CN2922367Y - 户外照明灯智能光时控制器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及户外照明控制装置。本控制器具有火线连接端、地线连接端、负载电流输出端、电源电路、亮度采样电路、设定电路、过零采样电路、单片机和可控硅输出电路。本控制器使用时，单片机将即时亮度信号进行处理后与设定亮度值进行比较，若即时亮度大于设定值则判断处于白天，不向负载提供电源，若即时亮度小于设定值，则运行夜晚工作主程序，控制可控硅输出电路给负载提供100％功率的电源，当到达节能时间时，则控制可控硅输出电路输出一定百分率功率的电源，从而在下半夜市电电压较高时，负载所承载的电压相对较低，可以节电，而且可延长负载的使用寿命。本控制器还具有在使用中可自动设定时间标准的优点。

Description

户外照明灯智能光时控制器

技术领域

本实用新型涉及一种户外照明控制装置，属控制技术领域。

背景技术

户外照明灯主要有路灯、庭院灯和景观灯等，通常采用功率为25W至75W的高压钠灯、高压汞灯或白炽灯等。路灯为夜晚出行的人们带来了方便，但是照明电网在后半夜时由于动力及照明用电负荷减少，其电压与前半夜的电压相比会有较大上升，一般都要超出路灯的额定电压，这一方面会增加路灯的实际功率，浪费电力资源；另一方面，由于电压超出路灯的额定电压，电流较大，影响路灯使用寿命，且容易烧坏路灯。传统上用于路灯控制的路灯控制器主要有普通光控式路灯控制器和普通时控式路灯控制器。

普通光控式路灯控制器，由光敏元件、门限电路和输出机构组成，在功能上只能达到按设定亮度接通或断开电路的功能，没有定时、节能的功能；同时容易受到外界雷电或汽车灯光的影响而产生误动作。

普通时控式路灯控制器，虽然可以实现定时开启和关闭路灯，但是由于不同季节、不同地域的不同自然环境条件，对路灯启闭的时间需求是不同的，所以每隔一段时间就需要对其启闭时间进行调整，相当麻烦；另外普通时控式路灯控制器也没有节能的功能。

为了节电，在目前路灯照明采用的节电方案中，有一种是后半夜关掉部分路灯，如“隔盏亮灯法”和部分线路熄灯法，隔盏亮灯法仍然存在着由于电压超出路灯的额定电压，电流较大，影响路灯使用寿命，且容易烧坏路灯缺点；并且造成亮灯下的地方很亮、熄灯下的地方很暗的现象出现，导致道路照明的均匀度较差。

目前，伴随着新技术的出现和发展，人们也设计出多种更加实用的路灯控制器对路灯进行高效控制，其所采用的主要手段就是以单片机作为路灯控制器的主控部件。

中国专利申请95239714.5公开了一种有时间条件约束的光控式路灯控制器。具有单片机、亮度信号取样电路、电流信号取样电路、执行电路和直流备份电源。亮度信号取样电路为光敏传感器。单片机中贮存有日历和分析、计算、处理、判断程序，其中还有不同季节的对应开灯时间。当单片机检测到光敏传感器的阻值到达一定数值时，再对照本季的开灯时间，若都符合条件则发出指令控制执行电路的继电器的触点闭合而向路灯供电。因为设有备份电源，可以在出厂前即完成对时间标准的设置，即使在使用中停电也因为有备用电源而使时间标准不变。虽然这种控制器考虑到季节的不同，可以延长或缩短灯亮的时间，但是不能在下半夜市电电压较高时进行调整，从而不仅路灯的使用寿命较短，而且节电效果不十分明显。

中国专利申请98206327.X公开了一种时控式路灯控制器。该装置具有机壳、电源电路、单片机、零电流检测电路、晶闸管移相角控制触发电路等。该申请指出：此装置可针对23点以后电网电压升高、车流量及行人减少的情况，由石英振荡器和CPU内部的定时器计时程序开始执行逐步降压程序，从而不仅节约了电能，同时也保护了电路不受高电压影响其使用寿命，第二天重新执行上述过程。该申请未提到时间标准的设定问题，按照通常的理解，这种控制器需要在接通电源使用时对时间标准进行设置，如果遇到停电的情况则需要对时间重新设置，因而它的使用很不方便。

中国专利申请01265118.4公开了一种光时双控式路灯控制器。该控制器具有光信号输入部分、单片机、短路插针、短路片、执行机构。光信号输入部分具有光敏电阻，其采用的单片机的型号为AT89C2051。该控制器的光信号输入部分利用了单片机内部的一个电压比较器，当白天光照强时，光敏元件的电阻变小，比较器输出端为低电平，夜间光敏元件阻值变大，比较器输出端为高电平。通过检测程序检测比较器输出端口的翻转信号，再结合延时程序来控制单片机路灯控制信号输出端的输出电平，根据程序要求进行高低电平变换。时间的整定值是通过6组短路插针和短路片来完成，根据光控和时控的两个信号，最后通过执行机构对被控制对象进行自动控制。该种光时控制器只能对时间进行最多6个点的简单的控制，其光控部分则只能对一种亮度值进行设定和识别。所以，这种光时控制器只能对亮度和时间进行简单控制，满足不了对路灯进行控制的实际需要。尤其在停电后又来电时，需要重新插拔短路片对时间的控制点进行设置，给使用者带来不便。

