一種太陽能led路燈控制系統的製作方法

2023-07-15 02:00:11

一種太陽能led路燈控制系統的製作方法
【專利摘要】本實用新型涉及太陽能照明系統【技術領域】，尤其是一種太陽能LED路燈控制系統。一種太陽能LED路燈控制系統，它包括太陽能電板、充電電路、第一電壓檢測電路、第二電壓檢測電路、控制器、驅動電路和LED燈；太陽能電板將太陽能轉換成電能並輸入至充電電路，充電電路將電能進行儲存並同時連接第二電壓檢測電路和LED燈，第二電壓檢測電路將充電電路的電壓進行檢測並將檢測後的信號輸入至控制器，第一電壓檢測電路檢測太陽能電板電壓信號並將檢測到的電壓信號輸入至控制器，控制器進行信號整理並同時反饋給充電電路和驅動電路並通過驅動電路與LED燈連接。本實用新型通過第一檢測電路和第二檢測電路實時收集太陽能電池板和蓄電池的電壓信號，從而時刻保證蓄電池的恆壓供電。
【專利說明】一種太陽能LED路燈控制系統

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及太陽能照明系統【技術領域】，尤其是一種太陽能LED路燈控制系統。

【背景技術】
[0002]隨著科技不斷發展，道路照明已慢慢從市電轉換成太陽能路燈照明。太陽能LED路燈是太陽能開發利用和照明領域節能技術的綜合應用，具有節能環保、投資少、施工簡單，不需要鋪設複雜的管線、無電費支出、維護量小和可以美化環境等優點，同時對解決邊遠地區、照明供電困難的地區和無電地區居民的照明用電問題起到重要作用，這種效果在農村很好的體現。目前，太陽能路燈採用閥控式密封鉛酸蓄電池(VRLA)儲存電能，而蓄電池成本是太陽能照明系統投資中較大的一部分，電池的使用壽命在很大程度上取決於正確的充電方法。
實用新型內容
[0003]針對上述現有技術中存在的不足，本實用新型的目的在於提供一種能夠高效保護蓄電池的太陽能LED路燈控制系統。
[0004]為了實現上述目的，本實用新型採用如下技術方案:
[0005]一種太陽能LED路燈控制系統，它包括太陽能電板、充電電路、第一電壓檢測電路、第二電壓檢測電路、控制器、驅動電路和LED燈；
[0006]所述太陽能電板將太陽能轉換成電能並輸入至充電電路，所述充電電路將電能進行儲存並同時連接第二電壓檢測電路和LED燈，所述第二電壓檢測電路將充電電路的電壓進行檢測並將檢測後的信號輸入至控制器，所述第一電壓檢測電路一端連接太陽能電板並檢測太陽能電板的電壓信號，所述第一電腦檢測電路將檢測到的電壓信號輸入至控制器，所述控制器將信號進行整理並同時反饋給充電電路和驅動電路，所述驅動電路接收控制器給出的信號並通過信號調節LED燈的工作狀態。
[0007]優選地，所述充電電路還包括瞬態電壓抑制二極體、保險絲、蓄電池、第九電阻、第十電阻、第一三極體、第二三極體、第三三極體和第二穩壓二極體，所述第九電阻和第十電阻依次串聯後並聯於瞬態電壓抑制二極體兩端，所述第九電阻和第十電阻之間連接與控制器的Pl.2端腳，所述瞬態電壓抑制二極體並聯於太陽能電板的正負兩端，所述太陽能電板的正極連接DC/DC轉換電路的輸入端，所述DC/DC轉換電路的輸出端與第二穩壓二極體的一端連接，所述第二穩壓二極體的另一端同時與PMOS開關的漏極和第二三極體的集電極連接並通過第七電阻與第一三極體的集電極連接，所述第一三極體的基極通過第五電阻與控制器的Pl.3端腳連接，所述第二三極體的基極和第三三極體的基極連接後與第一三極體的集電極連接，所述第二三極體的發射端與第三三極體的集電極連接，所述第二三極體的發射端與第三三極體的集電極同時通過第八電阻與PMOS開關的柵極連接，所述第三三極體的發射極與蓄電池正極連接，所述蓄電池的負極與保險絲的一端連接，所述保險絲的另一端同時與第一二極體的一端和PMOS開關的源極連接，所述第一二極體的另一端與蓄電池的正極連接。
