專利名稱：路燈節(jié)電電子定時開關(guān)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是關(guān)于路燈節(jié)電的電子定時開關(guān)裝置。
城市街道的夜間照明，一般是采用全黑夜照明的控制方式，路燈的供電控制裝置集中在城市中的各個變電站、調(diào)度所等供電管理部門。路燈的供電線路與各個燈桿上的路燈之間均無開關(guān)控制，在夜間路燈均是徹夜通明。每當(dāng)夜深人靜道路上的行人、車輛都大大減少、有時甚至是闃無一人。這時若乃讓全部的路燈點(diǎn)亮，不僅路燈的使用效率較低，而且電能的浪費(fèi)也很大。當(dāng)然，這時若將路燈全部關(guān)熄，不僅會給行人及車輛等交通帶來許多不便，而且也會影響到城市的安全。為了解決上述問題，達(dá)到既不影響交通和安全，又利于節(jié)約用電的目的，現(xiàn)有的路燈節(jié)電控制裝置有用光電自動開關(guān)和機(jī)械定時器組成的，也有用變壓器、功率硅整流二極管、繼電器等組成的自動開關(guān)裝置，如由科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社出版的《節(jié)約能源1000例》一書中的第一輯，第124頁至第125頁所介紹的路燈節(jié)電控制裝置等都是采用集中控制方式控制部分路燈在深夜關(guān)閉。應(yīng)用這些現(xiàn)有技術(shù)需要對現(xiàn)有的路燈供線路進(jìn)行改造，至少需將全黑夜照明的長明燈，與深夜時為熄滅狀態(tài)的短明燈分開供電。
本實(shí)用新型的目的是提供一種與現(xiàn)有技術(shù)的路燈節(jié)電控制開關(guān)裝置相比較，更為簡單，更為節(jié)省投資，使用更為方便的路燈節(jié)電電子定時開關(guān)裝置，使用本實(shí)用新型的路燈節(jié)電電子定時開關(guān)裝置，可直接安裝在路燈的燈桿上，連接在路燈與路燈供電線路之間，而不需將長明燈與短明燈分開供電。
本實(shí)用新型所論及的路燈節(jié)電電子定時開關(guān)裝置的特征是
在由一具有振蕩器的振蕩頻率可變的可編程數(shù)字延遲定時集成電路片，一多諧振蕩器，一含有具有負(fù)電阻溫度系數(shù)特性的熱敏電阻的RC串聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，一交流電子開關(guān)及其驅(qū)動電路和一組直流電源電路組成的路燈節(jié)電電子定時開關(guān)裝置中，利用上述熱敏電阻的負(fù)電阻溫度系數(shù)特性，使上述振蕩頻率可變的可編程數(shù)字延遲定時集成電路片內(nèi)的振蕩器的振蕩頻率隨季節(jié)變化而改變的氣候溫度的變化而改變，并配合可編程數(shù)字延遲定時集成電路片，多諧振蕩器和交流電子開關(guān)的驅(qū)動電路，控制交流電子開關(guān)的導(dǎo)通和關(guān)斷，以此控制與此交流電子開關(guān)串聯(lián)連接的路燈在深夜二十三時以后自動熄滅，并在次日凌晨四時前后又自動點(diǎn)亮，實(shí)現(xiàn)減少路燈在深夜時的耗電量，達(dá)到節(jié)約用電的效果。
本實(shí)用新型的實(shí)施情況現(xiàn)在通過一個例子并參考以下附圖進(jìn)行說明

圖1是本實(shí)用新型的路燈節(jié)電電子定時開關(guān)裝置的優(yōu)先選用實(shí)施例的電路原理圖，并將此路燈節(jié)電電子定時開關(guān)裝置的電路原理圖稱為電路［30］。