中国专利申请200420091950.1公开了一种感应器时间双控式户外照明节电控制器，在涉及可与感应接口对接的单元的种类时，也提到可采用感光单元。该控制器由降压整流电路、单片机、可控硅触发电路、过零采样电路、编码电路、感应接口组成。编码电路由2个拨码开关组成，并通过2个拨码开关的不同档位来形成100种不同信号，从而可以设置100种节电模式。该控制器是对路灯单杆进行控制的器件，它有近百种节电模式可供选择，可以根据不同路段夜间行人和车流情况灵活选择，在行人和车流稀少时有选择地降压或关闭一些路灯，从而达到节电目的。在该申请的具体实施方式中虽然只例举了关闭路灯的节电方式、没有例举降压的节电方式，但可根据上述98206327.X中由CPU实现控制晶闸管导通角的方法来实现降压的节电方式。该申请在具体实施方式中对其控制器的工作过程进行了如下叙述：使用时，先进行初始化，然后读取拨码开关数值而确定节电模式，之后对I/O脚进行初始化，此外，在随机存储器中设置两个标志，一个是状态标志，一个是触发标志。状态标志用来识别当前工作状态，即识别处于三种工作状态的那一种：第一种状态是天黑以后路灯所保持的开启状态，第二种状态是路灯在半夜休眠的节电状态，第三种状态黎明前路灯的开启状态。触发标志用来决定是否对可控硅进行触发。在单片机进入主循环前触发标志置1。进入主循环后，单片机根据过零采样电路输入的信号检测过零点。过零后，根据状态标志决定有关操作。若处于第一种状态，则触发标志置1，触发可控硅；若处于第二种状态，则触发标志置0，可控硅不需触发；若处于第三种状态，触发标志置1，触发可控硅。之后程序则根据触发标志是否为1而决定是否对可控硅进行触发。在第二个过零点到来后，继续根据触发标志是否为1来决定是否可对可控硅进行触发，然后返回主循环开始继续上面的流程。这种控制器也未提到时间标准的设定问题，也需要在接通电源使用时对时间标准进行设置，如果遇到停电的情况则需要对时间重新设置，因而它的使用很不方便。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种使用方便、使用时可以节电、路灯使用寿命可以较长且配合相应程序即可自动设定时间标准的户外照明灯智能光时控制器。

实现本实用新型目的的技术方案是：本控制器具有火线连接端、地线连接端、负载电流输出端、电源电路、亮度采样电路、过零采样电路、单片机和可控硅输出电路；电源电路具有火线连接端、地线连接端、供电电源输出端和电源地，电源电路的火线连接端即为本控制器的火线连接端，电源电路的地线连接端即为本控制器的地线连接端；亮度采样电路具有电源端；过零采样电路具有输入端和过零采样信号输出端；单片机具有电源端、过零采样信号输入端和照明控制信号输出端；可控硅输出电路具有负载电流输入端、负载电流输出端和控制端；可控硅输出电路的负载电流输入端也是本控制器的火线连接端，可控硅输出电路的负载电流输出端也是本控制器的负载电流输出端；电源电路的供电电源输出端分别与亮度采样电路的电源端和单片机的电源端相连；过零采样电路的输入端与本控制器的地线连接端相连；过零采样电路的过零采样信号输出端与单片机的过零采样信号输入端相连；单片机的照明控制信号输出端与可控硅输出电路的控制端相连；其特征在于：还具有设定电路；亮度采样电路还具有亮度采样模拟信号输出端；设定电路具有电源端、节能开始时间模拟信号输出端、节能结束时间模拟信号输出端和输出功率百分率模拟信号输出端；单片机为集成有模数转换器和电可擦写式存储器的单片机；单片机还具有亮度采样模拟信号输入端、节能开始时间模拟信号输入端、节能结束时间模拟信号输入端和输出功率百分率模拟信号输入端；电源电路的供电电源输出端还与设定电路的电源端相连；亮度采样电路的亮度采样模拟信号输出端与单片机的亮度采样模拟信号输入端相连；设定电路的节能开始时间模拟信号输出端与单片机的节能开始时间模拟信号输入端相连；设定电路的节能结束时间模拟信号输出端与单片机的节能结束时间模拟信号输入端相连；设定电路的输出功率百分率模拟信号输出端与单片机输出功率百分率模拟信号输入端相连。

本控制器还具有电流采样电路；电流采样电路具有电源端、基准电压采样信号输入端、负载电流采样信号输入端、负载电流采样模拟信号输出端；单片机还具有负载电流采样模拟信号输入端；可控硅输出电路还具有负载电流信号输出端；电源电路的供电电源输出端还与电流采样电路的电源端相连；可控硅输出电路的负载电流信号输出端与电流采样电路的负载电流采样信号输入端相连，电流采样电路的基准电压采样信号输入端即为本控制器的火线连接端，电流采样电路的负载电流采样模拟信号输出端与单片机的负载电流采样模拟信号输入端相连。上述可控硅输出电路由双向可控硅、控制端电阻和输入端电阻构成，输入端电阻的一端即为可控硅输出电路的负载电流输入端，输入端电阻的另一端与双向可控硅的电流输入输出端的一端相连，双向可控硅的电流输入输出端的另一端即为可控硅输出电路的负载电流输出端，控制端电阻的一端即为可控硅输出电路的控制端，控制端电阻的另一端与双向可控硅的控制端相连，可控硅输出电路的输入端电阻与双向可控硅的公共接点即为可控硅输出电路的负载电流信号输出端。

