CN204994017U - 一种基于电流波纹消除电路的智能交通照明系统 - Google Patents

一种基于电流波纹消除电路的智能交通照明系统 Download PDF

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Abstract

一种基于电流波纹消除电路的智能交通照明系统，本实用新型涉及智能交通照明系统，其旨在解决现有交通照明装置，存在电能浪费，光强过明、过暗，不能自适应环境光光强、缺乏应急电源且危害人体健康等技术问题。该结构特征包括电力线，进一步包括与电力线连接的控制电路：其中包括电流波纹消除驱动器，发送模拟信号；自适应光强路灯：接收和/或发送模拟信号；控制电路：接收模拟信号；分别与控制电路和自适应光强路灯连接的应急电源电路：还与电力线连接。本实用新型用于搭建智能交通照明系统。

Description

一种基于电流波纹消除电路的智能交通照明系统
技术领域
本发明涉及智能交通照明系统，具体涉及一种基于电流波纹消除电路的智能交通照明系统。
背景技术
现有交通照明装置，通常采用固定时间开光和固定发光光强的路灯；存在浪费电能的问题，如夏日傍晚，自然光光强还比较足够时，定时触发发光，造成能源浪费；还存在不能随环境光改变光强的问题，如隧道口路灯，不论驾驶员进入隧道或驶出隧道，由于人眼对光强变化需要反应时间，驾驶员都会产生明显的短暂视觉感光能力下降；缺乏应急电源，如十字路口处，街区断电发生时照明无法得以保障；流过LED负载的电流含有100Hz的纹波，导致LED负载输出的光含有100Hz的频闪。尽管人的肉眼难以觉察这种低频频闪，但是人眼长期处在这种照明环境下，会造成视觉神经疲劳，危害人体健康。
发明内容
针对上述现有技术，本发明目的在于提供一种基于电流波纹消除电路的智能交通照明系统，其旨在解决现有交通照明装置，存在电能浪费，光强过明、过暗，不能自适应环境光光强、缺乏应急电源且危害人体健康等技术问题。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种基于电流波纹消除电路的智能交通照明系统，包括电力线，进一步包括与电力线连接的控制电路：其中包括电流波纹消除驱动器，发送模拟信号；自适应光强路灯：接收和/或发送模拟信号；控制电路：接收模拟信号；分别与控制电路和自适应光强路灯连接的应急电源电路：还与电力线连接。上述方案中，所述的控制电路，包括数字信号处理单元：发送第一脉冲时钟、第二脉冲时钟和/或通过连接模数转换器接收反馈时钟；驱动器：接收模拟脉冲并发送模拟信号。
上述方案中，所述的电流波纹消除驱动器，包括开关：接收数字信号处理单元的第一脉冲时钟；极性电容：正极连接开关，负极接地；参考电压：连接开关；第一比较器：同相输入端接地，反相输入端连接参考电压；第二比较器：同相输入端连接参考电压，反相输入端接地；第一比较器和/或第二比较器连接有偏置电压；或门：输入端连接有第一比较器的输出端和第二比较器的输出端；与非门：输入端连接有或门的输出端和数字信号处理单元的第二脉冲时钟；反相器：输入端连接与非门的输出端；分压电阻：连接反相器的输出端；场效应管；放大器：同相放大端连接分压电阻，反向放大端通过场效应管连接放大器的输出端构成负反馈回路；场效应管还连接自适应光强路灯。抑制频闪。
上述方案中，开关受控于第一脉冲时钟，第一脉冲时钟为高电平则开关导通，第一脉冲时钟为低电平则开关截止。
上述方案中，所述的自适应光强路灯，包括LED：接收驱动器的模拟信号；光强探测器：发送模拟信号至模数转换器。
上述方案中，所述的应急电源电路，包括交流电检测电路、推挽升压电路、应急电源以及逆变电路；交流电检测电路的输入端用于输入电力线，其输出端连接到控制电路的检测端；推挽升压电路的受控端连接到控制电路的控制端；推挽升压电路的输入端用于输入应急电源，推挽升压电路的输出端与逆变电路的输入端连接；逆变电路的输出端用于为控制电路和自适应光强路灯供电。
