CN201248165Y

CN201248165Y - 智能光控时控户外灯的节能控制装置

Info

Publication number: CN201248165Y
Application number: CNU2008200358401U
Authority: CN
Inventors: 陈建桦; 陈涛; 吴宝庆
Original assignee: Nanjing Product Quality Supervision and Inspection Institute
Current assignee: Nanjing Product Quality Supervision and Inspection Institute
Priority date: 2008-05-13
Filing date: 2008-05-13
Publication date: 2009-05-27
Anticipated expiration: 2018-05-13

Abstract

智能光控时控户外灯的节能控制装置，包括电源电路、光控电路、时控电路、组合控制开关、执行电路构成，电源电路分别连接光控电路、时控电路、组合控制开关和执行电路的电源输入端，光控电路和时控电路连接执行电路，光控电路和时控节能控制电路提供工作状态和选择控制信号输出连接时控电路，组合控制开关和执行电路的输出与户外灯(6)连接。本实用新型完全克服人工操作开启和关闭户外灯的缺点，且工作灵敏、稳定、可靠、可防光干扰和闪烁，有效节约电能，而且使用方便，在应急情况下可手动直接开启和关闭户外灯。

Description

智能光控时控户外灯的节能控制装置

一、技术领域

本实用新型涉及一种户外灯控制装置，尤其是智能光控时控节能控制装置，主要由电源电路、组合控制开关、光控电路、时控节能电路执行电路等组成。

二、背景技术

目前户外灯一般有霓虹灯、招牌广告灯、庭院灯、航标灯、施工警示灯、园林景点灯、路灯以及各种装饰灯等。其中大多数由人工控制户外灯开关实行开启和关闭，使用上比较麻烦，常因人手不足或忙碌而忘记将户外灯开启或关闭，在城市道路往往可以看到大白天路灯仍然亮灯的现象，导致能源浪费。

虽然户外灯的节能控制已经有光控(如楼道灯控制)或时控(如路灯控制器)的控制装置，但单一的光控或时控对节能的效果还不够明显，而将二者组合可以达到户外灯的智能节能控制。

三、发明内容

本实用新型的目的是提供一种户外灯智能光控时控的节能控制装置，可在夜晚或白天遇到大雾天气，自然光照强度不足的情况下，光控自动开启点亮户外灯，当白天光线充足的情况下，光控自动关闭熄灭户外灯；在光控电路工作的同时，接通定时时间控制电路，可根据实际需要，设定持续通电时间，实现智能定时控制户外灯持续通电开启和关闭的时间；当午夜过后进入深夜，人们活动逐渐减少，在光控延时(5h)后，适当降低户外灯亮度，实现节约能源的作用。如遇应急情况亦可手动直接开启和关闭户外灯；本智能控制装置通过一种综合控制电路，具备光控、光控+延时节能、光控+时控、手动等多种控制方式。

本实用新型的目的是这样实现的，户外灯智能光控时控的节能控制装置，包括电源电路、光控电路、时控电路、组合控制开关、执行电路构成，电源电路分别连接光控电路、时控电路、组合控制开关和执行电路的电源输入端，光控电路和时控电路连接执行电路，光控电路和时控节能控制电路提供工作状态和选择控制信号输出连接时控电路，组合控制开关和执行电路的输出与户外灯6连接。

执行电路根据光控电路和时控节能控制电路的控制信号，智能控制户外灯的开启和关闭。户外灯6分别与执行电路4和组合控制开关5输出连接。户外灯可根据需要并联若干灯组，若负载功率大于2kw，可加装交流接触器增大控制功率。

所述光控电路由光敏电阻器RG、电阻器R2、R3、R4，电容器C2、C3，可变电阻器RP1、时基电路IC1(555集成电路)等组成，电阻器(R2、R3、R4)和电容器是时基电路的配置元件，光敏电阻器(RG)连接时基电路的输入，时基电路的输出连接执行电路的继电器输入端。光控电路根据光照强度的强弱自动控制户外灯的开启和关闭。光控电路设有光控延时电路，如延时5h后，可自动降低户外灯的亮度，达到节电的作用。亦可根据实际需要，设定户外灯持续通电的时间。