[0008]優選地，所述DC/DC轉換電路包括第一穩壓二極體、DC/DC轉換器和電感線圈，所述DC/DC轉換器的EN端腳與太陽能電板連接，所述DC/DC轉換器的EN端腳和IN端腳並聯有第四電阻，所述DC/DC轉換器的FB端腳與一穩壓二極體的一端連接，所述第一穩壓二極體的另一端通過依次連接的第三電阻和第三電容與DC/DC轉換器的CCMP端腳連接、並分別通過第二電容和第七電容與第二穩壓管連接，所述DC/DC轉換器的SW端腳與電感線圈的一端連接，所述電感線圈的另一端與第二穩壓二極體連接，所述DC/DC轉換器的FB端腳通過第一電阻與第二穩壓二極體連接。
[0009]優選地，所述第二電壓檢測電路包括第二運算放大器，所述第二運算放大器的同相端通過第十三電阻與蓄電池的正極連接，所述第二運算放大器的輸出端與控制器的P1.0端腳連接。
[0010]優選地，所述驅動電路包括第四三極體和第五三極體，LED燈包括依次串聯的第一發光二極體、第二發光二極體、第三發光二極體、第六發光二極體、第五發光二極體和第四發光二極體；所述第一發光二極體的輸入端通過第十一電阻與第四三極體的集電極連接，所述第四發光二極體的輸入端通過第十二電阻與第五三極體的集電極連接，所述第四三極體和第五三極體的發射端同時與蓄電池的正極連接，所述第四三極體的基極通過十六電阻與控制器的P2.1端腳連接，所述第五三極體的基極通過第十七電阻與控制器的P2.2端腳連接。
[0011]優選地，它還包括溫度檢測電路和時鐘電路，所述溫度檢測電路收集蓄電池的溫度信號並輸入至控制器，所述時鐘電路實時向控制器輸送時間信號。
[0012]由於採用了上述方案，本實用新型通過第一檢測電路和第二檢測電路實時收集太陽能電池板和蓄電池的電壓信號，從而時刻保證蓄電池的恆壓供電；並且，採用PMOS開關進行脈衝電流調節來對蓄電池進行充電，一方面可以減輕蓄電池的內壓；另一方面可以有效消除電池極化現象，使蓄電池可以吸收更多的電量，可以提高電池充電效率與充電質量。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是本實用新型實施例的系統原理框圖；
[0014]圖2是本實用新型實施例的充電路的電路結構圖；
[0015]圖3是本實用新型實施例的DC/DC轉換電路的電路結構圖；
[0016]圖4是本實用新型實施例的第二電壓檢測電路的電路結構圖；
[0017]圖5是本實用新型實施例的驅動電路的電路結構圖。

【具體實施方式】
[0018]以下結合附圖對本實用新型的實施例進行詳細說明，但是本實用新型可以由權利要求限定和覆蓋的多種不同方式實施。
[0019]如圖1至圖5所示，本實施例的一種太陽能LED路燈控制系統，它包括太陽能電板1、充電電路2、第一電壓檢測電路4、第二電壓檢測電路3、控制器5、驅動電路6和LED燈7 ；太陽能電板I將太陽能轉換成電能並輸入至充電電路2，充電電路2將電能進行儲存並同時連接第二電壓檢測電路3和LED燈7，第二電壓檢測電路3將充電電路2的電壓進行檢測並將檢測後的信號輸入至控制器5，第一電壓檢測電路4 一端連接太陽能電板I並檢測太陽能電板I的電壓信號，第一電腦檢測電路4將檢測到的電壓信號輸入至控制器5，控制器
5將信號進行整理並同時反饋給充電電路2和驅動電路5，驅動電路6接收控制器5給出的信號並通過信號調節LED燈7的工作狀態。
[0020]同時，本實施例的充電電路2如圖2所示，即充電電路2包括DC/DC轉換電路J、瞬態電壓抑制二極體TVS、保險絲F、蓄電池U4、第九電阻R9、第十電阻R10、第一三極體Q1、第二三極體Q2、第三三極體Q3和第二穩壓二極體D2，第九電阻R9和第十電阻R19依次串聯後並聯於瞬態電壓抑制二極體TVS兩端，第九電阻R9和第十電阻RlO之間連接與控制器5的Pl.2端腳，瞬態電壓抑制二極體TVS並聯於太陽能電板I的正負兩端，太陽能電板I的正極連接DC/DC轉換電路J的輸入端，DC/DC轉換電路J的輸出端與第二穩壓二極體D2的一端連接，第二穩壓二極體D2的另一端同時與PMOS開關U3的漏極和第二三極體Q2