電路［30］包括有一具有振蕩器的振蕩頻率可變的可編程數(shù)字延遲定時集成電路片［21］；以下簡稱此可編程數(shù)字延遲定時集成電路片為電路［21］，它可以是MOS類的數(shù)字集成電路片，如本實(shí)施例中選用的美國LSI計算機(jī)系統(tǒng)有限公司(LSI Compter System Inc.)制造的LS7210可編程數(shù)字延遲定時集成電路片就是一種MOS類的數(shù)字集成電路片，它的14個封裝引出線分別是二個方式選擇輸入端［1］和［2］，一個觸發(fā)輸入端［3］，一個時鐘選擇控制端［4］，一個振蕩器輸入端［5］，一個外部時鐘輸入端［6］，五個二進(jìn)制加權(quán)系數(shù)輸入端［8］、［9］、［10］、［11］及［12］，一個輸出端［13］和電源輸入端［14］、地線端［7］。
電路［21］的二個方式選擇輸入端［1］、［2］連接到電源端VDDi呈邏輯“1”電平；以此選擇電路［21］為雙延遲工作方式，觸發(fā)輸入端［3］經(jīng)節(jié)點(diǎn)A與時鐘選擇控制端［4］相連接，并經(jīng)節(jié)點(diǎn)B與輸出端［13］、電阻R1及反相器［22］的輸入端［15］相連接，電阻R1為輸出端［13］的提拉電阻，它使電路［21］的輸出端［13］以電壓信號驅(qū)動反相器［22］的輸入端［15］和對觸發(fā)輸入端［3］、時鐘選擇控制端［4］進(jìn)行電壓反饋控制，當(dāng)輸出端［13］為高電平、即為邏輯“1”狀態(tài)時，時鐘選擇控制端［4］也將為邏輯“1”狀態(tài)，這時電路［21］以外部時鐘輸入端［6］的脈沖信號作為電路［21］的延遲計時時鐘；當(dāng)時鐘選擇控制端［4］為低電平、即為邏輯“0”電平時，電路［21］選擇其內(nèi)部的振蕩器作為其延遲計時時鐘，延遲時間從觸發(fā)輸入端［3］的邏輯狀發(fā)變化之后的計時時鐘的上升沿處開始計時，當(dāng)觸發(fā)輸入端［3］由邏輯“0”邏輯狀態(tài)變成邏輯“1”狀態(tài)，并經(jīng)事先設(shè)置的延遲時間后，電路［21］的輸出端［13］將變?yōu)檫壿嫛?”狀態(tài)，即為開路狀態(tài)；當(dāng)觸發(fā)輸入端［3］由邏輯“1”狀態(tài)變成邏輯“0”狀態(tài)，并經(jīng)事先設(shè)置的延遲時間之后，電路［21］的輸出端［13］將變成邏輯“1”狀態(tài)，即為導(dǎo)通狀態(tài)，觸發(fā)輸入端［3］的觸發(fā)信號經(jīng)電路［21］內(nèi)部傳輸?shù)捷敵龆耍?3］的延遲時間T可由稱之為公式［1］的公式T＝(1＋1023×N)／F［1］確定，其中F表示電路［21］內(nèi)部振蕩器的振蕩頻率或是電路［21］的外部時鐘輸入端［6］的時鐘頻率，N表示電路［21］的二進(jìn)制加權(quán)系數(shù)輸入端［8］、［9］、［10］、［11］和［12］的加權(quán)系數(shù)值的和，用由稱之為公式［2］的公式表示N＝N1＋2×N2＋4×N3＋8×N4＋16×N5 ［2］公式［2］中N1、N2、N3、N4、N5分別是電路［21］的二進(jìn)制加權(quán)系數(shù)輸入端［12］、［11］、［10］、［9］、［8］的加權(quán)值，當(dāng)加權(quán)系數(shù)輸入端［8］、［9］、［10］、［11］、［12］連接到電源的VDD端時，則其加權(quán)值為數(shù)值0；當(dāng)加權(quán)系數(shù)輸入端［8］、［9］、［10］、［11］、［12］連接到地線時，則其加權(quán)值為數(shù)值1，在電路［30］中加權(quán)系數(shù)輸入端［8］、［12］與電源的VDD端相連接，加權(quán)系數(shù)輸入端［9］、［10］、［11］與地線相連接，則其加權(quán)系數(shù)值的和為N＝14。