上述电源电路具有降压变压器和整流稳压滤波电路；降压变压器的初级绕组的一端即为电源电路的火线连接端，降压变压器的初级绕组的另一端即为电源电路的地线连接端；降压变压器的次级绕组的一端与整流稳压滤波电路的输入端相连，降压变压器的次级绕组的另一端即为电源地；整流稳压滤波电路的输出端即为电源电路的供电电源输出端，该输出端与本控制器的火线连接端相连，而使该输出端为浮地式供电电源输出端。上述亮度采样电路由光敏二极管和一个电阻串联构成；光敏二极管的负极即为亮度采样电路的电源端，光敏二极管的正极与电阻的一端相连，电阻的另一端接电源地，光敏二极管与电阻的公共接点即为亮度采样电路的亮度采样模拟信号输出端；上述设定电路具有第一电位器、第二电位器和第三电位器；各电位器的一端共线、即为设定电路的电源端，各电位器的另一端接电源地，第一电位器的可调端作为设定电路的节能开始时间模拟信号输出端，第二电位器的可调端作为设定电路的节能结束时间模拟信号输出端，第三电位器的可调端则作为设定电路的输出功率百分率模拟信号输出端。上述过零采样电路由一个电阻构成，该电阻的一端即为过零采样电路的输入端，该电阻的另一端即为过零采样电路的过零采样信号输出端。

本控制器还具有指示电路；单片机还具有指示信号输出端；指示电路的由电阻和发光二极管串连构成；电阻的一端与单片机的指示信号输出端相连，电阻的另一端与发光二极管的正极相连，发光二极管的负极接电源地。本控制器还具有雷击保护电路，雷击保护电路由压敏电阻构成，压敏电阻连接在本控制器的火线连接端与地线连接端之间。

本实用新型具有有益效果：(1)本实用新型配合相应的程序后即可使用。(2)本控制器在进行亮度比较时，判断是否是白天或者是否为夜晚的亮度设定值一般选为不相同，例如，在白天过渡到夜晚时，若亮度小于或等于15勒克斯lux时，则认为已进入夜晚；在夜晚过渡到白天时，若亮度大于或等于40勒克斯lux时，则认为已进入白天。(3)本实用新型在使用中既可对白天时间数值和夜晚时间数值进行预先设置，也可将白天时间数值和夜晚时间数值均设为0。在对白天时间数值和夜晚时间数值进行预先设置后，本控制器即可确定新的时间标准，且该时间标准是天文时间(也即真太阳时)标准。例如，可以将刚得到的白天时间数值(以秒为单位并可转换成小时)或夜晚时间数值(以秒为单位并可转换成小时)作为被除数，将该数值除以2，对于夜晚时间数值除以2以后所得的商即作为当前早上天文时间，对于白天的时间数值除以2以后所得的商即作为当前下午的天文时间。不论预设的时间标准是否与实际使用本控制器时的标准相符合、或者将这两个数值均设为0，除非有特殊情况，在运行了一个完整的白天和一个完整的夜晚后，2个时间数值寄存器中的数值之和必定在23-25小时之间，从而所确定的时间标准也必然与当地当时的天文时间标准相符合；而且在以后的运行中，也会随季节自动调整时间标准。因此，通常情况下，本实用新型使用时可以在控制器启动后的36小时之内完成时间标准的建立，且本实用新型在运行中不会产生累计误差。(4)本控制器的系统可以方便地自动建立或修正时间标准，遇上断电或者随着季节的变迁，也能很好地调整自己内部的时间标准，无需对其进行手工设置，所以具有使用方便的优点。(5)本实用新型的控制器在确定时间标准正常运行后，可以将节能开始时间设置在晚上18时至零晨2时，若节能开始时间落在下半夜，而由于在下半夜市电电压较高时对电压进行调整，通过降低电压的方法，可以有效节电，同时还可以有效延长路灯的使用寿命。节电状态时，所消耗功率占满功率的百分比(即输出功率百分率)可以设置在50％-100％之间，这样在节电状态时间段内当设置消耗功率小于满功率时，即可节电，且最多可以节电50％。(6)当本实用新型的控制器设置电流采样电路后，可以对控制器的输出电流进行采样，该采样信号输至单片机后，单片机将节能状态下的输出功率的采样信号数值与正常状态下的输出功率的采样信号数值与进行比较，如果其比值与所设定的输出功率百分率相等，则说明节能输出符合要求，若该比值大于输出功率百分率则说明还未达到节能要求，则由单片机输出减少可控硅导通角的信号直到该比值减至与输出功率百分率相同，若该比值小于输出功率百分率则由单片机输出加大可控硅导通角的控制信号，直到该比值增至与输出功率百分率相同。因此，本控制器可对输出功率进行调整，而对节能的大小进行控制。(7)当本控制器的过零采样电路是对市电的交流信号的零点进行采样，市电是波形为正弦波的交流电，在一个正弦波的周期中，有两次过零，利用该有规则的过零信号，本控制器在节能状态下对输出功率的百分比进行控制时，是以过零点为起始时刻，此时可控硅刚由导通状态变为稳定的不导通状态，而单片机此时输出很小一段时间的高电平的控制信号(也就是减小可控硅的导通角的控制信号)而保持可控硅在下一个零点到来之前在开始的一小段时间不导通，一直到设定的导通时间到来才输出低电平信号使可控硅导通，这样，一方面可以方便地对输出功率的大小进行控制，另一方面也可以使可控硅的使用条件较好，从而延长使用寿命。(8)当本控制器设置指示电路后，可以在正常工作状态下对不同的工作状态进行指示，在白天状态下指示灯(可采用发光二极管)不亮。在夜晚状态下的第一时间段和第三时间段指示灯常亮，在节能状态下指示灯闪亮。(9)本实用新型在使用时，其节能开始时间可以设在晚上18时至零晨2时之间，节能结束时间设置在晚上19点至零晨5时之间，并可根据客户要求定制。(10)本实用新型的控制器可用于控制户外的功率为70～1000W的钠灯、汞灯的路灯、庭园灯、景观灯。

