CN208257505U - 一种集成式智能电源 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种集成式智能电源，包括中央控制器、控制电路和故障检测模块组成的控制单元；电参数计量模块、电压互感器、电流互感器组成的计量单元；恒压电源、EMC电路、整流电路、LED恒流电源组成的电源单元；以及无线通信模块；本实用新型提供的集成式智能电源，电源单元、控制单元、计量单元和无线通信模块一体式集成设计，最大程度压缩了***安装空间和产品成本；通过增加故障检测模块，提升了***异常情况下的***可靠性。

Description

一种集成式智能电源

技术领域

本实用新型涉及工业物联网智能照明控制和LED驱动电源设计相结合技术领域，特别涉及一种集成式智能电源。

背景技术

路灯管控是智慧城市建设的重要应用，传统的路灯通过PLC、RS485等技术手段实时对每一盏灯进行控制、监测以及调光，实现对路灯的开关控制、状态监测和调光节能。目前随着ZigBee、LoRa、NB-IoT等新技术发展成熟，当前的主流方案是把驱动电源串接无线控制设备，对路灯进行智能控制，这种方式我们称之为分离式智能照明控制器。但分离式能照明控制器仍存在明显的缺陷：第一，由于驱动电源和无线控制设备相互独立，体积大导致安装空间要求高甚至无法安装，接线多容易接错；第二，各设备之间接口多，接线繁琐，容易接错而损坏设备；第三，由于驱动电源和无线控制设备相互独立，总成本比较高，强电功能模块重复应用造成成本浪费；第四，由于驱动电源和无线控制设备相互独立，设备耦合性和兼容性不能得到保证；第五，集成电源相比分离式设备组合产品总能耗更小，提高节能效率。第六，集成电源能高效、快速监测出整个设备内部各模块的实时状态，避免了分离式控制设备因外部线路干扰等原因引起的误判，能及时、准确、预先诊断出问题和隐患，便于设备维护和管理。

实用新型内容

本实用新型为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种集成式智能电源，以解决和优化传统驱动电源和分离式智能电源的各种问题，其中，具体技术方案为：

包括中央控制器、控制电路和故障检测模块组成的控制单元；电参数计量模块、电压互感器、电流互感器组成的计量单元；恒压电源、EMC电路、整流电路、LED恒流电源组成的电源单元；以及无线通信模块；

控制单元包括中央控制器、控制电路、故障检测模块，中央控制器主要负责策略计算和输出；控制电路主要提供开关、调光、异常保护、中央控制器和计量单元、电源单元的接口；故障检测模块监视计量单元、电源单元、无线通信模块的工作状况，并把监视结果输出给中央控制器；

计量单元包括电流互感器、电压互感器、电参量计算模块；电流互感器与电源连接以检测电路的电流信号并传输至电参量计算模块；电压互感器与电源连接以检测电路的电压信号并传输至电参量计算模块；电参量计算模块根据接收到的电流信号和电压信号，计算路灯驱动电源的状态信息并将路灯驱动电源的状态信息传输至控制电路；其中，路灯驱动电源的状态信息包括路灯驱动电源的输入电压、输入电流、输入功率、有功功率、无功功率、功率因数、相位、频率等；支持本地电源总能耗累积，掉电不丢失；

电源单元包括EMC电路、整流模块、LED恒流电源、恒压电源模块，EMC电路提供电磁兼容性相关设计；整流模块把交流市电转换成直流电；LED恒流电源根据***配置为LED灯提供稳定的电流输出；恒压电源根据***配置为***提供稳定的电压输出。

上述的集成式智能电源，其中：无线通信模块兼容NB-IoT、LoRa、ZigBee、WiFi、Bluetooth等无线协议。

上述的集成式智能电源，其中：每盏LED灯对应的集成式智能电源均有***默认配置值。此默认配置值可保证LED灯上电后为打开状态，保证基本的照明需求。

上述的集成式智能电源，其中：当中央控制器发生异常时，集成式智能电源硬件保护电路启动，自动满功率输出，LED灯进入全亮模式，确保照明安全。

上述的集成式智能电源，其中：无线通信模块正常时，故障检测模块上报电源单元故障给中央控制器，中央控制器通过无线控制模块上报电源单元故障给地面服务器，***配置保持不变。

上述的集成式智能电源，其中：当检测到计量单元发生故障时，而电源单元、无线通信模块正常时，故障检测模块上报计量模块故障给中央控制器，然后通过无线控制模块上报计量模块故障到地面服务器，***配置保持不变。

上述的集成式智能电源，其中：当无线通信模块发生故障时，故障检测模块把故障上报中央控制器；中央控制器按照存储在本地的策略执行照明控制，按照本地的策略执行开关灯和调光。