電路［30］還包括由具有負(fù)電阻溫度系數(shù)的熱敏電阻RT、電阻R2和電容C1相串聯(lián)而構(gòu)成的RC網(wǎng)絡(luò)，將RC網(wǎng)絡(luò)中的電容C1的一端與電源的VDD端相連接、另一端與電阻R2的一端相連接，電阻R2的另一端與熱敏電阻RT的一端相連接，熱敏電阻RT的另一端與地線相連接，并從電容C1與電阻R2相連接的節(jié)點(diǎn)C處連接到電路［21］的振蕩器輸入端［5］，利用RC網(wǎng)絡(luò)中的熱敏電阻RT的負(fù)電阻溫度系數(shù)特性，使熱敏電阻RT的電阻值隨氣候溫度的升高而減?。换蚴请S氣候溫度的降低而增大，以此使電路［21］內(nèi)部的振蕩器的振蕩頻率隨季節(jié)變化的氣候溫度的變化而改變，從而使電路［30］在以電路［21］的振蕩器為延遲計時時鐘時，延遲時間T可隨季節(jié)的改變而改變，而使電路［30］中的交流電子開關(guān)BCR的導(dǎo)通時間隨季節(jié)的變化而得到調(diào)節(jié)，滿足電路［30］所控制的路燈RL在夜間二十三時以后關(guān)熄，而不受季節(jié)變化的影響。
電路［30］還包括由反相器［23］、［24］和［25］與電阻R3、電容C2構(gòu)成的多諧振蕩器，它由反相器［23］的輸出端［17］與反相器［24］的輸入端［18］相連接，反相器［23］的輸入端［27］與反相器［25］的輸入端［20］相連接，反相器［25］的輸出端［26］與電路［21］的外部時鐘輸入端［6］相連接，電阻R3的一端與反相器［23］的輸出端［17］連接，另一端與電容C2的一端相連接，電容C2的另一端與反相器［24］輸出端［19］相連接，反相器［23］的輸入端［27］與電阻R3和電容C2相連接的節(jié)點(diǎn)D處相連接，它的作用是為電路［21］的時鐘輸入端［6］提供方波脈沖的時鐘信號，其時鐘頻率F2可由公式［3］確定F2＝2.2×R3×C2［3］電路［30］還包括電容C3、電阻R4穩(wěn)壓二極管DW及整流二極管D2和電解電容C4組成的直流電源電路，它的交流輸入端［28］與路燈供電線路的相線相連接，交流輸入端［29］與供電線路的零線相連接，直流輸出端VDD將向電路［30］提供＋12伏的直流電源。
電路［30］的工作過程可結(jié)合附圖予以說明當(dāng)夜間來臨路燈線路接通市電后，電路［30］的直流電源也隨即接通，電路［30］中的多諧振蕩器自激起振，在反相器［25］的輸出端［26］輸出方波脈沖時鐘信號，此方波脈沖時鐘信號輸入到電路［21］的外部時鐘輸入端［6］作為電路［21］的外部時鐘信號，當(dāng)電路［30］的的接通時，電路［21］的輸出端［13］為開路狀態(tài)，電阻R1無電流流過，這時節(jié)點(diǎn)B處及觸發(fā)輸入端［3］、時鐘選擇控制端［4］為邏輯“0”狀態(tài)，于是反相器［22］輸出端［16］為邏輯“1”狀態(tài)，觸發(fā)二極管D1導(dǎo)通、并驅(qū)動交流電子開關(guān)BCR導(dǎo)通，于是路燈RL被接通電源而點(diǎn)亮，與此同時，電路［21］將在外部時鐘輸入端［6］的時鐘由脈沖的上升時，開始以電路［21］內(nèi)部的振蕩器作為計時時鐘進(jìn)行延遲計時，電路［21］的輸出端［13］由開路轉(zhuǎn)變?yōu)閷?dǎo)通的延遲時間T1，將由電路［21］內(nèi)部振蕩器的振蕩頻率F1確定，并滿足T1＝14323／F1(秒)，由于振蕩器的振蕩頻率F1隨與振蕩器輸入端［5］連接的RC網(wǎng)絡(luò)中熱敏電阻RT的電阻值的變化而改變，熱敏電阻RT的電阻值隨季節(jié)變化的氣候溫度的變化而改變，因而振蕩頻率F1和延遲時間T1也將隨季節(jié)的變化而得到調(diào)節(jié)。
