CN109976224B - 一种充气式照明灯柱用的智能控制电路 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种充气式照明灯柱用的智能控制电路，集成于智能控制箱内，包括开关电源、控制电路板、第一接触器、分压元件、以及第二接触器；开关电源连接发电机组，并且用于对控制电路板、第一接触器、以及第二接触器进行供电；控制电路板分别连接第一接触器和第二接触器的控制线圈；第一接触器通过分压元件连接智能控制箱的充气电机，以形成低速控制回路；第二接触器连接智能控制箱的充气电机，以形成高速控制回路；控制电路板还连接开关按键、内置于充气式照明灯柱的姿态传感器、气压传感器、以及气流传感器。

Description

一种充气式照明灯柱用的智能控制电路

技术领域

本发明涉及抢险救灾照明技术领域，特别涉及一种充气式照明灯柱用的智能控制电路。

背景技术

充气式照明灯柱是一种携带便捷、操作简单、快速给用灯场所点灯的照明设备。可以减少传统照明拉线、立杆、抬设备等各种麻烦的操作。充气式照明灯柱是一种自发电的照明设备。可以一机进场，快速启动，一键自动给灯柱充气，30秒内完成灯柱充气并把灯立直到7米高，并自动点灯。把整个灯柱形成为通透照明发光体，给以灯柱为圆心半径50米内场所，提供良好作业照明。可广泛运用于抢险救灾现场、大型工地夜间作业、大型广场活动照明。

例如，有公开号为CN101493188A的专利文献就公开了这么一种充气式照明灯柱。但是，该专利文献公开的充气式照明灯柱对风机的控制只能实现开和关，不能控制风机的风量。在运行过程中，存在因风量过大而鼓破柔性灯柱、摔破钠灯的隐患。并且，在关风机过程中，存在柔性灯柱快速坠落而摔破钠灯的隐患。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种充气式照明灯柱用的智能控制电路，可以使充气式照明灯柱大幅降低照明灯摔破的隐患。

本发明的技术方案是，一种充气式照明灯柱用的智能控制电路，集成于智能控制箱内，包括开关电源、控制电路板、第一接触器、分压元件、以及第二接触器。所述开关电源连接发电机组，并且用于对所述控制电路板、所述第一接触器、以及所述第二接触器进行供电。所述控制电路板分别连接所述第一接触器和所述第二接触器的控制线圈。所述第一接触器通过所述分压元件连接所述智能控制箱的充气电机，以形成低速控制回路。所述第二接触器连接所述智能控制箱的充气电机，以形成高速控制回路。所述控制电路板还连接开关按键、内置于充气式照明灯柱的姿态传感器、气压传感器、以及气流传感器。其中，当所述开关按键按下时，所述低速控制回路接通，以使所述充气电机以第一速度进行运行。当所述气流传感器的气流检测值和所述气压传感器的气压检测值在FFT算法中的振幅极大值和振幅极小值之差小于设定值、并且所述姿态传感器的欧拉角检测值不变时，所述高速控制回路接通，以使所述充气电机以第二速度进行运行。

作为一种实施方式，所述分压元件为容量为10-45uF的运行电容。

作为一种实施方式，所述控制电路板包括公共端、第一输出端、以及第二输出端。所述公共端连接至零线，所述公共端和所述第一输出端、所述第二输出端分别形成一内部开关。所述第一输出端连接至所述第一接触器的控制线圈一端，所述第一接触器的控制线圈另一端连接至火线。所述第二输出端连接至所述第二接触器的控制线圈一端，所述第二接触器的控制线圈另一端连接至火线。

作为一种实施方式，还包括整流器、电容器、以及第一插座。所述整流器和所述电容器串联后连接在所述第一接触器的一组开关触头上。所述第一插座并联在电容器的两端。所述控制电路板包括第三输出端。所述第三输出端连接至第一插座的控制端。

作为一种实施方式，所述第一插座为法式插座。

作为一种实施方式，还包括断路器和第二插座。所述第二插座通过所述断路器连接至零线和火线。

作为一种实施方式，所述第二插座为欧式插座。

本发明相比于现有技术的有益效果是，为智能控制箱的充气电机提供低速控制回路和高速控制回路。其中的低速控制回路和高速控制回路分别由第一接触器和第二接触器进行控制。控制电路板连接姿态传感器、气压传感器、以及气流传感器，以控制切换第一接触器和第二接触器。当开关按键按下时，低速控制回路接通，以使充气电机以较低的速度进行运行。对应着的是充气式照明灯柱逐渐膨胀并且呈竖立状态、或者充气式照明灯柱逐渐收缩并且呈非竖立状态。当气流传感器的气流检测值和气压传感器的气压检测值在FFT算法中的振幅极大值和振幅极小值之差小于设定值、并且姿态传感器的欧拉角检测值不变时，高速控制回路接通，以使充气电机以较高的速度进行运行。对应着的是充气式照明灯柱快速膨胀由不稳定状态过渡到稳定状态、或者充气式照明灯柱快速收缩由稳定状态过渡到不稳定状态。因此，本发明提供的充气式照明灯柱用的智能控制电路，可以使充气式照明灯柱缓慢上升以及缓慢降落，从而大幅降低照明灯摔破的隐患。