时控电路由(555集成电路)IC2，延时定时选择开关S2(设置在组合控制开关内)，电阻器R5～R12，可变电阻器RP2、电容器C4、C5等组成。延时定时选择开关连接时基电路的输入，时基电路的输出连接执行电路的继电器输入端。根据控制信号可对户外灯在自动光控的同时，对户外灯持续通电的时间及延时节能实现智能控制。

组合控制开关设有五个接点，即手动接点，光控延时节能接点，三个定时控制接点。当将组合控制开关拨到不同的接点时，即可实现相应的控制功能。组合控制开关具有延时、定时时间设定和控制状态设定，可实现光控+延时、光控+时控、手动等三种控制状态的选择。执行电路由电阻器R4、R10、R12，晶体管V1、V2，继电器J1、J2、J3和二极管VD5、VD6以及发光二极管LED组成。根据光控电路和时控节能电路供应的控制信号，智能执行户外灯的开启和关闭。电源电路连接电源端，以提供电源。电源电路由整流二极管VD1～VD4、降压电阻器R1、滤波电容器C1和稳压二极管VS组成。

本智能控制装置除了具有智能光控户外灯自动开启和关闭外，还具有延时节能，定时时间设定选择等自动控制功能。

当将组合控制开关拔到光控延时节能接点，在夜晚或白天大雾天气，自然光强度不足时，由于光敏电阻RG阻值增大，继电器J1通电吸合，其常开触头接通，同时将延时节能电路接通，户外灯进入定时照明状态，当延时(5h)后，随着向C4充电电压的升高，IC2输出低电平，J2释放，接通限流电路，由于二极管VD7限流作用，使户外灯工作电流减小，因而其亮度有所降低，实现节能。在白天自然光强度充足，光敏电阻RG受光照射呈低阻状态，继电器J1处于释放状态，户外灯自动熄灭，于是随着自然光线强度变化，实现户外灯光控自动开启或关闭，完全杜绝户外灯白天亮灯的现象，防止电能浪费，而夜晚又能依据不同季节及时亮灯。午夜后，大部分人的活动逐渐减少，户外灯亮度可适当减弱，实现节能。

当将组合控制开关分别拨到三个定时时间控制接点时，光控电路工作的同时，定时时间控制电路开始工作，光控电路为555集成电路IC2提供+12V工作电压，通过对电容器C4的充电，定时持续通电时间分别为4小时，6小时和8小时。在设定的定时通电时间结束时，IC2的2脚和6脚输入电压将升至2VCC/3，IC2内电路翻转，3脚由高电平变为低电平，继电器J3释放，J3-1断开，户外灯的工作电源被切断，户外灯熄灭。若定时时间不满足要求时，可通过改变R7～R9的电阻值，设定实际需要的任何持续通电时间。

当将组合控制开关拨到手动接点，手动直接控制户外灯的开启或关闭，满足应急情况需要。

本实用新型使用方便，有效节约能源，工作灵敏，可靠性高，稳定性强，可防止光干扰和闪烁，并可延长户外灯使用寿命。

本实用新型的有益效果是，随着自然光照强度的变化，自动实现光控户外灯的开启和关闭，同时接通定时时间控制电路，由于户外灯多种多样，实际需要的持续通电时间要求不同，如霓虹灯、广告灯具有广告和城市装饰功能，它和路灯一样在入夜后人们活动频繁时十分需要，但当午夜后，人们活动逐渐稀少，广告逐渐失去作用，就不必要整夜亮灯，又如公园园林景点灯，庭院灯等，到了一定时间后就要关闭，这种类型的户外灯就可通过定时时间的选择加以满足。城市道路路灯虽然需要整夜亮灯，但午夜过后进入深夜时，道路行人也逐渐减少，此时适当降低路灯的亮度是可行的，既可照明又可节能，本智能控制装置实现定时工作后又可实现延时节能功能，即光控延时5小时后，在继电器J2的控制下，转接触点b，接通限流电路，通过二极管VD7限流，使得户外灯工作电流降低，亮度适当减弱一些，起到节能的作用。并可根据实际需要，设定持续通电时间，实现智能定时开启和关闭户外灯。亦可直接手动开启和关闭户外灯。