在電路［21］經(jīng)過T1的延遲時間后，隨即在外部時鐘上升沿時，輸出端［13］將由開路轉(zhuǎn)變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)，節(jié)點(diǎn)B處由邏輯“0”狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)檫壿嫛?”狀態(tài)，觸發(fā)輸入端［3］、時鐘選擇控制端［4］也隨即由邏輯“0”狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)檫壿嫛?”狀態(tài)，反相器［22］的輸出端［16］由邏輯“1”狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)檫壿嫛?”狀態(tài)，并經(jīng)觸發(fā)二極管D1驅(qū)動使交流電子開關(guān)BCR關(guān)斷，路燈RL被切斷電源而熄滅，與此同時電路［21］將在外部時鐘輸入端［6］的時鐘脈沖的上升時，開始以外部時鐘輸入端［6］的時鐘脈沖信號進(jìn)行延遲計時，電路［21］的輸出端［13］由導(dǎo)通轉(zhuǎn)變?yōu)殛P(guān)斷的延遲時間T2，將由時鐘輸入端［6］的時鐘脈沖信號的頻率F2確定，并滿足T2＝14323／F2(秒)，電路［21］經(jīng)過T2的延遲時間后，輸出端［13］將由導(dǎo)通狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)殚_路狀態(tài)，節(jié)點(diǎn)B處也變?yōu)檫壿嫛?”狀態(tài)，而且與節(jié)點(diǎn)B相連接的觸發(fā)輸入端［3］、時鐘選擇控制端［4］也變?yōu)檫壿嫛?”狀態(tài)，反相器［22］的輸出端［16］變?yōu)檫壿嫛?”狀態(tài)，并經(jīng)觸發(fā)二極管D1驅(qū)動交流電子開關(guān)BCR導(dǎo)通，路燈RL再次點(diǎn)亮，直至清晨路燈線路中斷供電為止。若適當(dāng)選取電阻R3及電容C2的參數(shù)，以滿足多諧振蕩器的振蕩頻率F2為1Hz時，電路［30］可使得路燈RL在夜間熄滅時間達(dá)4小時。
在本實(shí)用新型的優(yōu)先選用的實(shí)施例中，熱敏電阻RT在氣候溫度為攝氏25℃時，具有500千歐的電阻值，負(fù)(4－6)％的電阻溫度系數(shù)，電阻R2＝1000千歐，電容C1＝1微法，電阻R3＝2200千歐，電容C2＝0.22微法，電阻R1＝47千歐，電阻R4＝3.3千歐，電容C3＝0.47微法／400伏，電容C4＝100微法／25伏，反相器［22］、［23］、［24］、［25］可用CMOS集成電路片，直流電源VDD＝12伏，交流電子開關(guān)BCR可根據(jù)所控制的路燈負(fù)載情況而選取。
本實(shí)用新型的另一個特點(diǎn)是可以直接安裝在路燈的燈桿上，串聯(lián)在所控制地路燈與路燈供電線路之間，而不需將長明燈與短明燈分開供電。
