一种基于双电源供电的频率校正式楼道节能照明系统

本发明涉及节能领域，具体是指一种基于双电源供电的频率校正式楼道节 能照明系统。

目前传统的楼道照明系统都是采用市电供电，然而在发生紧急情况时，市 电往往无法正常给楼道照明系统供电，使楼道照明灯无法工作，给住户生活带 来很大的不便。

本发明的目的在于克服传统的楼道照明系统在市电无法正常供电时会影响 照明灯工作的缺陷，提供一种基于双电源供电的频率校正式楼道节能照明系统。

本发明的目的通过下述技术方案实现：一种基于双电源供电的频率校正式 楼道节能照明系统，主要由中央控制器，分别与中央控制器相连接的双电源切 换开关、照明灯和频率校正电路，与频率校正电路相连接的模数转换芯片，分 别与双电源切换开关相连接的开关稳压电源电路和蓄电池，与蓄电池相连接的 太阳能电池板，以及分别与模数转换芯片相连接的红外传感器和光感传感器组 成。

进一步的，所述频率校正电路由三极管VT2，三极管VT3，单向晶闸管D8， 放大器P4，三极管VT4，N极与单向晶闸管D8的N极相连接、P极则经电阻 R14后与三极管VT3的发射极相连接的稳压二极管D9，一端与三极管VT2的 发射极相连接、另一端与稳压二极管D9的P极相连接的同时接地的电阻R12， 串接在三极管VT3的基极和稳压二极管D9的P极之间的电阻R13，负极与三 极管VT3的基极相连接、正极与三极管VT2的发射极相连接的电容C11，正极 与三极管VT2的集电极相连接、负极接地的电容C12，P极经电阻R15后与放 大器P4的输出端相连接、N极与稳压二极管D9的P极相连接的二极管D7，串 接在二极管D7的N极和单向晶闸管D8的控制极之间的电阻R17，串接在三极 管VT3的集电极和放大器P4的正极之间的电阻R16，正极与放大器P4的负极 相连接、负极与三极管VT4的基极相连接的电容C13，以及串接在放大器P4 的负极和三极管VT4的集电极之间的电阻R18组成；所述三极管VT2的集电极 与二极管D7的P极相连接、其基极则与模数转换芯片相连接；所述三极管VT4 的基极与稳压二极管D9的P极相连接、其发射极接地；所述单向晶闸管D8的 P极与放大器P4的输出端相连接；所述放大器P4的输出端与中央控制器相连 接。

所述开关稳压电源电路由变压器T，与变压器T的原边电感线圈相连接的 前端输入电路，与变压器T的副边电感线圈相连接的输出电路，与输出电路相 连接的反馈电路，以及与反馈电路相连接的调节电路组成；所述调节电路还与 前端输入电路相连接。

所述前端输入电路由二极管整流器U1，正极经电阻R1后与变压器T的原 边电感线圈L1的同名端相连接、负极则经电阻R2后与调节电路相连接的电容 C1，N极经电阻R3后与变压器T的原边电感线圈L1的同名端相连接、P极与 变压器T的原边电感线圈L1的非同名端相连接的二极管D1，正极与变压器T 的原边电感线圈L1的同名端相连接、负极与二极管D1的N极相连接的电容 C3，以及正极与二极管D1的P极相连接、负极经电阻R2后与电容C1的负极 相连接的电容C2组成；所述二极管整流器U1的正极输出端与电容C1的正极 相连接、其负极则与电容C1的负极相连接；所述电容C2的正极还与调节电路 相连接的；所述二极管整流器U1的输入端则形成该前端输入电路的输入端。

所述输出电路由P极与变压器T的副边电感线圈L2的同名端相连接、N极 经电感L4后与变压器T的副边电感线圈L2的非同名端共同形成该输出电路的 输出端的二极管D2，正极与二极管D2的N极相连接、负极与变压器T的副边 电感线圈L2的非同名端相连接的电容C4，以及正极经电感L4后与二极管D2 的N极相连接、负极与电容C4的负极相连接的电容C5组成；所述电容C5的 正极和负极均与反馈电路相连接；所述输出电路的输出端与双电源切换开关相 连接。