本实用新型的有益效果是：完全克服人工操作开启和关闭户外灯的缺点，且工作灵敏、稳定、可靠、可防光干扰和闪烁，有效节约电能，而且使用方便，在应急情况下可手动直接开启和关闭户外灯。

四、附图说明

图1为本实用新型的原理方框图

图2为本实用新型的光控时控节能电路图

图3为组合控制开关接线示意图

图中：R1～R12电阻器、RP1、RP2可变电阻器、RG光敏电阻器、C1～C5电容器、VD1～VD7硅整流二极管、VS硅稳压二极管、LED发光二极管、V1、V2硅NPN晶体管、IC1和IC2555集成电路、J1、J2、J3、12V直流继电器、K组合控制开关(内设延时定时选择转换开关S2)、J1-1、J1-2、J2-1、J3-1、J手控制继电器、FU熔断器、EL户外灯。

五、具体实施方式

下面结合附图对本实用新型工作原理进行说明：

1、电源电路工作过程：交流220V电压经整流二极管VD1～VD4整流后变为直流电压，通过电阻器R₁，限流降压，滤波电容器C1滤波，二极管VS稳压后，为光控电路2、时控节能控制电路3和执行电路4提供+12V工作电压V_CC。

2、智能光控延时节能控制电路工作过程：本电路由555集成电路IC1等构成的施密特电路和RC稳态延时控制电路组成。当将组合控制开关拨到光控延时节能接点2时(继电器J2被接入IC2执行电路)，光控电路开始工作，在白天，光敏电阻器RG受自然光照射阻值降低呈低阻状态，电源通过RG、R3加到555集成电路IC1的输入端2脚和6脚的电压均为高电平(高于2VCC/3)3脚输出低电平，光控执行电路中晶体管管V1处于截止状态，继电器J1处于释放状态，户外灯不通电、灯不亮。夜幕来临后，随着自然光照强度的下降，光敏电阻器RG因失去自然光照射或光线强度变弱而阻值增大，555集成电路IC1的2脚、6脚电压逐渐下降，当IC1的2脚电压降至V_CC/3，IC1内部的电路翻转，3脚输出高电平，光控执行电路中晶体管V1饱和导通，继电器J1通电吸合，其常开触头J1-1接通。与此同时控制继电器J1-2合上，接通延时节能控制电路，当J1-2接通后，电源通过RP2、R6向C4充电，在充电之初，由于C4上的电压不能立即升高，IC2电路输入端2脚6脚处于低电平，IC2电路3脚输出高电平，V2饱和导通，继电器J2通电吸合，控制J2-1接通触点a，点亮户外灯EL。随着C4的电压不断升高，达5小时后，IC2输入端2脚、6脚上升为高电压时，IC2输出端脚3为低电平，J2释放，J2-1自动转接触点b，接通限流电路，在二极管VD7的限流作用下，使得户外灯工作电流适当减小，户外灯亮度略有降低，起到节能作用，并可延长户外灯的使用寿命。

第二天天亮后，自然光强度逐渐增强，光敏电阻RG的阻值逐渐变小，IC1的2脚、6脚电压逐渐上升，当IC1的6脚电压升至2V_CC/3时，IC1内部的电路翻转，3脚由高电平变为低电平，继电器J1控制J1-1断电，户外灯EL熄灭。因此随着自然光强度强弱的变化，由光控电路和延时节能电路实现户外灯的自动开启和关闭。通过调节可变电阻RP1和RP2的阻值，可以调节光控的灵敏度。C3，C5为抗干扰电容器，可消除突然的强光对户外灯产生的抖动和闪烁，从而延长户外灯的使用寿命。

