CN111384772A - 直流照明配电设备和直流照明配电系统 - Google Patents

直流照明配电设备和直流照明配电系统 Download PDF

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Abstract

本申请涉及一种直流照明配电设备和直流照明配电系统；其中设备包括主进线开关、电源模块、回路控制模块、照明控制器和熔断器组，其中主进线开关依次通过电源模块、回路控制模块连接熔断器组；照明控制器分别连接电源模块和回路控制器；熔断器组包括多个熔断器，且每一个熔断器用于分别连接一个照明灯具；主进线开关将交流电压输入至电源模块；电源模块将交流电压转换成直流电压，并将直流电压传输至回路控制模块；照明控制器输出照明控制指令至回路控制模块；回路控制模块根据直流电压和照明控制指令控制照明灯具的运行状态。上述的直流照明配电设备不仅可以采用直流电对各照明灯具进行供电，方便了维修；而且可以现实智能化地控制。

Description

直流照明配电设备和直流照明配电系统
技术领域
本申请涉及直流配电技术领域，特别是涉及一种直流照明配电设备和直流照明配电系统。
背景技术
照明设备是日常生产生活必不可少的设备。目前，市面上的家用照明灯具通常是由入户配电箱提供AC220V电源，由86型开关面板对火线进行通断控制开关。这种传统的照明控制线路，功能单一，无法实现对每个灯具单独监测与控制，且供电系统电压为AC220V，使得用户后期对灯具的维护存在一定的人身安全隐患。
发明内容
基于此，有必要针对现有的直流照明配电设备功能单一，难以实现对各个灯具单独进行监测控制，且维修困难的技术问题，提供一种直流照明配电设备和直流照明配电系统。
本发明提供一种直流照明配电设备，包括：主进线开关、电源模块、回路控制模块、照明控制器和熔断器组，其中所述主进线开关依次通过所述电源模块、所述回路控制模块连接所述熔断器组；所述照明控制器分别连接所述电源模块和所述回路控制器；所述熔断器组包括多个熔断器，且每一个所述熔断器用于分别连接一个照明灯具；
所述主进线开关将交流电压输入至电源模块；所述电源模块将所述交流电压转换成直流电压，并将所述直流电压传输至所述回路控制模块；
所述照明控制器输出照明控制指令至所述回路控制模块；
所述回路控制模块根据所述直流电压和所述照明控制指令控制所述照明灯具的运行状态。
本发明提供的直流照明配电设备，采用主进线开关将输入的交流电压传输至电源模块，电源模块将交流电压转换成直流电压，回路控制模块可以将直流电压通过熔断器组对各照明灯具进行单独供电，从而实现对每一个或一路照明灯具进行单独控制；另外，照明控制器可以输出照明控制指令至回路控制模块，回路控制模块可以根据照明控制指令和直流电压控制各照明灯具的运行状态(例如开启、关闭、光颜色等等)，通过上述的直流照明配电设备不仅可以采用直流电对各照明灯具进行供电，方便了维修；而且可以现实智能化地控制。
进一步地，所述回路控制模块采集各所述照明灯具的运行状态，在所述运行状态故障时，调解所述运行状态。
进一步地，所述电源模块包括PFC电路、DC/DC变换器电路、辅助电源电路、输入检测保护电路、输出检测保护电路；
其中，所述输入检测保护电路、PFC电路、辅助电源电路、DC/DC变换器电路和所述输出检测保护电路依次连接。
进一步地，所述电源模块还包括EMI滤波器电路，所述EMI滤波器电路分别连接所述输入检测保护电路和所述PFC电路。
进一步地，所述DC/DC变换器电路包括依次连接的PWM发生器、高频变压器和整流滤波电路；所述PWM发生器连接所述PFC电路，所述整流滤波电路连接所述输出检测保护电路。
进一步地，还包括蓄电池组，所述蓄电池组分别连接所述电源模块和所述回路控制模块；所述电源模块对所述蓄电池组进行充电。
进一步地，所述蓄电池组包括状态采集模块和第一通信模块；