附图说明

图1是本实用新型户外照明灯智能光时控制器的一种电路框图。

图2是图1所示的控制器的一种电原理图。

图3是图1所示的控制器的一种程序框图。

图4为图3中的夜晚工作程序中的第四分段程序中的节能照明程序段的框图。

附图标记为：电源电路1，亮度采样电路2，设定电路3，过零采样电路4，指示电路5，电流采样电路6，单片机7，可控硅输出电路8，雷击保护电路9。

具体实施方式

为了使本实用新型的内容更容易被清楚的理解，下面根据本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明。

(实施例1、)

见图1，本实施例的户外照明灯智能光时控制器具有外壳和设置在外壳中的电路装置，电路装置具有火线连接端、地线连接端、负载电流输出端、电源电路1、亮度采样电路2、设定电路3、过零采样电路4、指示电路5、电流采样电路6、单片机7、可控硅输出电路8和雷击保护电路9。

见图1及图2，电源电路1具有火线连接端、地线连接端、供电电源输出端和电源地；亮度采样电路2具有电源端、亮度采样模拟信号输出端；设定电路3具有电源端、节能开始时间模拟信号输出端、节能结束时间模拟信号输出端和输出功率百分率模拟信号输出端；过零采样电路4具有输入端和过零采样信号输出端；指示电路5的由电阻和发光二极管串连构成；电流采样电路6具有基准电压采样信号输入端、负载电流采样信号输入端、负载电流采样模拟信号输出端；单片机7为集成有模数转换器和电可擦写式存储器的单片机；单片机7具有电源端、过零采样信号输入端、照明控制信号输出端、亮度采样模拟信号输入端、节能开始时间模拟信号输入端、节能结束时间模拟信号输入端、输出功率百分率模拟信号输入端、负载电流采样模拟信号输入端和指示信号输出端；可控硅输出电路8具有负载电流输入端、负载电流输出端、控制端和负载电流信号输出端。

电源电路1的火线连接端即为本控制器的火线连接端，电源电路1的地线连接端即为本控制器的地线连接端。电源电路1的供电电源输出端分别与亮度采样电路2的电源端、设定电路3的电源端、电流采样电路6的电源端和单片机7的电源端相连。

亮度采样电路2的亮度采样模拟信号输出端与单片机7的亮度采样模拟信号输入端相连。

设定电路3的节能开始时间模拟信号输出端与单片机7的节能开始时间模拟信号输入端相连；设定电路3的节能结束时间模拟信号输出端与单片机7的节能结束时间模拟信号输入端相连；设定电路3的输出功率百分率模拟信号输出端与单片机7输出功率百分率模拟信号输入端相连。

过零采样电路4的输入端与本控制器的地线连接端相连；过零采样电路4的过零采样信号输出端与单片机7的过零采样信号输入端相连。

指示电路5的电阻的一端与单片机7的指示信号输出端相连，电阻的另一端与发光二极管的正极相连，发光二极管的负极接电源地。

电流采样电路6的基准电压采样信号输入端即为本控制器的火线连接端，电流采样电路6的负载电流采样模拟信号输出端与单片机7的负载电流采样模拟信号输入端相连，可控硅输出电路8的负载电流信号输出端与电流采样电路6的负载电流采样信号输入端相连。

可控硅输出电路8的负载电流输入端也是本控制器的火线连接端，可控硅输出电路8的负载电流输出端也是本控制器的负载电流输出端；单片机7的照明控制信号输出端与可控硅输出电路8的控制端相连。

