CN2271088Y - 无触点路灯光电自动控制器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及无触点路灯光电自动控制器。它包括壳体及其电路板、整机电路，其特征是该整机电路由电源电路、光电转换电路、双稳态电路、驱动电路、执行电路、路灯回路组成。上述电路中采用7812、8778、SSR三种器件及采用脉冲电路中的双稳态电路并进行了有机的结合，可实现黄昏和黎明时自动接通或关闭路灯回路，它主要依照光的强度，无论是阴、晴、风雪、雷雨、阴雾天气还是春夏秋冬昼夜长短均依实际明亮程度实现自动控制。具有电路简单，使用安全，免日常维护，性能稳定可靠，抗干扰能力强，耗电量小等特点。

Description

无触点路灯光电自动控制器

本实用新型涉及路灯光电自动控制器。

目前，公知的路灯控制器种类较多。早期多采用人工分片、分段控制，用人多，人为因素大，容易出现差错。后来人们又研制了光控系统启闭的技术，但因光控元件容易受灰尘、杂质遮盖或干扰，控制时间不准确，易出现问题等。近期中国专利CN86209744.U号公开了一种无触点路灯自动控制器。该技术控制功率要受到维持电流的限制。另外，《无线电》杂志1986年第10期第32页刊登了一篇名称为“无电源光控开关”，其线路较简单，但是光电池受光时，可控硅导通，若用于路灯控制，还需要接触器反相，这又成了有触点开关，不仅增加成本，而且在触点动作时，还要产生火花，因此受到了一定的限制。

本实用新型针对现有技术的不足进行了改进，设计提供一种电路(或线路)简单，使用安全，不用日常维护，性能稳定可靠，抗干扰能力强，耗电量小的无触点路灯光电自动控制器。

本实用新型是通过下列方式予以实现的：

一种用于路灯的自动开或关的无触点路灯光电自动控制器，包括壳体及其电路板、电路板上的整机电路，其特征在于，所说的整机电路是由电源电路、光电转换电路、双稳态电路、驱动电路、执行电路和路灯回路组成。

所说的电源电路由控制器的电源开关(K)、电源保险管、电源变压器(T)、全波整流二极管(D₁、D₂)、三端稳压器(7812)、电源滤波电容(C₁、C₂)组成，其中，三端稳压器(7812)相当于稳压电路部分，其1脚为输入脚，2脚为接地脚，3脚是稳压输出脚接光电转换电路。

所说的光电转换电路是由串接的光敏电阻(G)、限流电阻(R_G)和限流电阻(R_b)、光度调节电位器(W)、光电转换三极管(BG₁)及其集电极电阻和发射极电阻(R₁、R₂)，当稳压用兼作工作状态指示用的二极管(LED₁、LED₂、LED₃)组成，其中，串接的光敏电阻(G)、限流电阻(R_G)和串接的限流电阻(R_b)、光度调节电位器(W)二者并接后再接光电转换三极管(BG₁)的基极，光电转换三极管(BG₁)的集电极及其电阻(R₁)间和发射极及其电阻(R₂)间分别与串接的二极管(LED₁、LED₂)和单个的二极管(LED₃)连接后，分别与双稳态电路中的两个反相器用三极管(BG₂、BG₃)的基极连接。

所说的无触点路灯光电自动控制器，其特征在于所说的双稳态电路由两个反相器用三极管(BG₂、BG₃)及其集电极电阻(R₃、R₅)和基极电阻(R₄、R₆)以及电阻(R₇)和电容(C₃)构成的抗干扰延时电路组成。

所说的驱动电路由高速大功率开关集成块(TWH8778)和限流电阻(R₈)组成，其中，高速大功率开关集成块(TWH8778)在电路中起到信号开关的作用，其1脚为输入脚接直流电源，2、3脚为输出脚接限流电阻(R₈)、4脚为接地脚，5脚为触发脚，2、3脚接限流电阻(R₈)后及4脚引出后分别接执行电路中的大功率交流固体继电器(SSR)输入端的正、负极。