所述状态采集模块采集所述蓄电池组的电池组状态数据，并将所述电池组状态数据通过所述第一通信模块发送至所述电源模块；所述电源模块根据所述电池组状态数据对所述蓄电池组进行充电。
进一步地，所述主进线开关为断路器。
进一步地，所述照明控制器包括主控模块和第二通信模块，所述第二通信模块连接所述回路控制模块，且所述第二通信模块用于连接智能终端设备；
所述主控制模块通过所述第二通信模块接收所述智能终端设备发送的照明控制指令，并将所述照明控制指令通过所述第二通信模块发送至所述回路控制模块。
根据上述的直流照明配电设备，本发明还提供了一种直流照明配电系统。
一种直流照明配电系统，包括各照明灯具、智能终端设备和所述的直流照明配电设备；所述各照明灯具通过所述直流照明配电设备连接所述终端设备；
所述主进线开关将交流电压输入至电源模块；所述电源模块将所述交流电压转换成直流电压，并将所述直流电压传输至所述回路控制模块；
所述照明控制器接收所述智能终端设备发送的照明控制指令并传输至所述回路控制模块；
所述回路控制模块根据所述直流电压和所述照明控制指令控制所述照明灯具的运行状态。
上述的直流照明配电系统由于采用了上述的直流照明配电设备，具有直流照明配电设备相应的技术效果，如此上述的直流照明配电系可对每一个或一路照明灯具进行单独控制；另外，通过上述的直流照明配电设备不仅可以采用直流电对各照明灯具进行供电，方便了维修；而且可以现实智能化地控制。
附图说明
图1为本发明的直流照明配电设备一个实施例图；
图2是本发明的直流照明配电设备一个实施例图；
图3是本发明的直流照明配电设备一个实施例图，其中图A为正面含盖图，图B为正面不含盖图；
图4是本发明的直流照明配电设备一个实施例图；
图5是本发明的直流照明配电设备一个实施例图；
图6为本发明的直流照明配电系统一个实施例图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
本发明提供一种直流照明配电设备；图1是本发明直流照明配电设备的一个实施例图。如图1所示，一种直流照明配电设备，主进线开关10、电源模块20、回路控制模块30、照明控制器40和熔断器组50，其中主进线开关10依次通过电源模块20、回路控制模块30连接熔断器组50；照明控制器40分别连接电源模块20和回路控制器30；熔断器组50包括多个熔断器，且每一个熔断器用于分别连接一个照明灯具；主进线开关10将交流电压输入至电源模块20；电源模块20将交流电压转换成直流电压，并将直流电压传输至回路控制模块30；照明控制器40输出照明控制指令至回路控制模块30；回路控制模块30根据直流电压和照明控制指令控制照明灯具的运行状态。
具体的，主进线开关10主要用于将输入的交流电压(通常是220V电压)传送至电源模块20，其实质相当于直流照明配电设备总开关，起作用为控制电路的分或合(开或关)，并对输入交流电压的电路提供过流、过载以及短路的保护。电源模块20主要用于将交流电压转换成直流电压，并将直流电压输出至回路控制模块30以及照明控制器40，一方面采用直流电压对回路控制模块30和照明控制器40供电，一方面采用直流电压通过回路控制模块30以及熔断器组50对各照明灯具进行供电，从而控制照明灯具的开启或关闭。
另外，照明控制器40可以输出照明控制指令至回路控制模块30，从而使得回路控制模块30根据照明控制指令来控制各照明灯具的运行状态。其中，照明控制指令40可以是用户或照明控制人员通过照明控制器40输入的，也可以是照明控制器40从其他设备获取的，例如从其他智能终端设备获取的。照明控制指令包括照明灯具开启指令、关闭指令、照明灯具开启的数量、颜色、功率以及具体的开启方案(例如哪一个照明灯具开启)等。其中，照明灯具的运行状态表示灯具的状态，包括熄灭、点亮、亮度大小、灯光颜色等。