雷击保护电路9连接在本控制器的火线连接端与地线连接端之间。

见图2，本控制器还具有固定设置在外壳上的3根铜插脚，其中的一根记为LINE的铜插脚称作火线插脚，该火线插脚LINE作为电路装置的火线连接端的延伸段伸出外壳，一根记为NEUT的铜插脚称作地线插脚，该地线插脚NEUT作为电路装置的地线连接端的延伸段而伸出外壳，一根记为LOAD的铜插脚称作负载插脚，该负载插脚LOAD作为电路装冒的负载电流输出端的延伸段伸出外壳。

仍见图2，电源电路1具有降压变压器BYQ和整流稳压滤波电路(包括二极管D3、电阻R14、电解电容C7和C4、电容C2和稳压管D2)；电源电路1中，降压变压器BYQ的初级绕组通过控制器的火线插脚LINE和地线插脚NEUT在使用时接220V(或110V)市交流电，也即降压变压器BYQ的初级绕组连接在市电的火线与地线之间；降压变压器BYQ的次级绕组则输出8V低压交流电源；次级绕组的地线端可称为电源地，而有别于本控制器的使用时与市电的地线相连的地线连接端。次级绕组的火线端接二极管D3的正极，二极管D3的负极接电阻R14的一端，电阻R14的另一端(即电源电路1的供电电源输出端，也即整流稳压滤波电路的输出端)接单片机7的电源端(即单片机IC1的20脚和7脚)。电解电容C7的正端接二极管D3与电阻R14的接点，电解电容C7的另一端接所述电源地。电源电路1的供电电源输出端和所述电源地之间并联有稳压管D2、电解电容C4和电容C2，且稳压管D2的负极以及电解电容的正端与电源电路1的供电电源输出端相连。电源电路1的供电电源输出端接火线连接端，且相对于所述电源地的压差为+5V，而使该供电电源输出端为浮地式供电电源输出端。

亮度采样电路2包括电阻R1和光敏二极管LED1，电源电路1的供电电源输出端接光敏二极管LED1的负极(即亮度采样电路2的电源端)，光敏二极管LED1的正极串接电阻R1后接所述电源地。电阻R1和光敏二极管LED1的接点(即亮度采样电路2的亮度采样模拟信号输出端)接单片机IC1的24脚(即单片机7的亮度采样模拟信号输入端)。

设定电路3包括第一电位器W1、第二电位器W2和第三电位器W3(各电位器的一端共线、即为设定电路3的电源端，各电位器的另一端接电源地，第一电位器的可调端作为设定电路3的节能开始时间模拟信号输出端，第二电位器的可调端作为设定电路3的节能结束时间模拟信号输出端，第三电位器的可调端则作为设定电路3的输出功率百分率模拟信号输出端)，分别依次用于产生节能开始时间模拟信号、节能结束时间模拟信号和输出功率百分率模拟信号，并依次送至单片机IC1的26脚、27脚和28脚(即单片机7的节能开始时间模拟信号输入端、节能结束时间模拟信号输入端和输出功率百分率模拟信号输入端)。

过零采样电路4为电阻R7，电阻R7的一端接本控制器的地线连接端(过零采样电路4的输入端)；电阻R7的另一端(过零采样电路4的过零采样信号输出端)接单片机IC1的5脚(即单片机7的过零采样信号输入端)。

指示电路5由电阻R10和发光二极管LED2串连构成；电阻R10与单片机7的指示信号输出端(即单片机IC1的2脚)相连，发光二极管的LED2负极接电源地。

电流采样电路6具有电解电容C1、电解电容C3和放大整流电路(包括运算放大器1C2A、电阻R2、电阻R5、电阻R8、电阻R11、电容C5和二极管D1)。可控硅输出电路8的输入端电阻R12也是取样电阻，电容C1的正极(电流采样电路6的基准电压采样信号输入端)与取样电阻R12的一端(也即本控制器的火线连接端)相连，电容C3的正极(电流采样电路6的负载电流采样信号输入端)与取样电阻R12的另一端(可控硅输出电路8的负载电流信号输出端)相连，电容C1的另一端接运算放大器IC2A的反向输入端，电容C3的另一端接运算放大器IC2A的正向输入端。运算放大器IC2A的输出端接二极管D1的正极，二极管D1的负极(电流采样电路6的负载电流采样模拟信号输出端)接单片机IC1的25脚(单片机7的负载电流采样模拟信号输入端)。电容C5和电阻R11并联于二极管D1的负极和电源地之间。

单片机7是型号为ATMEGA48的单片机IC1，集成有模数转换器和电可擦写式存储器。

可控硅输出电路8由双向可控硅T1、控制端电阻R9和输入端电阻R12构成。单片机IC1的15脚(即单片机7的照明控制信号输出端)接电阻R9的一端(即可控硅输出电路8的控制端)，电阻R9的另一端接双向可控硅T1的控制极。输入端电阻R12(即直径为1毫米的锰铜丝)的一端即为可控硅输出电路8的负载电流输入端，而与火线插脚LINE相连，输入端电阻R12的另一端与双向可控硅T1的一个电流输入输出端相连，双向可控硅T1的另一个电流输入输出端即为可控硅输出电路8的负载电流输出端，该输出端与负载插脚LOAD相连。可控硅输出电路8的输入端电阻R12与双向可控硅T1的公共接点即为可控硅输出电路8的负载电流信号输出端。

