一種led專用太陽能控制器的製作方法
2023-09-16 17:56:05 1
專利名稱：一種led專用太陽能控制器的製作方法
技術領域：
一種LED專用太陽能控制器技術領域[0001 ] 本實用新型涉及太陽能和LED照明領域，具體地說是一種LED專用太陽能控制器。
背景技術：
目前，隨著太陽能應用的廣泛深入，其在LED路燈上的應用也越來越多。現有的方 案有以下幾種普通太陽能控制器配合LED驅動電源使用，此產品使用複雜，成本比較高， 現場施工接線麻煩，不易實現LED調光，整體效率比較低，且LED電流大小不易調節，使用範 圍比較小，往往是一臺LED驅動電源只能使用特定的一盞LED燈頭；普通太陽能控制器配合 特定燈頭使用，此產品實現方式為燈珠串聯上限流電阻來實現。燈頭多為特製燈頭，燈珠 串並數要求嚴格，(12V系統多為3串)，其顯著缺點為效率較低，大量能量浪費在限流電阻 上面。此種方案通過限流來驅動LED，不能實現恆流驅動，導致其LED亮度不均，當蓄電池電 壓較高時，LED比較亮，當電池電壓較低時，LED變暗；普通控制器通過快速開斷LED負載來 實現恆流。此產品使用範圍有限，只能用在LED電壓比蓄電池電壓低的情況下，並且恆流精 度差，對燈珠損害比較大，常有燒燈現象。發明內容本實用新型的目的是提供一種LED專用太陽能控制器。本實用新型的目的通過以下技術方案來實現。一種LED專用太陽能控制器，其特徵在於所述控制器包括外殼及安裝在外殼內 的MCU主控制晶片、PWM功率驅動電路、恆流源模塊、溫度傳感器、光照度採集電路、按鍵及 顯示電路與電流傳感器。MCU主控制晶片分別與PWM功率驅動電路、恆流源模塊、溫度傳感 器、光照度採集電路、按鍵及顯示電路及電流傳感器電連接，恆流源模塊與電流傳感器電連 接；蓄電池通過PWM功率驅動電路與光電池電連接，MCU主控制晶片與光電池電連接。所述光照度採集電路包括相互串聯的電阻Rl與R2，光電池與串聯後的電阻R1、R2 的兩端電連接。所述光電池與一防雷管電連接。所述蓄電池與一保險絲電連接。本實用新型與現有技術相比具有以下優點。本實用新型可將電池板發出的電量轉換到蓄電池，採用串聯PWM充電方式，使充 電迴路的電壓損失較使用二極體的充電電路降低近一半，充電效率較非PWM高3%-6%。本 控制器通過電腦晶片對蓄電池電壓、光電池電壓、放電電流、環境溫度等參數進行採樣，通 過控制模型計算，實現符合蓄電池特性的放電率、溫度補償修正的高準確控制。本實用新型 為五種負載工作模式純光控、光控+定時、手動、調試模式、常開模式。可很方便實現調光， 通過按鍵可以調節負載全功率時間和半功率時間，或是任意功率時間。科學的蓄電池管理 方式，當出現過放時，對蓄電池進行提升充電，進行一次補償維護，正常使用時，使用直充充 電和浮充結合的充電方式，每7天進行一次提升充電，防止蓄電池硫化，大大延長了蓄電池的使用壽命；同時具有高精度溫度補償，使充電控制更加精確。具有過充、過放、過載保護以 及獨特電子短路保護與防反接保護，所有保護均不損害任何部件，不燒保險；具有TVS防雷 保護，無跳線設計，可提高系統的可靠性、耐用性。參數設置具有掉電保存功能，即系統模式 和控制參數等重要數據均保存在晶片內部，掉電後不丟失，使調節更加方便，系統工作更可 靠。具有自動識別功能，可自動識別12V的太陽能系統，或是24V的太陽能系統。同時內置 高精度大功率LED恆流源，效率可達94%，驅動功率可達100W，直接驅動LED燈頭。同時通 過按鍵調節電流檔位即可實現電流調節，範圍從150mA-3000mA，使用方便，安裝簡單。具有 市電互補功能，當蓄電池電量不足時，自動切換到市電供電，保證負載供電安全性。LED直觀 顯示太陽能電池、蓄電池和負載的狀態，數碼管顯示調節參數，讓用戶實時了解系統運行狀 況。