此外，回路控制模块30包括多个输出回路，每个输出回路都可以输出直流电压，且输出直流电压的大小可以不同，其中每一路输出回路都与熔断器组40中的一个熔断器对应连接，因此，每一个输出回路就可以通过与之对应的熔断器控制每一个照明灯具的运行状态，从而实现对每一个照明灯具进行单独控制。熔断器组50中的每一个熔断器主要用于对各照明灯具进行过流保护，在任一路电流过大时，对应的熔断器断开照明灯具与回路控制模块30的连接，从而避免相应的照明灯具损坏。
在一种可选的实施方式中，回路控制模块30包括8路输出回路，因此具备1-8路安全稳压直流输出。
本发明提供的直流照明配电设备，采用主进线开关10将输入的交流电压传输至电源模块20，电源模块20将交流电压转换成直流电压，回路控制模块30可以将直流电压通过熔断器组50对各照明灯具进行单独供电，从而实现对每一个或一路照明灯具进行单独控制；另外，照明控制器40可以输出照明控制指令至回路控制模块30，回路控制模块30可以根据照明控制指令和直流电压控制各照明灯具的运行状态(例如开启、关闭、光颜色等等)，通过上述的直流照明配电设备不仅可以采用直流电对各照明灯具进行供电，方便了维修；而且可以现实智能化地控制。
在其中一个实施例中，回路控制模块采集各照明灯具的运行状态，在运行状态故障时，调解运行状态。
具体的，回路控制模块30还可以采集各照明的运行状态，在运行状态故障时，调解其运行状态。采用该设备可以及时发现照明灯具中的故障，并快速地进行维修。
在其中一个实施例中，电源模块包括PFC电路、DC/DC变换器电路、辅助电源电路、输入检测保护电路、输出检测保护电路；其中，输入检测保护电路、PFC电路、辅助电源电路、DC/DC变换器电路和输出检测保护电路依次连接。
在其中一个实施例中，电源模块还包括EMI滤波器电路，EMI滤波器电路分别连接输入检测保护电路和PFC电路。
在其中一个实施例中，DC/DC变换器电路包括依次连接的PWM发生器、高频变压器和整流滤波电路；PWM发生器连接PFC电路，整流滤波电路连接输出检测保护电路。
具体的，电源模块包括由PFC电路、DC/DC变换器电路、辅助电源以及输入、输出检测保护电路。其中在，前级PFC电路之前还包括EMI滤波器电路，其中EMI滤波器电路和PFC电路用以实现交流输入的整流滤波和输入电流的校正；后级的DC/DC变换器电路包括PWM发生器、高频滤波器和整流滤波电路，其中PWM发生器控制前级PFC输出的DC电压、经过高频变压器输出后再整流滤波输出DC电压，用以实现将前级整流电压转换成电力操作系统要求的稳定的直流电压输出；辅助电源在输入PFC之后，DC/DC变换器(直流/直流变换器)之前，利用PFC的直流输出，产生控制电路所需的各路电源。输入检测电路实现输入过欠压、缺相等检测。输出检测电路用于DC/DC的检测保护电路，主要用于输出电压电流的检测，散热器温度的检测等。
其中，PFC电路通常采用无源PFC电路。
PFC(Power Factor Correction)，功率因数校正，功率因数指的是有效功率与总耗电量(视在功率)之间的关系，也就是有效功率除以总耗电量(视在功率)的比值。PFC分为两种，被动式PFC(又称无源PFC)和主动式PFC(有源PFC)。被动式PFC一般分“电感补偿式”和“填谷电路式(Valley Fill Circuit)”；“电感补偿式”是使交流输入的基波电流与电压之间相位差减小来提高功率因数，“电感补偿式”包括静音式和非静音式。“电感补偿式”的功率因数只能达到0.7～0.8，它一般在高压滤波电容附近。“填谷电路式(Valley FillCircuit)”属于一种新型无源功率因数校正电路，其特点是利用整流桥后面的填谷电路来大幅度增加整流管的导通角，通过填平谷点，使输入电流从尖峰脉冲变为接近于正弦波的波形，将功率因数提高到0.9左右，显著降低总谐波失真。与传统的电感式无源功率因数校正电路相比，其优点是电路简单，功率因数补偿效果显著，并且在输入电路中不需要使用体积大重量沉的大电感器。
EMI滤波器通常由串联电抗器和并联电容器组成的低通滤波电路，其作用是允许设备正常工作时的频率信号进入设备，而对高频的干扰信号有较大的阻碍作用。