雷击保护电路9为压敏电阻R13，设置于本控制器的火线连接端与地线连接端之间。

本实施例的控制器的控制方法具有以下步骤：

步骤①：见图3，系统上电后，也即本控制器在其火线连接端与市电的火线端口相连、地线连接端与市电的地线端口相连而接通市电，地线连接端还与负载的一端相连，以及本控制器的负载电流输出端与负载的另一端相连的状况下，本控制器的电源电路1为控制器的各有关部分提供电源。

步骤②：仍见图3，单片机7进行初始化，其内部计时器开始计时；同时，各有关电路将即时的信号输至单片机7的相应输入端，其中：亮度采样电路2将即时采样得到的亮度模拟信号由其亮度采样模拟信号输出端输至单片机7的亮度采样模拟信号输入端，设定电路3将所设定的节能开始时间模拟信号由其节能开始时间模拟信号输出端输至单片机7的节能开始时间模拟信号输入端，设定电路3将所设定的节能结束时间模拟信号由其节能结束时间模拟信号输出端输至单片机7的节能结束时间模拟信号输入端，设定电路3将所设定的输出功率百分率模拟信号由其输出功率百分率模拟信号输出端输至单片机7输出功率百分率模拟信号输入端，过零采样电路4将即时采样得到的过零信号由其过零采样信号输出端输至单片机7的过零采样信号输入端；电流采样电路6将即时采样得到的负载电流模拟信号由其负载电流采样模拟信号输出端输至单片机7的负载电流采样模拟信号输入端。

步骤③：仍见图3，单片机7的中央处理器从电可擦写式只读存储器中读取亮度设定值或在程序中读取亮度设定值存至单片机7的亮度设定值寄存器中，从单片机7的电可擦写式只读存储器中读取白天时间数值存至单片机7的白天数值寄存器中，从单片机7的电可擦写式只读存储器中读取夜晚数值至单片机7的夜晚数值寄存器中，在单片机7的调光标志寄存器中置调光标志为不允许调光。

步骤④：仍见图3，单片机7的中央处理器运行检测当前亮度、再判断当前亮度是否大于亮度设定值的程序段，也即单片机7由其相应的模数转换器将当前的亮度采样模拟信号转换成当前亮度数字信号，再将当前亮度数字信号与亮度设定值进行比较；比较结果有2个，第一种比较结果是当前亮度数字信号的数值大于亮度设定值，第二种比较结果是当前亮度数字信号的数值等于或小于亮度设定值；对于第一种比较结果运行白天工作程序；对于第二种比较结果，运行夜晚工作程序。

步骤⑤：仍见图3，单片机7运行白天工作程序时，具有如下分段程序：第一、定时计数器归零开始计数；第二、运行检测当前亮度、再判断当前亮度是否大于亮度设定值的程序段，对于当前亮度数字信号的数值大于亮度设定值的比较结果，运行第三分段程序；对于当前亮度数字信号的数值等于或小于亮度设定值的比较结果，运行第四分段程序；第三、对于第二分段程序中的当前亮度数字信号的数值大于亮度设定值比较结果，单片机7的中央处理器判断此时为白天，中央处理器在状态标志寄存器中设置白天标志，使单片机7的照明控制信号输出端输出高电平信号至可控硅输出电路8的控制端而使可控硅输出电路8不向负载提供电源，定时计数器继续计数，然后返回第二分段程序；第四、对于第二分段程序中的当前亮度数字信号的数值等于或小于亮度设定值的比较结果，单片机7的中央处理器判断此时为夜晚，则在状态标志寄存器中设置夜晚标志，将定时计数器中的数值作为新的白天数值存入白天数值寄存器中而对白天数值寄存器中的白天数值进行了更新，将该新的白天数值写入单片机7的电可擦写式只读存储器中；再将该新白天数值和夜晚数值寄存器中的已有的夜晚数值之和与一昼夜的时间相比，如果它们的差的绝对值小于1小时、也就是新白天数值和夜晚数值之和落在一昼夜的小时数23-25之间，则将调光标志寄存器中的调光标志设置为允许调光：将新白天数值除以2所得到的商即为下午的当时的天文时间，例如新的白天时间数值为12小时，则当时的天文时间为下午6时；然后运行夜晚工作程序；如果该新白天数值和夜晚数值寄存器中的已有的夜晚数值之和与一昼夜的差的绝对值大于或等于1小时、也就是新白天数值和夜晚数值之和小于等于23或大于等于25，则将调光标志寄存器中的调光标志设置为不允许调光，原有时间标准不变；然后运行夜晚工作程序。