所述反馈电路由放大器P1，放大器P2，放大器P3，一端与放大器P3的输 出端相连接、另一端与电容C5的正极相连接的电阻R8，串接在放大器P3的输 出端和正极之间的电阻R9，串接在放大器P3的负极和放大器P2的负极之间的 电阻R11，串接在放大器P2的输出端和正极之间的电阻R10，正极与放大器P3 的输出端相连接、负极与放大器P1的正极相连接的电容C10，正极与放大器P1 的正极相连接、负极与放大器P1的输出端相连接的电容C9，与电容C9相并联 的电阻R7，N极与放大器P1的正极相连接、P极与放大器P2的输出端相连接 的二极管D6，以及正极与电容C5的负极相连接、负极顺次经电阻R6和电阻 R5后与调节电路相连接的同时接地的电容C7组成；所述放大器P1的输出端与 电容C7的负极相连接、其负极与放大器P3的输出端相连接。

所述调节电路由三极管VT1，处理芯片U2，光电耦合器U3，P极经二极管 D3后与变压器T的副边电感线圈L3的非同名端相连接、N极与三极管VT1的 集电极相连接的二极管D4，正极与变压器T的副边电感线圈L3的同名端相连 接、负极与二极管D4的P极相连接的电容C6，N极与光电耦合器U3的第二输 入端相连接、P极顺次经电阻R5和电阻R6后与电容C7的负极相连接的二极管 D5，串接在电容C2的正极和光电耦合器U3的第一输出端之间的电阻R4，以 及正极与处理芯片U3的S管脚相连接、负极与处理芯片U2的C管脚相连接的 电容C8组成；所述三极管VT1的的发射极与光电耦合器U3的第一输入端相连 接、其基极则与二极管D4的P极相连接；所述处理芯片U2的C管脚与光电耦 合器U3的第二输出端相连接、其D管脚则与电容C2的负极相连接。

所述处理芯片U2为WS157集成芯片。

本发明较现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

(1)本发明正常情况时采用电网供电，太阳能电源做为辅助电源，当出现 紧急情况导致电网无法正常供电时，本发明可以切换到太阳能电源供电，从而 确保楼道照明灯可以正常工作。

(2)本发明采用光控和红外传感技术，当夜晚楼道内有人通过时照明灯会 自动被点亮，行人通过后则会自动熄灭，无需手动打开、关闭，使用起来更加 方便。同时行人通过后可以自动熄灭，避免了因忘关灯而导致的电能浪费。

(3)本发明的开关稳压电源电路可以在电网电压出现波动时对输入电压进 行调整，以确保本发明拥有稳定的工作电压，提高本发明的稳定性。

(4)本发明的的频率校正电路可以对模数转换芯片输出的信号进行频率校 正，避免频率波动而影响本发明的正常工作。

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明的开关稳压电源电路结构示意图。

图3为本发明的频率校正电路结构示意图。

下面结合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并不 限于此。

实施例

如图1所示，本发明的基于双电源供电的频率校正式楼道节能照明系统， 主要由中央控制器，分别与中央控制器相连接的双电源切换开关、照明灯和频 率校正电路，与频率校正电路相连接的模数转换芯片，分别与双电源切换开关 相连接的开关稳压电源电路和蓄电池，与蓄电池相连接的太阳能电池板，以及 分别与模数转换芯片相连接的红外传感器和光感传感器组成。