本实用新型相对于现有技术具有如下有益效果：电源单元、控制单元、计量单元和无线通信模块一体式集成设计，最大程度压缩了***安装空间和产品成本；通过增加故障检测模块，提升了***异常情况下的***可靠性，不影响路灯基本的照明功能；通过无线通信模块，可实现对集成式智能电源的***控制、状态监测和版本升级；通过模块化设计，实现了对不同无线通信方式的兼容。

附图说明

图1为智能灯控***功能框图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的描述。

本实施例中的集成式智能电源可以通过控制模块的控制电路和电源模块进行通信，通信接口可以是PWM方式或其他串行方式，如二线制、TTL、RS232、RS485等，实现对路灯驱动电源的调光、校时等功能；控制模块的输入来自无线通信模块接收的命令；无线通信模块支持NB-IoT、LoRa、ZigBee、WiFi、Bluetooth等。

本实施案例中的控制单元包括中央控制器、控制电路、故障检测等模块。中央控制器主要负责策略计算和输出；控制电路主要提供开关调光、异常保护中央控制器和计量单元、电源单元的接口；故障检测模块监视计量单元、电源单元、无线通信模块的工作状况，并把监视结果输出给中央控制器。

本实施例中的计量单元包括电流互感器、电压互感器、电参量计算模块；电流互感器与电源连接以检测电路的电流信号并传输至电参量计算模块；电压互感器与电源连接以检测电路的电压信号并传输至电参量计算模块；电参量计算模块根据接收到的电流信号和电压信号，计算路灯驱动电源的状态信息并将路灯驱动电源的状态信息传输至控制电路；其中，路灯驱动电源的状态信息包括路灯驱动电源的输入电压、输入电流、输入功率、有功功率、无功功率、功率因数、相位、频率等；支持本地电源总能耗累积，掉电不丢失。

本实施案例中的电源单元包括EMC电路、整流模块、LED恒流电源、恒压电源等模块。EMC电路提供电磁兼容性相关设计；整流模块把交流市电转换成直流电；LED恒流电源根据***配置为LED灯提供稳定的电流输出；恒压电源根据***配置为***提供稳定的电压输出。

本实施案例中，每盏LED灯对应的集成式智能电源均有上电后的***默认配置值。此默认配置值可保证LED灯上电后为打开状态，保证基本的照明需求。

本实施案例中，当中央控制器发生异常时，智能电源硬件保护电路启动，自动满功率输出，LED灯进入全亮模式，确保照明安全。

本实施案例中，当无线通信模块发生故障时，故障检测模块把故障上报中央控制器；中央控制器按照存储在本地的策略执行照明控制，按照本地的策略执行开关灯和调光。

本实施案例中，当检测到计量单元发生故障时，而电源单元、无线通信模块正常时，故障检测模块上报计量模块故障给中央控制器，然后通过无线控制模块上报计量模块故障到地面服务器，***配置保持不变；

本实施案例中，当检测到电源单元发生故障时，而无线通信模块正常时，故障检测模块上报电源单元故障给中央控制器，中央控制器通过无线控制模块上报电源单元故障给地面服务器，***配置保持不变；

本实施案例中，通过模块化设计，如需要不同无线通信方式时，只需更换相应的无线通信模块，电源单元无需做任何更改；这里的无线通信模块包括NB-IOT、LoRa、ZigBee、Wifi、Bluetooth等。

本实用新型已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本实用新型，任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本实用新型的保护范围当以权利要求书所界定的为准。

Claims (2)

1.一种集成式智能电源，其特征在于：包括中央控制器、控制电路和故障检测模块组成的控制单元；电参数计量模块、电压互感器、电流互感器组成的计量单元；恒压电源、EMC电路、整流电路、LED恒流电源组成的电源单元；以及无线通信模块；

控制单元包括中央控制器、控制电路、故障检测模块，中央控制器主要负责策略计算和输出；控制电路主要提供中央控制器和计量单元、电源单元的接口；故障检测模块监视计量单元、电源单元、无线通信模块的工作状况，并把监视结果输出给中央控制器；

计量单元包括电流互感器、电压互感器、电参量计算模块；电流互感器与电源连接以检测电路的电流信号并传输至电参量计算模块；电压互感器与电源连接以检测电路的电压信号并传输至电参量计算模块；电参量计算模块根据接收到的电流信号和电压信号，计算路灯驱动电源的状态信息并将路灯驱动电源的状态信息传输至控制电路；其中，路灯驱动电源的状态信息包括路灯驱动电源的输入电压、输入电流、输入功率、有功功率、无功功率、功率因数、相位、频率；

电源单元包括EMC电路、整流模块、LED恒流电源、恒压电源模块，EMC电路提供电磁兼容性相关设计；整流模块把交流市电转换成直流电；LED恒流电源根据***配置为LED灯提供稳定的电流输出；恒压电源根据***配置为***提供稳定的电压输出。

2.如权利要求1所述的集成式智能电源，其特征在于：无线通信模块兼容NB-IoT、LoRa、ZigBee、WiFi、Bluetooth无线协议。