上述方案中，优选地，还包括安装在隧道照明系统中和/或道路十字路口处。
本发明有益效果：提供了自适应环境光光强照明；在区域断电发生时，保证了十字路口处和/或隧道的路灯照常工作；节约电能；场效应管输出电压基本等于输出滤波电容上的电压纹波成分，使LED负载上的电压为一近似无纹波的直流电压，LED负载上的电流为一近似无纹波的直流电流，从而达到LED无频闪的目的。
附图说明
图1为本发明的模块结构示意图；
图2为本发明的电流波纹消除驱动器实施例示意图；
图3为本发明的推挽升压电路实施例示意图。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
下面结合附图对本发明做进一步说明：
一种基于电流波纹消除电路的智能交通照明系统，包括电力线，进一步包括与电力线连接的控制电路：其中包括电流波纹消除驱动器，发送模拟信号；自适应光强路灯：接收和/或发送模拟信号；控制电路：接收模拟信号；分别与控制电路和自适应光强路灯连接的应急电源电路：还与电力线连接。上述方案中，所述的控制电路，包括数字信号处理单元：发送第一脉冲时钟、第二脉冲时钟和/或通过连接模数转换器接收反馈时钟；驱动器：接收模拟脉冲并发送模拟信号。
实施例1
在十字路口处，所述的应急电源电路，包括交流电检测电路、推挽升压电路、应急电源以及逆变电路；交流电检测电路的输入端用于输入电力线，其输出端连接到控制电路的检测端；推挽升压电路的受控端连接到控制电路的控制端；推挽升压电路的输入端用于输入应急电源，推挽升压电路的输出端与逆变电路的输入端连接；逆变电路的输出端用于为控制电路和自适应光强路灯供电。提供了应急电源，以保障街区区域断电发生时十字路口的照明。
实施例2
进入隧道和/或驶出隧道时，由于光强探测器探测到环境光很强（白昼）和/或很弱（夜晚），分别向数字信号处理单元输入高电压和/或低电压，数字信号处理单元对驱动器输入高电压和/或低电压，驱动器调整安装在隧道口的自适应光强路灯的亮度至接近环境光；隧道两端至隧道中部，所有自适应光强路灯的亮度根据环境光进行柔和过渡，整条隧道的路灯光强不在是一致的，驾驶员也不会有强烈的视觉光强变化反应，降低了交通事故率。
实施例3
图1为本发明的模块结构示意图，所述的应急电源电路，通过交流电检测电路检测到电力线无电压、电流时，启动应急电源，推挽升压电路立即向逆变电路输送电流，逆变电路恢复路灯和控制电路的供电。
实施例4
图2为本发明的推挽升压电路实施例示意图，所述的推挽升压电路，包括晶体管Q10、Q11、D4、D5构成的BUCK电路，变压器T1和整流桥D6。BUCK电路输入端接入数字信号处理单元的控制时钟脉冲PWM1、PWM2；变压器T1一次绕组连接BUCK电路输出端，还连接有应急电源V1；变压器T1二次绕组连接整流桥D6输入端；整流桥D6输出端连接电压节点V2；电压节点V2连接逆变电路。
实施例5
LED可选工作波长区间在850nm,1310nm,1490nm,CW-DM，1550nm,DWDM;启用方式是光感应启动、无源光启动、光声控结合技术、光感应机械整合模块的和/或可选技术选择。
实施例6
驱动器和/或数字处理单元适用于以下DSP、CPU或者GPU、APU的RISC架构、ARM或x86架构、量子或光子CPU技术选择。硬件技术的进步只是选用标准的参考。但是出于改劣发明,或者成本考量,仅仅从实用性的技术方案选择。
实施例7