其中，中央控制器作为本发明的控制中心，其优选STC90C52AD单片机来 实现。红外传感器可以检测楼道内是否有行人通过，其优选LH1958型红外传感 器。该光感传感器可以检测楼道内的光照亮度，其优选深圳市硕实科技有限公 司生产的EM30713型光感传感器来实现。模块转换芯片用于把红外传感器和光 感传感输出的模拟信号转换为中央控制器所能识别的数字信号，其采用 ADC0809模数转换芯片，该ADC0809模数转换芯片的IN1管脚与红外传感器 的信号输出接口相连接，其IN2管脚则与光感传感器的信号输出接口相连接， 其D1管脚则与频率校正电路的输入端相连接。该STC90C52AD单片机的VCC 管脚与电源切换开关的输出端相连接，其XTAL1管脚则与频率校正电路的输出 端相连接，其P1.1和P1.2管脚则接照明灯。太阳能电池板用于把太阳能转换为 电能，其需设置在光照处。蓄电池用于储存太阳能电池板输出的电能。电源切 换开关采用现有技术，当电网无法供电时其可以自动切换由蓄电池供电。开关 稳压电源电路可以使输入的电压保持稳定。

为了确保本发明工作电压的稳定性，该开关稳压电源电路的结构如图2所 示，其由变压器T，与变压器T的原边电感线圈相连接的前端输入电路，与变 压器T的副边电感线圈相连接的输出电路，与输出电路相连接的反馈电路，以 及与反馈电路相连接的调节电路组成。所述调节电路还与前端输入电路相连接。

其中，该前端输入电路可以把交流市电转换为平顺的直流电输出，其由二 极管整流器U1，电阻R1，电阻R2，电阻R3，电容C1，电容C2，电容C3以 及二极管D1组成。

连接时，电容C1的正极经电阻R1后与变压器T的原边电感线圈L1的同 名端相连接、其负极则经电阻R2后与调节电路相连接。二极管D1的N极经电 阻R3后与变压器T的原边电感线圈L1的同名端相连接、其P极与变压器T的 原边电感线圈L1的非同名端相连接。电容C3的正极与变压器T的原边电感线 圈L1的同名端相连接、其负极与二极管D1的N极相连接。电容C2的正极与 二极管D1的P极相连接、其负极经电阻R2后与电容C1的负极相连接。

同时，所述二极管整流器U1的正极输出端与电容C1的正极相连接、其负 极则与电容C1的负极相连接。所述电容C2的正极还与调节电路相连接的。所 述二极管整流器U1的输入端则形成该前端输入电路的输入端并接入电网。经过 转换后的直流电经变压器T变压为合适的电压后输出给输出电路。

该输出电路由二极管D2，电容C4，电容C5以及电感L4组成。其中，二 极管D2的P极与变压器T的副边电感线圈L2的同名端相连接、其N极经电感 L4后与变压器T的副边电感线圈L2的非同名端共同形成该输出电路的输出端 并与双电源切换开关相连接。电容C4的正极与二极管D2的N极相连接、其负 极与变压器T的副边电感线圈L2的非同名端相连接。电容C5的正极经电感L4 后与二极管D2的N极相连接、其负极与电容C4的负极相连接。所述电容C5 的正极和负极均与反馈电路相连接。

所述反馈电路由放大器P1，放大器P2，放大器P3，一端与放大器P3的输 出端相连接、另一端与电容C5的正极相连接的电阻R8，串接在放大器P3的输 出端和正极之间的电阻R9，串接在放大器P3的负极和放大器P2的负极之间的 电阻R11，串接在放大器P2的输出端和正极之间的电阻R10，正极与放大器P3 的输出端相连接、负极与放大器P1的正极相连接的电容C10，正极与放大器P1 的正极相连接、负极与放大器P1的输出端相连接的电容C9，与电容C9相并联 的电阻R7，N极与放大器P1的正极相连接、P极与放大器P2的输出端相连接 的二极管D6，以及正极与电容C5的负极相连接、负极顺次经电阻R6和电阻 R5后与调节电路相连接的同时接地的电容C7组成。所述放大器P1的输出端与 电容C7的负极相连接、其负极与放大器P3的输出端相连接。该反馈电路可以 把输出电路所输出的电压反馈给调节电路。