權(quán)利要求一種路燈節(jié)電電子定時開關(guān)裝置，由一片具有振蕩器的振蕩頻率可變的可編程數(shù)字延遲定時集成電路21，與由反相器23、24、25和電阻R3、電容C2構(gòu)成的多諧振蕩器，以及含有具有負(fù)電阻溫度系數(shù)特性的熱敏電阻RT和電阻R2、電容C1構(gòu)成的RC串聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，交流電子開關(guān)BCR以及由電阻R1、反相器22、觸發(fā)二極管D1構(gòu)成的交流電子開關(guān)BCR的驅(qū)動電路和由電阻R4、電容C3、C4和二極管D3、D4構(gòu)成的直流電源電路所構(gòu)成，其中可編程數(shù)字延遲定時集成電路21的輸出端13與時鐘選擇控制端4、觸發(fā)信號輸入端3和反相器22的輸入端15以及電阻R1的一端相連接，電阻R1的另一端接地，反相器22的輸出端16與觸發(fā)二極管D1的一端相連接，觸發(fā)二極管D1的另一端與交流電子開關(guān)BCR的控制端相連接，可編程數(shù)字延遲定時集成電路21的方式選擇輸入端1和2以及二進(jìn)制加權(quán)系數(shù)輸入端8和12與電源的VDD端相連接，二進(jìn)制加權(quán)系數(shù)輸入端9、10、11與地線相連接，反相器23的輸出端17與反相器24的輸入端18以及電阻R3的一端相連接，反相器24的輸出端19與電容C2的一端相連接，而另一端則與電阻R3的另一端以及反相器23、25的輸入端27和25相連接，反相器25的輸出端26與可編程數(shù)字延遲定時集成電路21的外部時鐘輸入端6相連接，交流電子開關(guān)BCR與路燈RL相串聯(lián)，連接在路燈的電源28和地線之間，電容C3的一端與路燈電源28相連接，另一端與電阻R4、穩(wěn)壓二極管D2相串聯(lián)，穩(wěn)壓二極管D2的正極接地，二極管D3的正極與穩(wěn)壓二極管D2的負(fù)極相連接，電容C4的負(fù)極與地線相連接，電容C4的正極與二極管D3的負(fù)極相連接，其接點(diǎn)構(gòu)成電源的VDD端，其特征是RC串聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中電容C1的一端與電源的VDD端相連接，另一端與電阻R2的一端和可編程數(shù)字延遲定時集成電路21的振蕩器輸入端5相連接，電阻R2的另一端與熱敏電阻RT的一端相連接，熱敏電阻RT的另一端與地線相連接，故當(dāng)熱敏電阻RT的電阻值隨季節(jié)變化的氣候溫度的變化而改變時，可編程數(shù)字延遲定時集成電路21內(nèi)的振蕩器的振蕩頻率和由可編程數(shù)字延遲定時集成電路21的輸出端13所控制的交流電子開關(guān)BCR的導(dǎo)通時間隨之改變，以使路燈RL在不同的季節(jié)都能在深夜二十三時以后自動熄滅。
專利摘要本實(shí)用新型的路燈節(jié)電電子定時開關(guān)裝置的特征是在由振蕩器頻率可變的可編程數(shù)字延遲定時器，具有負(fù)電阻溫度系數(shù)的熱敏電阻，交流電子開關(guān)等組成的路燈節(jié)電電子定時開關(guān)裝置中，利用熱敏電阻的負(fù)溫度電阻系數(shù)特性，使可編程延遲定時器的振蕩器的振蕩頻率隨季節(jié)變化的氣候溫度的改變而改變，從而使路燈節(jié)電電子定時開關(guān)裝置所控制的路燈在深夜二十三時以后自動熄滅，并在次日凌晨四時前后又自動點(diǎn)亮，達(dá)到節(jié)約用電的目的。
文檔編號H05B37/02GK2086960SQ9020429
公開日1991年10月16日 申請日期1990年4月5日 優(yōu)先權(quán)日1990年4月5日
發(fā)明者葛中強(qiáng) 申請人:葛中強(qiáng)