附图说明

图1为本发明实施方式提供的充气式照明灯柱用的智能控制电路的第一电气图；

图2为本发明实施方式提供的充气式照明灯柱用的智能控制电路的第二电气图；

图3为本发明实施方式提供的充气式照明灯柱用的智能控制电路的第三电气图；

图4为本发明实施方式提供的充气式照明灯柱用的智能控制电路的第四电气图；

图5为本发明实施方式提供的充气式照明灯柱用的智能控制电路的第五电气图。

图中：100、开关电源；200、控制电路板；201、公共端；202、第一输出端；203、第二输出端；204、第三输出端；300、第一接触器；400、分压元件；500、第二接触器；600、充气电机；700、开关按键；800、姿态传感器；801、T触发器；802、斯密特触发器；803、与门电路；804、第一电压跟随电路；900、气压传感器；901、第二电压跟随电路；1000、气流传感器；1001、第三电压跟随电路；1100、整流器；1200、电容器；1300、第一插座；1400、断路器；1500、第二插座。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明上述的和另外的实施方式和优点进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施方式仅仅是本发明的部分实施方式，而不是全部实施方式。

在一种实施方式中，如图1所示。充气式照明灯柱用的智能控制电路集成于智能控制箱(图中未示出)内，其包括开关电源100、控制电路板200、第一接触器300、分压元件400、以及第二接触器500。开关电源100连接发电机组(发电机组属于充气式照明灯柱的一个部件，图中未示出)，并且用于对控制电路板200、第一接触器300、以及第二接触器500进行供电。在本实施方式中，开关电源100具有交流输出和直流输出。交流输出即零线N和火线L之间的220V交流电压。直流输出即正极V﹢负极V﹣之间的24V或者12V直流电压。控制电路板200分别连接第一接触器300和第二接触器500的控制线圈。在本实施方式中，第一接触器300的控制线圈和第二接触器500的控制线圈两端分别以1、2线号示出。控制线圈用于控制接触器。在第一接触器300中，共有两组开关触头在投用。其中的102、204线号为一组，其中的203、102线号为另一组。在第二接触器500中，只有一组开关触头在投用，即102、209线号的一组。第一接触器300通过分压元件400连接智能控制箱的充气电机600，以形成低速控制回路。第二接触器500连接智能控制箱的充气电机600，以形成高速控制回路。在本实施方式中，控制电路板200使低速控制回路和高速控制回路之间互锁。在低速控制回路接通的情况下，高速控制回路不接通；在高速控制回路接通的情况下，低速控制回路不接通。控制电路板200还连接开关按键700、内置于充气式照明灯柱的姿态传感器800、气压传感器900、以及气流传感器1000。其中，当开关按键700按下时，低速控制回路接通，以使充气电机600以第一速度进行运行。智能控制箱的充气电机600以较低的速度对充气式照明灯柱进行充气。当气流传感器1000的气流检测值和气压传感器900的气压检测值在FFT算法中的振幅极大值和振幅极小值之差小于设定值、并且姿态传感器800的欧拉角检测值不变时，高速控制回路接通，以使充气电机600以第二速度进行运行。智能控制箱的充气电机600以较高的速度对充气式照明灯柱进行充气。

在本、实施方式中，充气式照明灯柱用的智能控制电路为智能控制箱的充气电机600提供低速控制回路和高速控制回路。其中的低速控制回路和高速控制回路分别由第一接触器300和第二接触器500进行控制。控制电路板200连接姿态传感器800、气压传感器900、以及气流传感器1000，以控制切换第一接触器300和第二接触器500。当开关按键700按下时，低速控制回路接通，以使充气电机600以第一速度进行运行。对应着的是充气式照明灯柱逐渐膨胀并且呈竖立状态、或者充气式照明灯柱逐渐收缩并且呈非竖立状态。FFT算法是离散傅氏变换的快速算法，在本实施方式中，应用FFT算法来判断充气式照明灯柱是否稳定。当气流传感器1000的气流检测值和气压传感器900的气压检测值在FFT算法中的振幅极大值和振幅极小值之差小于设定值、并且姿态传感器800的欧拉角检测值不变时，即判断出充气式照明灯柱处于临界稳定状态时，控制电路板200控制智能控制箱的充气电机600以第二速度向充气式照明灯柱进行充气。设定值经过有限次试验确定，和充气式照明灯柱的大小、体积、以及质量，充气电机600的速度，充气式照明灯柱的排气速度均直接相关。这里对应着的是，充气式照明灯柱快速膨胀由不稳定状态过渡到稳定状态、或者充气式照明灯柱快速收缩由稳定状态过渡到不稳定状态。因此，在本实施方式中，充气式照明灯柱用的智能控制电路可以使充气式照明灯柱缓慢上升以及缓慢降落，从而大幅降低照明灯摔破的隐患。