的集電極連接並通過第七電阻R7與第一三極體Ql的集電極連接，第一三極體Ql的基極通過第五電阻R5與控制器5的Pl.3端腳連接，第二三極體Q2的基極和第三三極體Q3的基極連接後與第一三極體Ql的集電極連接，第二三極體Q2的發射端與第三三極體Q3的集電極連接，第二三極體Q2的發射端與第三三極體Q3的集電極同時通過第八電阻R8與PMOS開關U3的柵極連接，第三三極體Q3的發射極與蓄電池U4正極連接，蓄電池U4的負極與保險絲F的一端連接，保險絲F的另一端同時與第一二極體D3的一端和PMOS開關U3的源極連接，第一二極體D3的另一端與蓄電池U4的正極連接。電路中pmos開關U3為增強型PMOS管A04413，此POMOS管的漏源最大反向電壓為30V，最大漏源反向電流為15A，其導通電阻小於8.5πιΩ，工作環境溫度範圍在55°到150°之間，具有很好的開關性能，適合系統的正常工作，控制器通過Pl.3埠輸出信號來控制PMOS管的開關；電路中的瞬態電壓抑制二極體TVS起到防雷的作用，第二穩壓二極體D2採用肖特基二極體，為防止陰天或者夜間蓄電池向太陽能電池板放電，並且，通過第九電阻R9和第十電阻RlO對太陽能電池板的輸出電壓進行檢測。
[0021 ] 本實施例的DC/DC轉換電路J的電路結構如圖3所示，即DC/DC轉換電路J包括第一穩壓二極體D1、DC/DC轉換器Ul和電感線圈L1，DC/DC轉換器Ul的EN端腳與太陽能電板I連接，DC/DC轉換器Ul的EN端腳和IN端腳並聯有第四電阻R4，DC/DC轉換器Ul的FB端腳與一穩壓二極體Dl的一端連接，第一穩壓二極體Dl的另一端通過依次連接的第三電阻R3和第三電容與DC/DC轉換器Ul的CCMP端腳連接、並分別通過第二電容C2和第七電容C7與第二穩壓管D2連接，DC/DC轉換器Ul的SW端腳與電感線圈LI的一端連接，電感線圈LI的另一端與第二穩壓二極體D2連接，DC/DC轉換器Ul的FB端腳通過第一電阻Rl與第二穩壓二極體D2連接。其DC/DC轉換器Ul是一個單片同步BUCK調節器，該器件集成可調控制器輸出的MOSFET信號，輸入電壓範圍4.7-23V，輸出電壓範圍0.925V-20V,能連續輸出3A電流最高可達4A，最高工作效率可達95%，在開通和關斷模式下，電源電流降至
Iμ A以下,從而可防止湧流。
[0022]另外，本實施例的電壓檢測電路如圖4所示，即第二電壓檢測電路3包括第二運算放大器U2，第二運算放大器U2的同相端通過第十三電阻R13與蓄電池U4的正極連接，第二運算放大器U2的輸出端與控制器5的Pl.0端腳連接。第一電壓檢測電路4的電路結構與第二電壓檢測電路3結構相同；本實施例的驅動電路如圖5所示，即驅動電路包括第四三極體Q4和第五三極體Q5，LED燈7包括依次串聯的第一發光二極體D4、第二發光二極體D5、第三發光二極體D6、第六發光二極體D7、第五發光二極體D8和第四發光二極體D9 ;第一發光二極體D4的輸入端通過第十一電阻Rll與第四三極體Q4的集電極連接，第四發光二極體D9的輸入端通過第十二電阻R12與第五三極體Q5的集電極連接，第四三極體Q4和第五三極體Q5的發射端同時與蓄電池U4的正極連接，第四三極體Q4的基極通過十六電阻R16與控制器5的P2.1端腳連接，第五三極體Q5的基極通過第十七電阻R17與控制器5的P2.2端腳連接。
[0023]此外，本實施例還包括溫度檢測電路8和時鐘電路9，溫度檢測電路8收集蓄電池U3的溫度信號並輸入至控制器5,時鐘電路9實時向控制器5輸送時間信號。
[0024]以上所述僅為本實用新型的優選實施例，並非因此限制本實用新型的專利範圍，凡是利用本實用新型說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的【技術領域】，均同理包括在本實用新型的專利保護範圍內。
【權利要求】