圖1為本實用新型LED專用太陽能控制器的電路原理圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型LED專用太陽能控制器作進一步詳細描述。如圖1所示，本實用新型所述的LED專用太陽能控制器包括外殼及安裝在外殼內 的MCU主控制晶片、PWM功率驅動電路、恆流源模塊、溫度傳感器、光照度採集電路、按鍵及 顯示電路與電流傳感器。MCU主控制晶片分別與PWM功率驅動電路、恆流源模塊、溫度傳感 器、光照度採集電路、按鍵及顯示電路及電流傳感器電連接，恆流源模塊與電流傳感器電連 接；蓄電池通過PWM功率驅動電路與光電池電連接，MCU主控制晶片與光電池電連接。光照 度採集電路包括相互串聯的電阻Rl與R2，光電池與串聯後的電阻R1、R2的兩端電連接。光 電池與一防雷管電連接。蓄電池與一保險絲電連接。整個系統由電腦控制晶片MCU來控制，TVS為防雷管，因為光電池一般安裝位置較 高，為避免雷電對控制器損害，故增加次裝置。Rl和R2為光照度採集電路，通過檢測光電池 兩端電壓從而判斷出目前光照度大小，當MCU檢測到光照度小於某個值時，控制恆流源模 塊開始工作，打開負載；當光照度大於某個值時，關閉負載，從而達到自動開燈和關燈的目 的。Ql和Q2為充電控制開關管，當MCU檢測到光電池電壓大於蓄電池電壓時Ql和Q2開始 導通，對蓄電池充電，Ql和Q2由PWM功率控制器提供PWM驅動信號，MCU不斷的檢測蓄電池 電壓，根據其電壓大小來調節PWM信號的佔空比，達到使蓄電池電壓恆定在某個特定電壓 的目的，防止蓄電池過衝。放電時，當蓄電池電壓小於某個值時，控制器關閉負載，防止蓄電 池過放。FUSE為保險絲，當發生意外時，保險絲燒掉，切斷控制器與蓄電池連接，防止電流過 大損壞控制器或是負載。溫度傳感器檢測蓄電池溫度，MCU根據當前溫度計算出合理的蓄 電池充電電壓，達到溫度補償的作用。按鍵和LED顯示部分為人機互動界面，可以調節負載 工作電流和工作模式。恆流源模塊起到恆定負載電流的作用，該模塊支持PWM數字調光和 模擬調光。當客戶使用不同負載時，可以通過按鍵調節電流檔位，調節到適合負載大小的電 流檔位即可。Q3為PWM調光開關管，通過快速開關來達到調光的目的。Sl為電流傳感器， 將負載電流值反饋到恆流源模塊，恆流源根據反饋值調節電流大小，達到恆流的目的。短路 檢測模塊檢測LED負載是否有短路情況發生，如有發生立即關閉負載輸出，保護內部電路不受損壞，當短路解除後控制器回復輸出。
權利要求1.一種LED專用太陽能控制器，其特徵在於所述控制器包括外殼及安裝在外殼內的 MCU主控制晶片、PWM功率驅動電路、恆流源模塊、溫度傳感器、光照度採集電路、按鍵及顯 示電路與電流傳感器，MCU主控制晶片分別與PWM功率驅動電路、恆流源模塊、溫度傳感器、 光照度採集電路、按鍵及顯示電路及電流傳感器電連接，恆流源模塊與電流傳感器電連接； 蓄電池通過PWM功率驅動電路與光電池電連接，MCU主控制晶片與光電池電連接。
2.根據權利要求1所述的LED專用太陽能控制器，其特徵在於所述光照度採集電路 包括相互串聯的電阻Rl與R2，光電池與串聯後的電阻R1、R2的兩端電連接。
3.根據權利要求1所述的LED專用太陽能控制器，其特徵在於所述光電池與一防雷 管電連接。
4.根據權利要求1所述的LED專用太陽能控制器，其特徵在於所述蓄電池與一保險 絲電連接。
專利摘要本實用新型公開了一種LED專用太陽能控制器，其特徵在於所述控制器包括外殼及安裝在外殼內的MCU主控制晶片、PWM功率驅動電路、恆流源模塊、溫度傳感器、光照度採集電路、按鍵及顯示電路與電流傳感器。MCU主控制晶片分別與PWM功率驅動電路、恆流源模塊、溫度傳感器、光照度採集電路、按鍵及顯示電路及電流傳感器電連接，恆流源模塊與電流傳感器電連接；蓄電池通過PWM功率驅動電路與光電池電連接，MCU主控制晶片與光電池電連接。本實用新型具有操作方便、充電效率高、使用壽命長的優點。
文檔編號H05B37/02GK201839479SQ201020218858
公開日2011年5月18日 申請日期2010年6月8日 優先權日2010年6月8日
發明者陳勇 申請人:深圳碩日新能源科技有限公司