在控制电路板200的控制下，可以使充气式照明灯柱缓慢上升，形成约7m高的垂直立柱体。由于充气式照明灯柱为通透照明发光体，因此可以形成以立柱体为圆心，半径为50m的照明区域。在本实施方式中，发电机组以功率为2.5kW便携式发电机作为主体。照明灯为1000W的高穿透性能照明灯。充气式照明灯柱的灯罩为一种具有耐磨、防水、防火、透光等性能的纤维织成布匹并且表面镀膜。以使该充气式智能照明灯柱可广泛运用于抢险救灾现场、大型工地、以及大型广场等多种场合。

在一种实施方式中，如图5所示。充气式照明灯柱用的智能控制电路还包括T触发器801、斯密特触发器802、与门电路803、第一电压跟随电路804、第二电压跟随电路901、以及第三电压跟随电路1001。姿态传感器800通过T触发器801、斯密特触发器802、与门电路803、以及第一电压跟随电路804连接控制电路板200。其中，姿态传感器800的输出端分别连接T触发器801的输入端和斯密特触发器802的输入端。T触发器801的输出端连接与门电路803的一输入端。斯密特触发器802的输出端连接与门电路803的另一输入端。与门电路803通过第一电压跟随电路804连接控制电路板200。气压传感器900通过第二电压跟随电路901连接控制电路板200。气流传感器1000通过第三电压跟随电路1001连接控制电路板200。在本实施方式中，第一电压跟随电路804、第二电压跟随电路901、以及第三电压跟随电路1001均仅以最简符号示出。实际上，电压跟随电路的类型有许多种，具体选择还视传感器的信号输出类型而定。

在本实施方式中，气压传感器900和气流传感器1000分别在第二电压跟随电路901和第三电压跟随电路1001的作用下，以向控制电路板200提供相对稳定的信号输出。在充气式照明灯柱工作时，由于需要气压传感器900的气压检测值和气流传感器1000的气流检测值实时提供信号输出，因此仅为气压传感器900和气流传感器1000配以电压跟随电路。在本实施方式中，当气流传感器1000的气流检测值和气压传感器900的气压检测值在FFT算法中的振幅极大值和振幅极小值之差小于设定值、并且姿态传感器800的欧拉角检测值不变时，高速控制回路接通，以使充气电机600以第二速度进行运行。而由于充气式照明灯柱在构造上的特殊性，即充气式照明灯柱即使垂直竖立也不十分稳定，加上环境中不确定因素的干扰，容易导致控制电路板200误测。在本实施例中，借着T触发器801的保持特性和斯密特触发器802的滞回特性，配以与运算，使得控制电路板200可以抗干扰。在充气式照明灯柱工作时，如果出现暂时性倾斜又马上复原的，姿态传感器800的欧拉角检测值照样不变。此外，姿态传感器800还在第三电压跟随电路1001的作用下，以向控制电路板200提供相对稳定的信号输出。

在一种实施方式中，分压元件400为容量为10-45uF的运行电容。在本实施方式中，在充气电机600的控制回路上串联运行电容，可以分掉一部分的电压，从而降低了充气电机600的工作电压。在本实施例中，充气电机600没有全速运行。所对应的，在开机或者关机的初始阶段，充气电机600以第一速度进行运行。使得充气式照明灯柱逐渐膨胀并且呈竖立状态、或者充气式照明灯柱逐渐收缩并且呈非竖立状态。从而使得充气式照明灯柱缓慢上升以及缓慢降落，大幅降低照明灯摔破的隐患。

在一种实施方式中，如图2所示。充气式照明灯柱用的智能控制电路的控制电路板200包括公共端201、第一输出端202、以及第二输出端203。公共端201连接至零线，公共端201和第一输出端202、第二输出端203分别形成一内部开关。在本实施方式中，公共端201和第一输出端202在一条线上，公共端201也和第二输出端203在一条线上，其线接通与否取决于控制电路板200。图2中，公共端201以202线号示出。第一输出端202、第二输出端203分别以302、301线号示出。第一输出端202连接至第一接触器300的控制线圈一端，第一接触器300的控制线圈另一端连接至火线。因此，当控制电路板200使公共端201和第一输出端202这条线闭合时，第一接触器300的控制线圈两端分别接上了零线和火线，以至于第一接触器300的控制线圈通电，使得第一接触器300中的两组开关触头闭合。同理，当控制电路板200使公共端201和第二输出端203这条线闭合时，第二接触器500的控制线圈两端分别接上了零线和火线，以至于第二接触器500的控制线圈通电，使得第二接触器500中的两组开关触头闭合。

