一种用于照明系统的节电装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种用于照明系统的节电装置，包括智能主控模块和节电控制节点；智能主控模块包括ARM核心控制板，ARM核心控制板的主芯片连接有串口转换器，串口转换器连接有中心ZigBee收发器；节电控制节点包括节电调控模块和电能采集模块，节电调控模块包括Buck型PWM斩波电路、LC滤波器和串联补偿变压器，Buck型PWM斩波电路的电压输入端连接至交流电网，输出交流低压电至LC滤波器，LC滤波器滤除杂波，输出稳定的交流电至串联补偿变压器，串联补偿变压器输出电压至照明系统；电能采集模块包括终端ZigBee收发器和电能收集电路。本实用新型专利技术既能够有效消除谐波影响，也能够提高输电效率，实现了远程智能控制，实现了柔性节电控制。

A power saving device used in lighting systems

The utility model discloses a power saving device used in intelligent lighting system, including the main control module and power control node; intelligent control module includes ARM core control board, the main chip ARM core control board is connected with a serial converter, the converter is connected with the center of ZigBee serial transceiver; power-saving control node includes a power saving module and regulation electric energy acquisition module, power control module includes a Buck PWM circuit, LC filter and series compensation transformer, voltage input Buck PWM chopper circuit is connected to the AC grid, output AC low voltage to the LC filter, LC filter to filter out clutter, stable output AC to series compensation transformer, series compensation transformer the output voltage to the lighting system; electric energy acquisition module comprises a terminal ZigBee transceiver and power collection circuit. The utility model can not only effectively eliminate the influence of harmonic, but also improve the efficiency of transmission, realize the remote intelligent control and realize the flexible control of electricity saving.