在其中一个实施例中，如图2所示，还包括蓄电池组60，蓄电池组60分别连接电源模块20和回路控制模块30；电源模块20对蓄电池组60进行充电。
具体而言，直流照明配电设备还包括蓄电池组60，蓄电池组60主要用于在停电等故障时通过回路控制模块30为照明灯具提供应急供电，从而保障照明灯具在停电时也能正常工作。另外，蓄电池组60与电源模块20连接，电源模块20可以为蓄电池组60提供稳定的电压以供蓄电池组60充电。
在其中一个实施例中，蓄电池组包括状态采集模块和第一通信模块；状态采集模块采集蓄电池组的电池组状态数据，并将电池组状态数据通过第一通信模块发送至电源模块；电源模块根据电池组状态数据对蓄电池组进行充电。
在本实施例中，蓄电池组采用密封电池，并且在储电池组中内置有状态采集模块和第一通信模块，其中状态采集模块用于定时或实时采集蓄电池组中的状态数据，并通过第一通信模块发生至电源模块，便于电源模块及时了解蓄电池组中电量情况、充电情况等，然后根据实际情况及时安全地为蓄电池组充电。其中，状态数据包括电量数据、电流、电压数据等信息。
在其中一个实施例中，主进线开关为断路器。
具体的，断路器(circuit breaker)是指能够关合、承载和开断正常回路条件下的电流并能关合、在规定的时间内承载和开断异常回路条件下的电流的开关装置。断路器使用非常方便，动作精准，可以避免不必要的停电，提高供电的可靠性和安全性。
在其中一个实施例中，照明控制器包括主控模块和第二通信模块，第二通信模块连接回路控制模块，且第二通信模块用于连接智能终端设备；主控制模块通过第二通信模块接收智能终端设备发送的照明控制指令，并将照明控制指令通过第二通信模块发送至回路控制模块。
具体的，照明控制器包括主控模块和第二通信模块，其中主控模块通过第二通信模块连接回路控制模块，从而可以将照明控制指令通过第二通信模块发生至回路控制模块。另外，主控制模块也可以通过第二通信模块外接智能终端设备，从而接收智能终端设备发生的照明控制指令。
可选的，第一通信模块和第二通信模块可以是通讯芯片。
在其中一个实施例中，如图3-图4所示，该直流照明配电设备还包括外壳，其中主进线开关10、电源模块20、回路控制模块30、熔断器组50以及蓄电池组60通常安置于外壳的内部，其安装位置可以是壳体中任意位置，只要各设备之间不互相干扰即可；照明控制器40通常设置在外壳的外侧壁的顶部位置，便于控制。而照明灯具70安装在需要照明的场所(例如家中、会议厅等)。
在其中一个实施例中，如图5所示，电源模块包括调压整流模块和通讯芯片，具备可靠直流电源输出，数据发送和接收的功能。回路控制模块包括数据处理芯片、电源监测芯片、霍尔传感器和通讯芯片，为整个系统提供通讯和控制链路，可连接至外部网络，通过微信小程序或APP可监控全屋照明灯具。蓄电池组内置通讯芯片，反馈电池状态信息和充电状态信息。照明控制器内置通讯芯片，可下达控制指令和接收状态信息。照明灯具包括由控制芯片和通讯芯片组成，执行照明控制器下达的指令和上传灯具的状态信息。各主元器件内置通讯芯片，实现数据的互联互通，以实现一种新型直流智能照明配电线路。另外，在回路控制模块20与照明灯具70之间采用无极性二总线与回路控制模块连接，将供电线与信号线合二为一，实现了信号和供电共用一个总线的技术，节省了施工和线缆成本，灯具具有独立的地址码，给现场施工和后期维护带来了极大的便利，保障了照明控制器对灯具的控制，提高了灯具的智能性能；灯具配置控制与通讯芯片，内部采用贴片工艺，电子元器件高度模块化，并配置了CPU，高质的数据处理能力和优质的电子元器件保障了灯具自身寿命和稳定运行。
在一种优选的实施方式中，通讯芯片可以是SP485EEN-L/TR收发器。
根据上述的直流照明配电设备，本发明还提供了一种直流照明配电系统。