开关S1A：接收数字信号处理单元的第一脉冲时钟CLK1；极性电容C1：正极连接开关S1A，负极接地；参考电压V4：连接开关S1A；第一比较器U1：同相输入端接地，反相输入端连接参考电压；第二比较器U2：同相输入端连接参考电压V4，反相输入端接地；第一比较器U1和/或第二比较器U2连接有偏置电压VCC；或门U3：输入端连接有第一比较器U1的输出端和第二比较器U2的输出端；与非门U4：输入端连接有或门U3的输出端和数字信号处理单元的第二脉冲时钟CLK2；反相器U5：输入端连接与非门的输出端；分压电阻R5、R6：连接反相器U5的输出端；场效应管Q1；放大器U6：同相放大端连接分压电阻R5、R6，反向放大端通过场效应管Q1连接放大器U6的输出端构成负反馈回路；场效应管Q1还连接自适应光强路灯。
开关S1A在第一脉冲时钟CLK1的控制下进行开关切换，第一脉冲时钟CLK1是具有某一频率的时钟信号，例如在时钟的高电平时间内，第一脉冲时钟CLK1控制开关S1A导通，在时钟的低电平时间内，第一脉冲时钟CLK1控制开关S1A截止。在采样频率的控制下，逐周期的将电压信号V4采样并保持在电容C1上，经过电压V4生成后，产生两路基准电压，其中V4+ΔV，送到比较器U1的反相输入端；V4-ΔV，送到比较器U2的同相输入端。比较器U1的同相输入端和比较器U2的反相输入端接地。ΔV取的比较小，一般为几十个毫伏，以抑制纹波波动。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种基于电流波纹消除电路的智能交通照明系统，包括电力线，其特征在于，进一步包括
与电力线连接的控制电路：其中包括电流波纹消除驱动器，发送模拟信号；
自适应光强路灯：接收和/或发送模拟信号；
控制电路：接收模拟信号；
分别与控制电路和自适应光强路灯连接的应急电源电路：还与电力线连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于电流波纹消除电路的智能交通照明系统，其特征在于，所述的控制电路，包括
数字信号处理单元：发送第一脉冲时钟、第二脉冲时钟和/或通过连接模数转换器接收反馈时钟；
驱动器：接收模拟脉冲并发送模拟信号。
3.根据权利要求1所述的一种基于电流波纹消除电路的智能交通照明系统，其特征在于，所述的电流波纹消除驱动器，包括
开关：接收数字信号处理单元的第一脉冲时钟；
极性电容：正极连接开关，负极接地；
参考电压：连接开关；
第一比较器：同相输入端接地，反相输入端连接参考电压；
第二比较器：同相输入端连接参考电压，反相输入端接地；
第一比较器和/或第二比较器连接有偏置电压；
或门：输入端连接有第一比较器的输出端和第二比较器的输出端；
与非门：输入端连接有或门的输出端和数字信号处理单元的第二脉冲时钟；
反相器：输入端连接与非门的输出端；
分压电阻：连接反相器的输出端；
场效应管；
放大器：同相放大端连接分压电阻，反向放大端通过场效应管连接放大器的输出端构成负反馈回路；
场效应管还连接自适应光强路灯。
4.根据权利要求3所述的一种基于电流波纹消除电路的智能交通照明系统，其特征在于，开关受控于第一脉冲时钟，第一脉冲时钟为高电平则开关导通，第一脉冲时钟为低电平则开关截止。
5.根据权利要求1所述的一种基于电流波纹消除电路的智能交通照明系统，其特征在于，所述的自适应光强路灯，包括
LED：接收驱动器的模拟信号；
光强探测器：发送模拟信号至模数转换器。
6.根据权利要求1所述的一种基于电流波纹消除电路的智能交通照明系统，其特征在于，所述的应急电源电路，包括交流电检测电路、推挽升压电路、应急电源以及逆变电路；
交流电检测电路的输入端用于输入电力线，其输出端连接到控制电路的检测端；
推挽升压电路的受控端连接到控制电路的控制端；
推挽升压电路的输入端用于输入应急电源，推挽升压电路的输出端与逆变电路的输入端连接；逆变电路的输出端用于为控制电路和自适应光强路灯供电。
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