【技术实现步骤摘要】
一种用于照明系统的节电装置
本技术涉及电学设备领域，具体为一种用于照明系统的节电装置。
技术介绍
传统的照明装置如路灯照明系统是一种刚性照明系统，作为负载的灯具被动地从市网吸收电能。随着市网电压波动，灯具吸收的功率大幅变化，产生的照度也仅与市网电压有关。如果按照人们社会活动和日常生活规律对照度的实际需要来灵活、主动地控制灯具照度，将会节省很大一部分电能，这样的照明系统称为柔性照明控制系统。对大宗照明负载而言，较简单有效地控制灯具功率的方法是集中控制施加在灯具上的电压。由双向晶闸管构成的相控斩波电路具有控制简单、可靠性高的优点，但会在市网中引入大量低次谐波。用纯Buck或Buck/Boost式PWM高频交流斩波器可很好地控制输出电压，并无谐波引入，但抗负载冲击能力有限，效率达不到上述要求。
技术实现思路
为了克服现有技术方案的不足，本技术提供一种用于照明系统的节电装置，既能够有效消除谐波影响，也能够提高输电效率，实现了远程智能控制，实现了柔性节电控制。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于照明系统的节电装置，包括智能主控模块和节电控制节点；所述智能主控模块包括ARM核心控制板，ARM核心控制板的主芯片连接有串口转换器，所述串口转换器连接有中心ZigBee收发器；所述节电控制节点包括节电调控模块和电能采集模块，所述节电调控模块包括Buck型PWM斩波电路、LC滤波器和串联补偿变压器，所述Buck型PWM斩波电路的电压输入端连接至交流电网，输出交流低压电至LC滤波器，所述LC滤波器滤除杂波，输出稳定的交流电至串联补偿变压器，所述串联补偿变压器输出电压至照明系统；所述电能采集模块包括终端ZigBee收发器，所述终端ZigBee收发器的信号输入端通过数据传输线连接有电能收集电路。作为本技术一种优选的技术方案，所述ARM核心控制板采用TQ2440集成开发板，该开发板通过预留网络接口连接至PC机。作为本技术一种优选的技术方案，所述中心ZigBee收发器和终端ZigBee收发器均采用CC2430系列集成芯片，一个中心ZigBee收发器与多个终端ZigBee收发器按照ZigBee协议进行短距离数据传输。作为本技术一种优选的技术方案，所述Buck型PWM斩波电路采用非互补式驱动电路，晶闸管VT1、VT2和二极管VD1和VD2组成双向斩波开关，晶闸管VT3、VT4和二极管VD3、VD4构成双向续流开关，双向斩波开关的输出斩波电流至双向续流开关。作为本技术一种优选的技术方案，所述LC滤波器中采用非晶态磁芯滤波电感与滤波电容串联形成滤波电流，LC滤波器输出斩波电压经过倒相开关传输至串联补偿变压器。作为本技术一种优选的技术方案，所述串联补偿变压器的初级绕组两端并联连接有双向晶闸管固态开关。作为本技术一种优选的技术方案，所述电能收集电路由电能采集芯片ADE7878、时钟芯片DS1302和存储芯片AT24C02组成，电能采集芯片的输入端串联有采样电阻，采样电阻通过导线连接至串联补偿变压器的输出端，存储芯片的读取端口通过总线与终端ZigBee收发器相连接。与现有技术相比，本技术的有益效果是：本技术通过设置节电调控模块，采用非互补式驱动电路驱动Buck型PWM斩波电路，有效消除了电路中的低次谐波，在LC滤波器中采用非晶态磁芯滤波电感，进一步消除谐波；结合串联补偿变压器，利用周期补偿可以有效抵抗阻抗冲击，适用于各类阻抗负载；同时利用智能主控模块与节电控制节点进行ZigBee短距离通信，且可以方便地连接外设，提高节电装置的人机交互性，更加智能化；本技术既能够有效消除谐波影响，也能够提高输电效率，实现了远程智能控制，实现了柔性节电控制。附图说明图1为本技术结构示意图；图2为节电控制模块电路原理图；图3为电能收集电路原理图。图中：1-智能主控模块；2-节电控制节点；3-电能采集模块；4-节电调控模块；101-ARM核心控制板；102-串口转换器；103-中心ZigBee收发器；301-终端ZigBee收发器；302-电能收集电路；401-Buck型PWM斩波电路；402-LC滤波器；403-串联补偿变压器。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。实施例：如图1至图3所示，一种用于照明系统的节电装置，包括智能主控模块1和节电控制节点2；所述智能主控模块1包括ARM核心控制板101，ARM核心控制板101的主芯片连接有串口转换器102，所述串口转换器102连接有中心ZigBee收发器103；所述节电控制节点2包括节电调控模块4和电能采集模块3，所述节电调控模块4包括Buck型PWM斩波电路401、LC滤波器402和串联补偿变压器403，所述Buck型PWM斩波电路401的电压输入端连接至交流电网，输出交流低压电至LC滤波器402，所述LC滤波器402滤除杂波，输出稳定的交流电至串联补偿变压器403，所述串联补偿变压器403输出电压至照明系统；所述电能采集模块3包括终端ZigBee收发器301，所述终端ZigBee收发器301的信号输入端通过数据传输线连接有电能收集电路302。本技术具体使用方式及特点：所述ARM核心控制板101采用TQ2440集成开发板，该开发板通过预留网络接口连接至PC机；进一步说明的是，该核心控制板上集成有液晶显示器和输入键盘，用于进行电量参数实时显示，且该核心控制板还可以外接声光报警器进行故障报警操作；除此之外，该集成开发板上集成有网络控制器，用于进行网络数据传输，进而实现远程数据控制；所述Buck型PWM斩波电路401采用非互补式驱动电路，晶闸管VT1、VT2和二极管VD1和VD2组成双向斩波开关，晶闸管VT3、VT4和二极管VD3、VD4构成双向续流开关，双向斩波开关的输出斩波电流至双向续流开关；所述LC滤波器402中采用非晶态磁芯滤波电感与滤波电容串联形成滤波电流，LC滤波器402输出斩波电压经过倒相开关传输至串联补偿变压器403；所述串联补偿变压器403的初级绕组两端并联连接有双向晶闸管固态开关；进一步说明的是，Buck型PWM斩波电路401采用互补驱动方式驱动电路简单，开关损耗小且无需缓冲器；在输入工频电压的正半周，对VT1、VT3进行PWM控制，而VT2、VT4全开通；反之，在输入工频电压的负半周，对VT2,VT4进行PWM控制，而VT1、VT3几乎全开通。非晶态磁芯电感的磁滞损耗和涡流损耗比铁心电感小得多，原则上倒相换接开关采用快速的半导体开关为宜，但其通态压降也会引起功率损耗，机械开关通态损耗可以忽略，但不可控。大功率继电器可控并且其触点没有损耗，因此用作倒相开关；在串联调整式系统主电路结构中，主功率通道上只有串联变压器的次级绕组，具有很强的抗冲击能力，若在节电装置运行过程中遇到上述电流冲击性负载的接入，系统瞬间封锁保护交流斩波器，但主功率通道仍继续向负载供电。在这种情况下，变压器相当本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于照明系统的节电装置，其特征在于：包括智能主控模块(1)和节电控制节点(2)；所述智能主控模块(1)包括ARM核心控制板(101)，ARM核心控制板(101)的主芯片连接有串口转换器(102)，所述串口转换器(102)连接有中心ZigBee收发器(103)；所述节电控制节点(2)包括节电调控模块(4)和电能采集模块(3)，所述节电调控模块(4)包括Buck型PWM斩波电路(401)、LC滤波器(402)和串联补偿变压器(403)，所述Buck型PWM斩波电路(401)的电压输入端连接至交流电网，输出交流低压电至LC滤波器(402)，所述LC滤波器(402)滤除杂波，输出稳定的交流电至串联补偿变压器(403)，所述串联补偿变压器(403)输出电压至照明系统；所述电能采集模块(3)包括终端ZigBee收发器(301)，所述终端ZigBee收发器(301)的信号输入端通过数据传输线连接有电能收集电路(302)。

【技术特征摘要】
1.一种用于照明系统的节电装置，其特征在于：包括智能主控模块(1)和节电控制节点(2)；所述智能主控模块(1)包括ARM核心控制板(101)，ARM核心控制板(101)的主芯片连接有串口转换器(102)，所述串口转换器(102)连接有中心ZigBee收发器(103)；所述节电控制节点(2)包括节电调控模块(4)和电能采集模块(3)，所述节电调控模块(4)包括Buck型PWM斩波电路(401)、LC滤波器(402)和串联补偿变压器(403)，所述Buck型PWM斩波电路(401)的电压输入端连接至交流电网，输出交流低压电至LC滤波器(402)，所述LC滤波器(402)滤除杂波，输出稳定的交流电至串联补偿变压器(403)，所述串联补偿变压器(403)输出电压至照明系统；所述电能采集模块(3)包括终端ZigBee收发器(301)，所述终端ZigBee收发器(301)的信号输入端通过数据传输线连接有电能收集电路(302)。2.根据权利要求1所述的一种用于照明系统的节电装置，其特征在于：所述ARM核心控制板(101)采用TQ2440集成开发板，该开发板通过预留网络接口连接至PC机。3.根据权利要求1所述的一种用于照明系统的节电装置，其特征在于：所述中心ZigBee收发器(103)和终端ZigBee收发器(30...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐子驰，
申请(专利权)人：徐子驰，
类型：新型
国别省市：河北,13