一种自举触发式智能电网变频节能控制系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电网节能领域，具体是指一种自举触发式智能电网变频节能控制系统。
【背景技术】
[0002]目前，随着城市化的发展和人民生活水平的提高，城市照明消耗的电能呈几何基数增加，为了响应国家节能减排政策的号召，智能电网的概念越来越得到大家的认可。智能电网就是电网的智能化，也被称为“电网2.0”，它是建立在集成的、高速双向通信网络基础上的技术应用，能实现电网的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全的目标。
[0003]变频节能路灯是组成智能电网的一个重要单元，而变频节能路灯的节能主要体现在控制器上，现在市场上使用的控制器绝大部分还是传统的电感式镇流器，而电感式镇流器存在着如下诸多缺点:1、功率因数很低，加上补偿电容，一般也只能达到0.85左右，这使同样功率需要更大的供给电流，不得不增大专变(路灯变压器)的容量，增大供电电缆的直径，使成本增加；2、电感式镇流器工作在市电频率下，必须大量使用矽钢片，而制作矽钢片的材料是稀缺资源，不利于环保和稀缺资源的保护；3、电感式镇流器所消耗的功率随着输入电压的增大而增加，加之没有保护功能，因此在灯管开路或者是短路的情况下，容易损坏镇流器及其附件。
[0004]综上所述，目前智能电网变频节能系统中的变频节能路灯控制器不能有效的实现节能的目的。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于克服目前智能电网变频节能系统中变频节能路灯控制器所存在的不能有效实现节能的缺陷，提供一种自举触发式智能电网变频节能控制系统。
[0006]本发明的目的用以下技术方案实现:一种自举触发式智能电网变频节能控制系统，主要由EMI滤波器，与EMI滤波器相连接的桥式整流器，与桥式整流器相连接的升压型有源功率因素校正电路，与升压型有源功率因素校正电路相连接的DC/AC高频变频器，与该DC/AC高频变频器相连接的采样保护电路和脉冲发生驱动电路，以及分别与采样保护电路和脉冲发生驱动电路相连接的单片机组成。同时，还设有三极管自举补偿电路和射极跟随饱和触发电路；所述三极管自举补偿电路的输入端分别与升压型有源功率因素校正电路和DC/AC高频变频器的输出端相连接，而其输出端则经射极跟随饱和触发电路后与采样保护电路相连接；所述三极管自举补偿电路由电压源V，串接在电压源V的正极和负极之间的可调式桥式电路，与可调式桥式电路相连接的三极管功率放大电路，以及与可调式桥式电路和三极管功率放大电路均相连接的自举补偿电路组成；所述射极跟随饱和触发电路由三极管Q4，三极管Q5，三极管Q6，三极管Q7，一端与三极管Q4的集电极相连接、另一端顺次经二极管D3和电阻R15后与三极管Q7的集电极相连接的电阻R12，以及一端与三极管Q5的集电极相连接、另一端顺次经二极管D2和电阻R14后与三极管Q6的集电极相连接的电阻R13组成；所述三极管Q4的基极与三极管Q6的集电极相连接，其发射极则外接+4V电压；所述三极管Q5的基极与三极管Q7的集电极相连接，其发射极外接+4V电压；所述三极管Q6的基极则与二极管D3与电阻R15的连接点相连接，其发射极接地；所述三极管Q7的基极与电阻R14和二极管D2的连接点相连接，其发射极接地；所述三极管Q6的集电极则与三极管反馈电路相连接，而三极管Q7的集电极则与采样保护电路相连接。
[0007]进一步地，所述可调式桥式电路由首尾顺次串接形成电回路的电阻R3、电阻R5、电阻R6和电阻R4，以及一端与电阻R3和电阻R4的连接点相连接、另一端经可调电阻R2后与三极管功率放大电路相连接的电阻Rl组成；所述可调电阻R2的调节端则与电阻R3和电阻R5的连接点相连接；所述电阻R4与电阻R6的连接点分别与电压源V的正极和自举补偿电路相连接，电阻R5与电阻R6的连接点则与三极管功率放大电路相连接，而电阻R3与电阻R5的连接点还与电压源V的负极相连接。
[0008]所述三极管功率放大电路由三极管Q1，功率放大器P1，串接在三极管Ql的基极与功率放大器Pl的反相端之间的电阻R7，串接在三极管Ql的发射极与功率放大器Pl的反相端之间的电阻R8，与电阻R8相并联的电容Cl，以及串接在功率放大器Pl的同相端与输出端之间的极性电容C2组成；所述功率放大器Pl的同相端则与电阻R5和电阻R6的连接点相连接，其输出端则与自举补偿电路相连接。