所说的执行电路采用大功率交流固体继电器(SSR)及其快速保险管(RLS)。

本实用新型的各电路工作原理是：由电源开关(K)、电源保险管、电源变压器(T，一般为3W的)、全波整流二极管(D₁、D₂)、三端稳压器(7812)、电源滤波电容(C₁、C₂)构成的电源电路输出稳定的直流12V电压，供整机工作。当光线由亮到暗连续变化时，由光敏电阻(G)、限流电阻(R_G)和限流电阻(R_b)、光度调节电位器(W)、光电转换三极管(BG₁)及其集电极电阻和发射极电阻(R₁、R₂)、当稳压用兼作工作状态指用的二极管(LED₁、LED₂、LED₃)组成的光电转换电路，其光电转换三极管(BG₁)的工作状态由饱和过渡到放大最后截止。由两个反相器用三极管(BG₂、BG₃)及其集电极电阻(R₃、R₅)和基极电阻(R₄、R₆)以及电阻(R₇)和电容(C₃)构成的抗干扰延时电路组成的双稳态电路，其三极管(BG₂)导通，三极管(BG₃)截止，反之，三极管(BG₃)导通，三极管(BG₂)截止。由高速大功率开关集成块(TWH8778)和限流电阻(R₈)  组成的驱动电路，其集成块(TWH8778)的5脚电位低时，集成块(TWH8778)截止，2、3脚无输出电压；5脚电位高时，集成块(TWH8778)导通，2、3脚输出直流12V电压。执行电路大功率固体继电器(SSR)输入端有直流12V电压时，其(SSR)的输出端导通，反之则截止。总之本技术中的三极管(BG₂)和(BG₃)是靠光电转换三极管(BG₁)的C、E两点的电位来触发的。当天黑时，光电转换三极管(BG₁)截止，其C点电位升高，三极管(BG₂)b极电位升高，从而(BG₂)饱和，三极管(BG₃)截止，并且其(BG₃)C极电位升高，这样集成块(TWH8778)的5脚电位也升高，从而使集成块(TWH8778)由截止转化为导通，其(TWH8778)的2、3脚输出直流12V电压，此时大功率固体继电器(SSR)输入端得到12V直流电压，其(SSR)输出端导通，整个路灯回路通电。

另外，上述电路中，电阻(R₇)、电容(C₈)组成抗干扰延时电路，可起到防闪电等抗干扰的作用。大功率固体继电器(SSR)的额定电流值有若干挡，可根据回路中的工作电流选用，选用的固体继电器额定电流值应为负载实用值的2～3倍，可以把两只固体继电器并联使用。还可以用电流值为2A的固体继电器触发1000A以下的大功率可控硅正常工作(如图3、4所示)。其它元器件的选择，电阻可采用金属膜电阻，如限流电阻(R₆)用1/2W的，其余用1/4W的，电解电容用耐压35V220μ，三极管用3DG₁₂。整流二极管用1N4007。电源变压器用3W，初级220V，次级16V×2。发光二极管LED_1、2用绿色发光管，LED₃用红色发光管。

本实用新型和现有技术相比，具有如下特点：

1、由于采用SSR大功率交流固体继电器作执行部件，使得全机工作在全静止状态，没有机械动作部件，实现路灯开关无触点自动控制。不存在开关时危险的电弧且耐冲击，和抗有害气体腐蚀，没有机械噪声，驱动电压低、电流小，而且由于SSR输入端与输出端光电隔离使得自动控制器和被控制的路灯回路没有电气联系，以及输入端和输出端与散热片高度绝缘，所以散热片不带电，使得本控制器使用更加安全。

2、控制功率大而且分若干档，控制电流从数拾安培到数百安培甚至千安培。

3、由于采用TWH8778高速大功率开关集成块作执行部件的驱动电路，使得本机的开关特性更趋优良，而且8778是微电流控制器件，在其输入端可以很容易的加入RC充放电回路，能形成良好的防闪电等抗干扰电路。

4、由于采用三端稳压集成块7812作稳压电路，使得整机工作更加稳定可靠。

5、本电路加入双稳态电路，由于双稳态电路的二个反相器之间有剧烈的正反馈作用，所以被控制的路灯在暗通和亮断的临界点处不会产生闪烁和振荡现象。

6、本电路用三个发光二极管传递信号器件，而且兼作工作状态指示用。

总之，本装置具有电路简单、使用安全，免日常维护，性能稳定可靠，抗干扰能力强，耗电量小等特点。并且由于最新器件的优越性，所以本机稳定性极佳，在黑龙江省克山县一年四季温差70℃多度的恶劣气候条件下，电网电压不稳定的情况下经过使用均能正常工作。目前该县已经全部使用这种路灯自动控制器，效果良好使用这种装置可以节省大量人力和能源。

图1是本实用新型的整机电路图；

图2是本实用新型的整机方框图；

图3是本实用新型的固体继电器(SSR)触发两只大电流单向可控硅的电路图；

图4是本实用新型的固体继电器(SSR)触发大电流双向可控硅的电路图。

图中：1电源保险管、2电源变压器(T)、3整流二极管(D₁)、4滤波电容(C₁)、5滤波电容(C₂)、6三端稳压器(7812)、7光敏电阻(G)、8限流电阻(R_G)、9光电转换三极管(BG₁)、10光电转换三极管(BG₁)集电极电阻(R₁)、11二极管(LED₁)、12二极管(LED₂)、13反相器用三极管(BG₂)集电极电阻(R₃)、14反相器三极管(BG₂)基极电阻(R₄)、15反相器用三极管(BG₃)基极电阻(R₆)、16高速大功率开关集成块(TWH8778)、17限流电阻(R₈)、18反相器用三极管(BG₃)集电极电阻(R₅)、19电阻(R₇)、20大功率交流固体继电器(SSR)、21电容(C₃)、22快速保险管(RLS)、23路灯、24反相器用三极管(BG₃)、25反相器用三极管(BG₂)、26二极管(LED₂)、27光电转换三极管(BG₁)发射极电阻(R₂)、28光电转换三极管(BG₁)的E点、29光度调节电位器(W)、30限流电阻(R_b)、31全波整流二极管(D₂)、32电源开关(K)、33电源电路、34光电转换电路、35双稳态电路、36驱动电路、37执行电路、38路灯回路。