1.一種太陽能LED路燈控制系統，它包括太陽能電板、充電電路、第一電壓檢測電路、第二電壓檢測電路、控制器、驅動電路和LED燈； 所述太陽能電板將太陽能轉換成電能並輸入至充電電路，所述充電電路將電能進行儲存並同時連接第二電壓檢測電路和LED燈，所述第二電壓檢測電路將充電電路的電壓進行檢測並將檢測後的信號輸入至控制器，所述第一電壓檢測電路一端連接太陽能電板並檢測太陽能電板的電壓信號，所述第一電腦檢測電路將檢測到的電壓信號輸入至控制器，所述控制器將信號進行整理並同時反饋給充電電路和驅動電路，所述驅動電路接收控制器給出的信號並根據反饋的信號進行LED燈的工作狀態調節。
2.如權利要求1所述的一種太陽能LED路燈控制系統，其特徵在於:所述充電電路還包括瞬態電壓抑制二極體、保險絲、蓄電池、第九電阻、第十電阻、第一三極體、第二三極體、第三三極體和第二穩壓二極體，所述第九電阻和第十電阻依次串聯後並聯於瞬態電壓抑制二極體兩端，所述第九電阻和第十電阻之間連接與控制器的Pl.2端腳，所述瞬態電壓抑制二極體並聯於太陽能電板的正負兩端，所述太陽能電板的正極連接DC/DC轉換電路的輸入端，所述DC/DC轉換電路的輸出端與第二穩壓二極體的一端連接，所述第二穩壓二極體的另一端同時與PMOS開關的漏極和第二三極體的集電極連接並通過第七電阻與第一三極體的集電極連接，所述第一三極體的基極通過第五電阻與控制器的Pl.3端腳連接，所述第二三極體的基極和第三三極體的基極連接後與第一三極體的集電極連接，所述第二三極體的發射端與第三三極體的集電極連接，所述第二三極體的發射端與第三三極體的集電極同時通過第八電阻與PMOS開關的柵極連接，所述第三三極體的發射極與蓄電池正極連接，所述蓄電池的負極與保險絲的一端連接，所述保險絲的另一端同時與第一二極體的一端和PMOS開關的源極連接，所述第一二極體的另一端與蓄電池的正極連接。
3.如權利要求2所述的一種太陽能LED路燈控制系統，其特徵在於:所述DC/DC轉換電路包括第一穩壓二極體、DC/DC轉換器和電感線圈，所述DC/DC轉換器的EN端腳與太陽能電板連接，所述DC/DC轉換器的EN端腳和IN端腳並聯有第四電阻，所述DC/DC轉換器的FB端腳與一穩壓二極體的一端連接，所述第一穩壓二極體的另一端通過依次連接的第三電阻和第三電容與DC/DC轉換器的CCMP端腳連接、並分別通過第二電容和第七電容與第二穩壓管連接，所述DC/DC轉換器的SW端腳與電感線圈的一端連接，所述電感線圈的另一端與第二穩壓二極體連接，所述DC/DC轉換器的FB端腳通過第一電阻與第二穩壓二極體連接。
4.如權利要求2所述的一種太陽能LED路燈控制系統，其特徵在於:所述第二電壓檢測電路包括第二運算放大器，所述第二運算放大器的同相端通過第十三電阻與蓄電池的正極連接，所述第二運算放大器的輸出端與控制器的Pl.0端腳連接。
5.如權利要求4所述的一種太陽能LED路燈控制系統，其特徵在於:所述驅動電路包括第四三極體和第五三極體，LED燈包括依次串聯的第一發光二極體、第二發光二極體、第三發光二極體、第六發光二極體、第五發光二極體和第四發光二極體；所述第一發光二極體的輸入端通過第十一電阻與第四三極體的集電極連接，所述第四發光二極體的輸入端通過第十二電阻與第五三極體的集電極連接，所述第四三極體和第五三極體的發射端同時與蓄電池的正極連接，所述第四三極體的基極通過十六電阻與控制器的P2.1端腳連接，所述第五三極體的基極通過第十七電阻與控制器的P2.2端腳連接。
6.如權利要求5所述的一種太陽能LED路燈控制系統，其特徵在於:它還包括溫度檢測電路和時鐘電路，所述溫度檢測電路收集蓄電池的溫度信號並輸入至控制器，所述時鐘電路實時向控制器輸送時間信號。
【文檔編號】H05B37/02GK204168546SQ201420591368
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年10月14日 優先權日:2014年10月14日
【發明者】張佳進, 陳立暢, 張悅, 楊自瓊 申請人:雲南農業大學