。
4.根据权利要求1所述的功率限制器的控制方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：检测电源的AC频率设定采样次数N；
S2：由短路或者AC过零的信号引起电平变化的中断将功率限制器的开关打开，将功率限制器从睡眠状态唤醒；
S3：判断功率限制器是否是第一次上电，第一次上电时，功率限制器打开输出，定时记录过零次数，过零次数≤X次，功率限制器打开输出并进入睡眠状态，过零次数＞X次，功率限制器打开输出并将定时记数器重启，非第一次上电时，检测有无过功率出现，若出现过功率，则功率限制器关闭输出进入睡眠状态，若未出现过功率，则通过定时记数器统计过零次数，过零次数≤X次，功率限制器打开输出并进入睡眠状态，过零次数＞X次，功率限制器打开输出并将定时记数器重启，其中20≤X≤30；
S4：功率限制器打开输出并将定时记数器重启后，对负载的功率进行采样并计算，从过零点开始，在间隔时间t内读取电源的电压，计算出负载的单次有功功率，然后取有功功率的平均值，t=T/N，其中T为电源的周期，负载连续四个周期功率大于25W，标记有过功率发生，功率限制器关闭输出进入睡眠状态，负载四个周期功率≤25W，功率限制器直接进入睡眠状态。
5.根据权利要求4所述的功率限制器的控制方法，其特征在于：从过零点开始，每隔130μs读取电源的电压，计算出负载的单次有功功率，然后取有功功率的平均值。
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