[0009]所述自举补偿电路由三极管Q2，三极管Q8，功率放大器P2，一端与三极管Q2的发射极相连接、另一端经电阻R16后接地的电阻R10，一端与电阻RlO和电阻R16的连接点相连接、另一端顺次经电阻R17、电阻R18后与功率放大器P2的输出端相连接的电阻R11，P极与电阻Rll和电阻R17的连接点相连接、N极与功率放大器P2的输出端相连接的二极管Dl,串接在功率放大器P2的反相端与输出端之间的极性电容C3，以及串接在功率放大器P2的同相端与输出端之间的电阻R9组成；所述三极管Q8的集电极与电阻Rll和电阻R17的连接点相连接、其基极与电阻R17和电阻R18的连接点相连接、其发射极与功率放大器Pl的输出端相连接；所述三极管Q2的集电极与功率放大器P2的反相端相连接，而其基极则与电阻R4和电阻R6的连接点相连接。
[0010]本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果:
(I)本发明的整体结构较为简单，其稳定性与可靠性较强。
[0011](2)本发明用三极管自举补偿电路取代了传统的补偿电容，不仅能极大的降低控制系统的体积，而且还能很大程度的增加整个控制系统的功率因素，从而确保系统的稳定。
[0012](3)本发明能在短路或断路的情况下，通过三极管自举补偿电路来确保整个控制系统的安全。
[0013](4)本发明将射极跟随饱和触发电路与三极管自举补偿电路整合起来使用，能极大的降低整个系统的能耗，能有效的确保其稳定性。
【附图说明】
[0014]图1为本发明的整体结构示意图。
[0015]图2为本发明的三极管自举补偿电路的电路结构示意图。
[0016]图3为本发明的射极跟随饱和触发电路结构示意图。
[0017]其中，以上附图中的附图标记名称分别为: I—EMI滤波器，2—桥式整流器，3—升压型有源功率因素校正电路，4一DC/AC高频变频器，5—三极管自举补偿电路，6—采样保护电路，7—单片机，8—脉冲发生驱动电路，9-射极跟随饱和触发电路。
【具体实施方式】
[0018]下面结合具体实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例
[0019]如图1所示，本发明主要包括有EMI滤波器1、桥式整流器2、升压型有源功率因素校正电路3、DC/AC高频变频器4、三极管自举补偿电路5、采样保护电路6、单片机7、脉冲发生驱动电路8以及射极跟随饱和触发电路9这九大部分。
[0020]其中，采样保护电路6用于将节能路灯两端的电压以及经过节能路灯的电流的采样结果传递给单片机7，单片机7控制脉冲发生驱动电路8发出点亮驱动波形或正常工作驱动波形给DC/AC高频转换器4，该DC/AC高频转换器4在高频脉冲的驱动下将经升压型有源功率因素校正电路3升压的400V的直流电变成高频的交流电，在启动时，通过三极管自举补偿电路5产生瞬时高压，使节能路灯点亮，而单片机7根据采样保护电路6实时采集的数据，按照不同时段预设功率大小来调整节能路灯的在各时段恒定功率工作。
[0021]所述EMI滤波器I用于防止电网的高次谐波进入产品，防止产品本身的高次谐波返回电网，而污染电网，使产品符合国家安全标准，满足相应的法律法规。桥式整流器2用于把市电220V变成310V左右的脉冲直流电；升压型有源功率因数校正电路3用于提升产品整机的功率因数，使功率因数达到0.98以上，减小电网的供电负担。采样保护电路6为传统电路结构，其用于采样节能路灯的工作状态，把采样的数据送到单片机7，单片机7进行判断节能路灯是否在正常工作，根据判断的结果来决定是否采取保护措施；如果是正常工作，则根据采样数据，来调整产品的工作频率，进而控制输出功率的恒定，实现产品的恒功率与智能调光功能。
[0022]运行时，单片机7根据采样数据调整脉冲发生驱动电路8的驱动脉冲，该驱动脉冲经过隔离、放大提供给DC/AC高频变频器4的逆变电路，使功率管工作在高频下，从而使灯发光。而DC/AC高频变频器4在高频脉冲的驱动下，把400V的直流电变成高频的交流电。
[0023]为了确保本发明的使用效果，本发明特意设计了三极管自举补偿电路5和射极跟随饱和触发电路9。其中，三极管自举补偿电路5的具体结构如图2所示。S卩，该三极管自举补偿电路5由电压源V，串接在电压源V的正极和负极之间的可调式桥式电路，与可调式桥式电路相连接的三极管功率放大电路，以及与可调式桥式电路和三极管功率放大电路均相连接的自举补偿电路组成。
[0024]其中，可调式桥式电路由首尾顺次串接形成电回路的电阻R3、电阻R5、电阻R6和电阻R4，以及一端与电阻R3和电