一种直流照明配电系统，如图6所示，包括各照明灯具70、智能终端设备80和的直流照明配电设备；各照明灯具通过直流照明配电设备连接终端设备；主进线开关10将交流电压输入至电源模块20；电源模块20将交流电压转换成直流电压，并将直流电压传输至回路控制模块30；照明控制器40接收智能终端设备80发送的照明控制指令并传输至回路控制模块30；回路控制模块30根据直流电压和照明控制指令控制照明灯具的运行状态。
上述的直流照明配电系统由于采用了上述的直流照明配电设备，具有直流照明配电设备相应的技术效果，如此上述的直流照明配电系可对每一个或一路照明灯具进行单独控制；另外，通过上述的直流照明配电设备不仅可以采用直流电对各照明灯具进行供电，方便了维修；而且可以现实智能化地控制。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种直流照明配电设备，其特征在于，包括：主进线开关、电源模块、回路控制模块、照明控制器和熔断器组，其中所述主进线开关依次通过所述电源模块、所述回路控制模块连接所述熔断器组；所述照明控制器分别连接所述电源模块和所述回路控制器；所述熔断器组包括多个熔断器，且每一个所述熔断器用于分别连接一个照明灯具；
所述主进线开关将交流电压输入至电源模块；所述电源模块将所述交流电压转换成直流电压，并将所述直流电压传输至所述回路控制模块；
所述照明控制器输出照明控制指令至所述回路控制模块；
所述回路控制模块根据所述直流电压和所述照明控制指令控制所述照明灯具的运行状态。
2.根据权利要求1所述的直流照明配电设备，其特征在于，所述回路控制模块采集各所述照明灯具的运行状态，在所述运行状态故障时，调解所述运行状态。
3.根据权利要求2所述的直流照明配电设备，其特征在于，所述电源模块包括PFC电路、DC/DC变换器电路、辅助电源电路、输入检测保护电路、输出检测保护电路；
其中，所述输入检测保护电路、PFC电路、辅助电源电路、DC/DC变换器电路和所述输出检测保护电路依次连接。
4.根据权利要求3所述的直流照明配电设备，其特征在于，所述电源模块还包括EMI滤波器电路，所述EMI滤波器电路分别连接所述输入检测保护电路和所述PFC电路。
5.根据权利要求4所述的直流照明配电设备，其特征在于，所述DC/DC变换器电路包括依次连接的PWM发生器、高频变压器和整流滤波电路；所述PWM发生器连接所述PFC电路，所述整流滤波电路连接所述输出检测保护电路。
6.根据权利要求1-5任一项所述的直流照明配电设备，其特征在于，还包括蓄电池组，所述蓄电池组分别连接所述电源模块和所述回路控制模块；所述电源模块对所述蓄电池组进行充电。
7.根据权利要求6所述的直流照明配电设备，其特征在于，所述蓄电池组包括状态采集模块和第一通信模块；
所述状态采集模块采集所述蓄电池组的电池组状态数据，并将所述电池组状态数据通过所述第一通信模块发送至所述电源模块；所述电源模块根据所述电池组状态数据对所述蓄电池组进行充电。
8.根据权利要求6所述的直流照明配电设备，其特征在于，所述主进线开关为断路器。
9.根据权利要求1-5任一项所述的直流照明配电设备，其特征在于，所述照明控制器包括主控模块和第二通信模块，所述第二通信模块连接所述回路控制模块，且所述第二通信模块用于连接智能终端设备；
所述主控制模块通过所述第二通信模块接收所述智能终端设备发送的照明控制指令，并将所述照明控制指令通过所述第二通信模块发送至所述回路控制模块。
10.一种直流照明配电系统，其特征在于，包括各照明灯具、智能终端设备和权利要求1-9任一项所述的直流照明配电设备；所述各照明灯具通过所述直流照明配电设备连接所述终端设备；
所述主进线开关将交流电压输入至电源模块；所述电源模块将所述交流电压转换成直流电压，并将所述直流电压传输至所述回路控制模块；
所述照明控制器接收所述智能终端设备发送的照明控制指令并传输至所述回路控制模块；
所述回路控制模块根据所述直流电压和所述照明控制指令控制所述照明灯具的运行状态。
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