在一种实施方式中，如图3所示。充气式照明灯柱用的智能控制电路还包括整流器1100、电容器1200、以及第一插座1300。整流器1100和电容器1200串联后连接在第一接触器300的一组开关触头上。第一插座1300并联在电容器1200的两端。在本实施方式中，整流器1100用于进行整流，电容器1200用于进行滤波，从而使得第一插座1300可以获得稳定的电压。在本实施方式中，控制电路板200包括第三输出端204。第三输出端204连接至第一插座1300的控制端。第一插座1300的接通与否取决于控制电路板200。在使用时，第一插座1300用于为照明灯和报警灯进行供电。并且，充气式照明灯柱在缓慢上升，形成约7m高的垂直立柱体之后，控制电路板200才控制第一插座1300接通，使得照明灯发亮。在一种优选的实施方式中，第一插座1300为法式插座。

在一种实施方式中，如图4所示。充气式照明灯柱用的智能控制电路还包括断路器1400和第二插座1500。第二插座1500通过断路器1400连接至零线和火线。在本实施方式中，可以通过第二插座1500进行取电。如图4所示，第二插座1500连接在开关电源100的交流输出上，所以可以在开关电源100上进行取电。并且设置断路器1400作为保护，当外接负载超载时，断路器1400立即断开。在一种优选的实施方式中，第二插座1500为欧式插座。

以上的具体实施方式，对本发明的发明目的、技术方案、以及有益效果进行了进一步的详细说明。应当理解，以上仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围。特别指出，对于本领域技术人员而言，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种充气式照明灯柱用的智能控制电路，集成于智能控制箱内，其特征在于，包括开关电源(100)、控制电路板(200)、第一接触器(300)、分压元件(400)、以及第二接触器(500)；

所述开关电源(100)连接发电机组，并且用于对所述控制电路板(200)、所述第一接触器(300)、以及所述第二接触器(500)进行供电；所述控制电路板(200)分别连接所述第一接触器(300)和所述第二接触器(500)的控制线圈；所述第一接触器(300)通过所述分压元件(400)连接所述智能控制箱的充气电机(600)，以形成低速控制回路；所述第二接触器(500)连接所述智能控制箱的充气电机(600)，以形成高速控制回路；

所述控制电路板(200)还连接开关按键(700)、内置于充气式照明灯柱的姿态传感器(800)、气压传感器(900)、以及气流传感器(1000)；其中，当所述开关按键(700)按下时，所述低速控制回路接通，以使所述充气电机(600)以第一速度进行运行；当所述气流传感器(1000)的气流检测值在FFT算法中的振幅极大值和振幅极小值之差以及所述气压传感器(900)的气压检测值在FFT算法中的振幅极大值和振幅极小值之差小于设定值、并且所述姿态传感器(800)的欧拉角检测值不变时，所述高速控制回路接通，以使所述充气电机(600)以第二速度进行运行。

2.根据权利要求1所述的充气式照明灯柱用的智能控制电路，其特征在于，所述分压元件(400)为容量为10-45uF的运行电容。

3.根据权利要求1所述的充气式照明灯柱用的智能控制电路，其特征在于，所述控制电路板(200)包括公共端(201)、第一输出端(202)、以及第二输出端(203)；

所述公共端(201)连接至零线，所述公共端(201)和所述第一输出端(202)、所述第二输出端(203)分别形成一内部开关；所述第一输出端(202)连接至所述第一接触器(300)的控制线圈一端，所述第一接触器(300)的控制线圈另一端连接至火线；所述第二输出端(203)连接至所述第二接触器(500)的控制线圈一端，所述第二接触器(500)的控制线圈另一端连接至火线。

4.根据权利要求1所述的充气式照明灯柱用的智能控制电路，其特征在于，还包括整流器(1100)、电容器(1200)、以及第一插座(1300)；

所述整流器(1100)和所述电容器(1200)串联后连接在所述第一接触器(300)的一组开关触头上；所述第一插座(1300)并联在电容器(1200)的两端；

所述控制电路板(200)包括第三输出端(204)；所述第三输出端(204)连接至第一插座(1300)的控制端。

5.根据权利要求4所述的充气式照明灯柱用的智能控制电路，其特征在于，所述第一插座(1300)为法式插座。

6.根据权利要求1所述的充气式照明灯柱用的智能控制电路，其特征在于，还包括断路器(1400)和第二插座(1500)；所述第二插座(1500)通过所述断路器(1400)连接至零线和火线。

7.根据权利要求6所述的充气式照明灯柱用的智能控制电路，其特征在于，所述第二插座(1500)为欧式插座。

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