本实用新型的最佳实施例，如图1-4所示。

一种用于路灯的自动开或关的无触点路灯光电自动控制器，包括壳体及其电路板、电路板上的整机电路，其特征在于：所说的整机电路是由电源电路33、光电转换电路34、双稳态电路35、驱动电路36、执行电路37和路灯回路38组成。

所说的电源电路33由控制器的电源开关(K)32、电源保险管1、电源变压器(T)2、全波整流二极管(D₁、D₂)3和31、三端稳压器(7819)6、电源滤波电容(C₁、C₂)4和5组成，其中，三端稳压器(7812)6相当于稳压电路部分，其1脚为输入脚，2脚为接地脚，3脚是稳压输出脚接光电转换电路34。

所说的光电转换电路34是由串接的光敏电阻(G)7、限流电阻(R_G)8和限流电阻(R_b)30、光度调节电位器(W)29、光电转换三极管(BG₁)9及其集电极电阻和发射极电阻(R₁、R₂)10和27，当稳压用兼作工作状态指示用的二极管(LED₁、LED₂、LED₃)11、12、26组成，其中，串接的光敏电阻(G)7、限流电阻(R_G)8和串接的限流电阻(R_b)30、光度调节电位器(W)29二者并接后再接光电转换三极管(BG₁)9的基极，光电转换三极管(BG₁)9的集电极及其电阻(R₁)10间和发射极及其电阻(R₂)27间分别与串接的二极管(LED₁、LED₂)11、12和单个的二极管(LED₃)26连接后，分别与双稳态电路35中的两个反相器用三极管(BG₂、BG₃)25和24的基极连接。

所说的双稳态电路35由两个反相器用三极管(BG₂、B_G)25和24及其集电极电阻(R₃、R₅)13和18和基极电阻(R₂、R₃)14和15以及电阻(R₇)19和电容(C₃)21构成的抗干扰延时电路组成。

所说的驱动电路36由高速大功率开关集成块(TWH8778)16和限流电阻(R₆)17组成，其中，高速大功率开关集成块(TWH8778)16在电路中起到信号开关的作用，其1脚为输入脚接直流电源，2、3脚为输出脚接限流电阻(R₈)17、4脚为接地脚，5脚为触发脚，2、3脚接限流电阻(R₈)17后及4脚引出后分别接执行电路37中的大功率交流固体继电器(SSR)20输入端的正、负极。

所说的执行电路37采用大功率交流固体继电器(SSR)20及其快速保险管(RLS)22。

Claims (6)

1、一种用于路灯的自动开或关的无触点路灯光电自动控制器，包括壳体及其电路板、电路板上的整机电路，其特征在于：所说的整机电路是由电源电路、光电转换电路、双稳态电路、驱动电路、执行电路和路灯回路组成。

2、如权利要求1所述的无触点路灯光电自动控制器，其特征在于：所说的电源电路是由控制器的电源开关(K)、电源保险管、电源变压器(T)、全波整流二极管(D₁、D₂)、三端稳压器(7812)、电源滤波电容(C₁、C₂)组成，其中，三端稳压器(7812)相当于稳压电路部分，其1脚为输入脚，2脚为接地脚，3脚是稳压输出脚。

3、如权利要求1所述的无触点路灯光电自动控制器，其特征在于：所说的光电转换电路是由串接的光敏电阻(G)、限流电阻(R_G)和限流电阻(R_b)、光度调节电位器(W)、光电转换三极管(BG₁)及其集电极电阻和发射极电阻(R₁、R₂)、当稳压用兼作工作状态指示用的二极管(LED₁、LED₂、LED₃)组成，其中，串接的光敏电阻(G)、限流电阻(R_G)和串接的限流电阻(R_b)、光度调节电位器(W)二者并连后接光电转换三极管(BG₁)的基极，光电转换三极管(BG₁)的集电极及其电阻(R₁)间和发射极及其电阻(R₂)间分别与串接的二极管(LED₁、LED₂)和单个的二极管(LED₃)连接后，分别与双稳态电路中的两个反相器用三极管(BG₂、BG₃)的基极连接。

4、如权利要求1所述的无触点路灯光电自动控制器，其特征在于：所说的双稳态电路由两个反相器用三极管(BG₂、BG₃)及其集电极电阻(R₃、R₅)和基极电阻(R₄、R₆)以及电阻(R₇)和电容(C₃)构成的抗干扰延时电路组成。

5、如权利要求1所述的无触点路灯光电自动控制器，其特征在于：所说的驱动电路由高速大功率开关集成块(TWH8778)和限流电阻(R₈)组成，其中，高速大功率开关集成块(TWH8778)在电路中起到信号开关的作用，其1脚为输入脚接直流电源，2、3脚为输出脚接限流电阻(R₈)，4脚为接地脚，5脚为触发脚。

6、如权利要求1所述的无触点路灯光电自动控制器，其特征在于：所说的执行电路采用大功率交流固体继电器(SSR)及其快速保险管(RLS)。

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