步骤⑥：仍见图3，单片机7运行夜晚工作程序时，具有如下分段程序：第一、定时计数器归零开始计数；第二、单片机7由其相应的模数转换器将当前节能开始时间模拟信号转换成当前节能开始时间数字信号、将当前节能结束时间模拟信号转换成当前节能结束时间数字信号、将当前输出功率百分率模拟信号转换成当前输出功率百分率数字信号，并由中央处理器分别将这些数字信号存放入相应的寄存器中；单片机7还由其相应的模数转换器将当前的亮度采样模拟信号转换成当前亮度数字信号；第三、单片机7将当前亮度数字信号与亮度设定值进行比较，对于当前亮度数字信号的数值大于亮度设定值的比较结果，运行第五分段程序，对于当前亮度数字信号的数值等于或小于亮度设定值的比较结果，运行第四分段程序；第四、对于第三分段程序中的当前亮度数字信号的数值等于或小于亮度设定值的比较结果，单片机7的中央处理器判断此时仍为夜晚，在状态标志寄存器中设置夜晚标志，定时计数器继续计数，然后对是否允许调光进行判断；若调光标志为不允许调光，则使单片机7的照明控制信号输出端输出最大亮度控制信号至可控硅输出电路8的控制端而使可控硅输出电路8给负载提供电源，然后返回第二分段程序；若调光标志为允许调光，则中央处理器运行节能照明程序段(见图4)，也即中央处理器根据时间标准对当前的时间落入夜晚的哪个时间段进行判断，第一时间段是已进入夜晚、但还未到节能开始时间之间，第二时间段是节能开始时间与节能结束时间之间，第三时间段是节能结束时间与白天之间；若当前时间落入第一时间段，则使单片机7的照明控制信号输出端输出最大亮度控制信号至可控硅输出电路8的控制端而使可控硅输出电路8给负载提供电源，并使单片机7的指示信号输出端输出表明当前是夜晚但不调光的高电平信号、而使指示电路5的发光二极管常亮；然后中央处理器控制单片机7由其相应的模数转换器将当前的负载电流采样模拟信号转化成当前的负载电流采样数字信号，中央处理器将该当前负载电流采样数字信号作为全功率照明电流采样数字信号存放入电流采样信号寄存器中，再返回第二分段程序。若当前时间落入第二时间段，则中央处理器根据输出功率百分率以及过零信号控制单片机7的照明控制信号输出端输出与输出功率百分率相对应的控制信号，也即输出一个与输出功率百分率(可在50％至100％之间进行选择，本实施例选择为50％)相对应的延后的触发信号、使可控硅的导通角减小而使负载消耗功率减少；中央处理器还使单片机7的指示信号输出端输出表明当前是夜晚且进行调光而减少功率输出的方波信号，而使指示电路5的发光二极管闪亮；中央处理器控制单片机7由其相应的模数转换器将当前负载电流采样模拟信号转化成当前负载电流采样数字信号，中央处理器将将当前负载电流采样数字信号与全功率照明电流采样数字信号相比较，如果其比值小于输出功率百分率则减少触发信号的延后时间、也即增大可控硅的导通角(每次可增加0.1度)，如果其比值大于输出功率百分率则增加触发信号的延后时间、也即减小可控硅的导通角(每次可减少0.1度)，直到该比值与设定的输出功率百分率相等(可以有一个范围，例如设定的输出功率百分率是50％，如果所得的比值与该设定的百分率之差的绝对值小于1％即可认为两者相等)；然后返回第三分段程序；若当前时间落入第三时间段，则中央处理器使单片机7在其照明控制信号输出端输出最大亮度控制信号至可控硅输出电路8的控制端而使可控硅输出电路8给负载提供电源；中央处理器还使单片机7的指示信号输出端输出表明当前是夜晚但不调光的高电平信号、而使指示灯常亮；然后返回第二分段程序；仍见图3，第五、对于第三分段程序中的当前亮度数字信号的数值大于亮度设定值的比较结果，单片机7的中央处理器判断此时为白天，在状态标志寄存器中设置相应的白天标志，将定时计数器中的数值作为新的夜晚数值存入夜晚数值寄存器中而对夜晚数值寄存器中的夜晚数值进行了更新，将该新的夜晚数值写入单片机7的电可擦写式只读存储器中；再将该新夜晚数值和白天数值寄存器中的已有的白天数值之和与一昼夜的时间相比，如果它们的差的绝对值小于1小时，则将调光标志寄存器中的调光标志设置为允许调光，设定新的时间标准，然后运行白天工作程序的程序段；如果该新夜晚数值和白天数值寄存器中已有的白天数值之和与一昼夜的差的绝对值大于或等于1小时，则将调光标志寄存器中的调光标志设置为不允许调光，原来的时间标准不变，然后运行白天工作程序。

Claims (8)