3、定时时间控制电路工作原理：

本电路由555集成电路IC2和RC电路组成。当将组合控制开关分别拨到定时时间控制接点3、4、5时(继电器J3被接入IC2执行电路)，+12V电压分别通过电阻器R7、R8、R9(Rn)。对电容器C4充电，在充电之初，由于C4上的电压不能突变，IC2电路输入端2脚、6脚处于低电平，IC2电路3脚输出高电平，V2饱和导通，继电器J3通电吸合，J3-1被接通，点亮户外灯EL。由于R7、R8、R9电阻值的不同，根据对C4充电时间的不同，实现定时控制，定时持续通电时间分别为4小时，6小时，8小时，在设定的定时通电时间结束时，IC2输入电路的2脚和6脚的电压将升至2V_CC/3，IC2内电路翻转，3脚由高电平变为低电平输出，继电器J3释放，J3-1自动断开，户外灯工作电源被切断，户外灯熄灭。本电路对户外灯实现光控自动开启和关闭的同时，实现定时控制户外灯的持续开启时间。

如果所设三档定时设定时间不能满足实际需要时，可通过改变电阻器Rn的大小，重新设定户外灯实际需要的任何持续开启时间。

4、当将组合控制开关拨到手动接点1，继电器J手接通，则可手动直接控制户外灯的开启和关闭，满足临时或发生应急情况时的需要。

5、本实用新型电路较为简单实用、光控电路与时控电路共用同一电源电路，定时、延时共用一套555集成电路。元器件少，成本低，具有智能光控延时节能、定时时间选择及手动等多种控制户外灯通/断功能，明显节约能源。工作稳定，抗干扰能力强，不会因偶然的强光照射而引起误动作或闪烁，从而提高工作稳定和可靠，并延长户外灯的使用寿命。灵敏度高、误差小，选用光敏电阻器RG其亮阻小于2kΩ，暗阻大于10MΩ，光控能力强。具有过载保护，设置了熔断器，若户外灯负载功率大于2kw可加装交流接触器增大控制功率。

Claims

1、智能光控时控户外灯的节能控制装置，包括电源电路、光控电路、时控电路、组合控制开关、执行电路构成，其特征是电源电路分别连接光控电路、时控电路、组合控制开关和执行电路的电源输入端，光控电路和时控电路连接执行电路，光控电路和时控节能控制电路提供工作状态和选择控制信号输出连接时控电路，组合控制开关和执行电路的输出与户外灯(6)连接。

2、根据权利要求1所述的智能光控时控户外灯的节能控制装置，其特征是户外灯分别与执行电路(4)和组合控制开关(5)的输出连接。

3、根据权利要求1所述的智能光控时控户外灯的节能控制装置，其特征是所述光控电路由光敏电阻器(RG)、电阻器(R2、R3、R4)，电容器(C2、C3)，可变电阻器(RP1)和时基电路(IC1)组成，电阻器(R2、R3、R4)和电容器是时基电路的配置元件，光敏电阻器(RG)连接时基电路的输入，时基电路的输出连接执行电路的继电器输入端。

4、根据权利要求1所述的智能光控时控户外灯的节能控制装置，其特征是所述时控电路由时基电路(IC2)，设置在组合控制开关内的延时定时选择开关(S2)，电阻器

(R5～R12)，可变电阻器(RP2)、电容器(C4、C5)组成；延时定时选择开关连接时基电路的输入，时基电路的输出连接执行电路的继电器输入端。

5、根据权利要求1所述的智能光控时控户外灯的节能控制装置，其特征是组合控制开关设有五个接点，即手动接点，光控延时节能接点，三个定时控制接点。