所述调节电路由三极管VT1，处理芯片U2，光电耦合器U3，电阻R4，二 极管D4，二极管D5，二极管D3，电容C6以及电容C8组成。

连接时，二极管D4的P极与二极管D3的N极相连接、其N极与三极管 VT1的集电极相连接。二极管D3的P极则与变压器T的副边电感线圈L3的非 同名端相连接。电容C6的正极与变压器T的副边电感线圈L3的同名端相连接、 其负极与二极管D4的P极相连接。二极管D5的N极与光电耦合器U3的第二 输入端相连接、其P极顺次经电阻R5和电阻R6后与电容C7的负极相连接。 电阻R4串接在电容C2的正极和光电耦合器U3的第一输出端。电容C8的正极 与处理芯片U3的S管脚相连接、其负极与处理芯片U2的C管脚相连接。

所述三极管VT1的的发射极与光电耦合器U3的第一输入端相连接、其基 极则与二极管D4的P极相连接。所述处理芯片U2的C管脚与光电耦合器U3 的第二输出端相连接、其D管脚则与电容C2的负极相连接。

当输出电路输出的电压出现波动时，反馈电路把电压反馈给调节电路，这 时反馈电压导通光电耦合器U3，通过光电耦合器U3来调节处理芯片U2的D 管脚的控制电流，进而调节占空比，使输出电路所输出的电压保持稳定。为了 更好的实施本发明，所述处理芯片U2优选为WS157集成芯片来实现。

如图3所示，该频率校正电路由三极管VT2，三极管VT3，单向晶闸管D8， 放大器P4，三极管VT4，电阻R12，电阻R13，电阻R14，电阻R15，电阻R16， 电阻R17，电阻R18，电容C11，电容C12，电容C13，二极管D7以及稳压二 极管D9组成。

连接时，稳压二极管D9的N极与单向晶闸管D8的N极相连接、其P极 则经电阻R14后与三极管VT3的发射极相连接。电阻R12的一端与三极管VT2 的发射极相连接、其另一端与稳压二极管D9的P极相连接的同时接地。电阻 R13串接在三极管VT3的基极和稳压二极管D9的P极之间。电容C11的负极 与三极管VT3的基极相连接、其正极与三极管VT2的发射极相连接。电容C12 的正极与三极管VT2的集电极相连接、其负极接地。二极管D7的P极经电阻 R15后与放大器P4的输出端相连接、其N极与稳压二极管D9的P极相连接。 电阻R17串接在二极管D7的N极和单向晶闸管D8的控制极之间。电阻R16 串接在三极管VT3的集电极和放大器P4的正极之间。电容C13的正极与放大 器P4的负极相连接、其负极与三极管VT4的基极相连接。电阻R18串接在放 大器P4的负极和三极管VT4的集电极之间。

同时，所述三极管VT2的集电极与二极管D7的P极相连接、其基极则与 ADC0809模数转换芯片的D1管脚相连接。所述三极管VT4的基极与稳压二极 管D9的P极相连接、其发射极接地。所述单向晶闸管D8的P极与放大器P4 的输出端相连接。所述放大器P4的输出端与STC90C52AD单片机的XTAL1管 脚相连接。该频率校正电路可以对模数转换芯片输出的信号进行频率校正，避 免频率波动而影响本发明的正常工作。

正常情况下本发明由电网供电，而太阳能电池板所发出的电能则储存在蓄 电池内，当电网出现故障而无法供电时，双电源切换开关则自动切换档位，使 本发明由蓄电池供电，从而可以确保本发明不受电网故障影响。在使时，如果 夜晚有行人通过楼道，红外传感器和光感传感器就发送模拟信号给模数转换芯 片，该模数转换芯片把模拟信号转换为数字信号传输给频率校正电路，该频率 校正电路对信号的频率进行校正后传输给中央控制器，中央控制器对数字信号 进行识别后驱动照明灯点亮。在白天或楼道内有足够的光亮时，如果有行人通 过楼道，这时红外传感器发出信号，而光感传感器则不发出信号，这时中央控 制器则不会驱动照明灯。

如上所述，便可很好的实现本发明。