1、一种户外照明灯智能光时控制器，具有火线连接端、地线连接端、负载电流输出端、电源电路(1)、亮度采样电路(2)、过零采样电路(4)、单片机(7)和可控硅输出电路(8)；电源电路(1)具有火线连接端、地线连接端、供电电源输出端和电源地，电源电路(1)的火线连接端即为本控制器的火线连接端，电源电路(1)的地线连接端即为本控制器的地线连接端；亮度采样电路(2)具有电源端；过零采样电路(4)具有输入端和过零采样信号输出端；单片机(7)具有电源端、过零采样信号输入端和照明控制信号输出端；可控硅输出电路(8)具有负载电流输入端、负载电流输出端和控制端；可控硅输出电路(8)的负载电流输入端也是本控制器的火线连接端，可控硅输出电路(8)的负载电流输出端也是本控制器的负载电流输出端；电源电路(1)的供电电源输出端分别与亮度采样电路(2)的电源端和单片机(7)的电源端相连；过零采样电路(4)的输入端与本控制器的地线连接端相连；过零采样电路(4)的过零采样信号输出端与单片机(7)的过零采样信号输入端相连；单片机(7)的照明控制信号输出端与可控硅输出电路(8)的控制端相连；其特征在于：还具有设定电路(3)；亮度采样电路(2)还具有亮度采样模拟信号输出端；设定电路(3)具有电源端、节能开始时间模拟信号输出端、节能结束时间模拟信号输出端和输出功率百分率模拟信号输出端；单片机(7)为集成有模数转换器和电可擦写式存储器的单片机；单片机(7)还具有亮度采样模拟信号输入端、节能开始时间模拟信号输入端、节能结束时间模拟信号输入端和输出功率百分率模拟信号输入端；电源电路(1)的供电电源输出端还与设定电路(3)的电源端相连；亮度采样电路(2)的亮度采样模拟信号输出端与单片机(7)的亮度采样模拟信号输入端相连；设定电路(3)的节能开始时间模拟信号输出端与单片机(7)的节能开始时间模拟信号输入端相连；设定电路(3)的节能结束时间模拟信号输出端与单片机(7)的节能结束时间模拟信号输入端相连；设定电路(3)的输出功率百分率模拟信号输出端与单片机(7)输出功率百分率模拟信号输入端相连。

2、根据权利要求1所述的户外照明灯智能光时控制器，其特征在于：还具有电流采样电路(6)；电流采样电路(6)具有电源端、基准电压采样信号输入端、负载电流采样信号输入端、负载电流采样模拟信号输出端；单片机(7)还具有负载电流采样模拟信号输入端；可控硅输出电路(8)还具有负载电流信号输出端；电源电路(1)的供电电源输出端还与电流采样电路(6)的电源端相连；可控硅输出电路(8)的负载电流信号输出端与电流采样电路(6)的负载电流采样信号输入端相连，电流采样电路(6)的基准电压采样信号输入端即为本控制器的火线连接端，电流采样电路(6)的负载电流采样模拟信号输出端与单片机(7)的负载电流采样模拟信号输入端相连。

3、根据权利要求2所述的户外照明灯智能光时控制器，其特征在于：可控硅输出电路(8)由双向可控硅、控制端电阻和输入端电阻构成，输入端电阻的一端即为可控硅输出电路(8)的负载电流输入端，输入端电阻的另一端与双向可控硅的电流输入输出端的一端相连，双向可控硅的电流输入输出端的另一端即为可控硅输出电路(8)的负载电流输出端，控制端电阻的一端即为可控硅输出电路(8)的控制端，控制端电阻的另一端与双向可控硅的控制端相连，可控硅输出电路(8)的输入端电阻与双向可控硅的公共接点即为可控硅输出电路(8)的负载电流信号输出端。

4、根据权利要求1至3之一所述的户外照明灯智能光时控制器，其特征在于：电源电路(1)具有降压变压器和整流稳压滤波电路；降压变压器的初级绕组的一端即为电源电路(1)的火线连接端，降压变压器的初级绕组的另一端即为电源电路(1)的地线连接端；降压变压器的次级绕组的一端与整流稳压滤波电路的输入端相连，降压变压器的次级绕组的另一端即为电源地；整流稳压滤波电路的输出端即为电源电路(1)的供电电源输出端，该输出端与本控制器的火线连接端相连，而使该输出端为浮地式供电电源输出端。

5、根据权利要求1至3之一所述的户外照明灯智能光时控制器，其特征在于：亮度采样电路(2)由光敏二极管和一个电阻串联构成；光敏二极管的负极即为亮度采样电路(2)的电源端，光敏二极管的正极与电阻的一端相连，电阻的另一端接电源地，光敏二极管与电阻的公共接点即为亮度采样电路(2)的亮度采样模拟信号输出端。

6、根据权利要求1至3之一所述的户外照明灯智能光时控制器，其特征在于：设定电路(3)具有第一电位器、第二电位器和第三电位器；各电位器的一端共线、即为设定电路(3)的电源端，各电位器的另一端接电源地，第一电位器的可调端作为设定电路(3)的节能开始时间模拟信号输出端，第二电位器的可调端作为设定电路(3)的节能结束时间模拟信号输出端，第三电位器的可调端则作为设定电路(3)的输出功率百分率模拟信号输出端。

7、根据权利要求1至3之一所述的户外照明灯智能光时控制器，其特征在于：过零采样电路(4)由一个电阻构成，该电阻的一端即为过零采样电路(4)的输入端，该电阻的另一端即为过零采样电路(4)的过零采样信号输出端。

8、根据权利要求1至3之一所述的户外照明灯智能光时控制器，其特征在于：还具有指示电路(5)和雷击保护电路(9)；单片机(7)还具有指示信号输出端；指示电路(5)的由电阻和发光二极管串连构成；电阻的一端与单片机(7)的指示信号输出端相连，电阻的另一端与发光二极管的正极相连，发光二极管的负极接电源地；雷击保护电路由压敏电阻构成，压敏电阻连接在本控制器的火线连接端与地线连接端之间。

Images