一種太陽能照明設備智能控制系統的製作方法

2023-05-06 14:10:16 2

專利名稱：一種太陽能照明設備智能控制系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種太陽能照明設備系統，特別一種能充分利用太陽能的太陽能照明 設備智能控制系統。
背景技術：
隨著太陽能的廣泛應用，太陽能燈具應用越來越廣泛，現有的路燈逐漸採用太陽 能控制系統控制，但傳統的太陽能控制系統存在以下缺點一是燈具的啟閉及充放電過程 用繼電器控制，由於直流繼電器在吸持狀態會消耗大量的電能，增加了無功損耗；二是燈具 採用時間控制器，不能隨環境的變化自動控制燈具的亮度以及開閉，沒能達到降低能耗的 有效利用。
發明內容為了克服現有功能技術的不足，本發明提供一種能充分利用太陽能，節能、環保的 太陽能照明設備智能控制系統。本發明解決其技術問題所採用的技術方案是一種太陽能照明設備智能控制系統，包括LED燈具和太陽能電池板，其特徵在於 所述的太陽能電池板與LED燈具之間安裝有太陽能智能控制系統，所述太陽能智能控制系 統由太陽能處理器和蓄電池組成集成電路系統，太陽能處理器由MCU數據處理器處理，MCU 數據處理器控制電路安裝有溫度感測器、撥碼器、直流變換器、LED驅動器以及蓄電池控制 電路；所述的直流變換器採用降壓拓撲結構保證恆流輸出；所述的蓄電池控制電路包括蓄 電池充電電路和蓄電池放電電路。本發明的有益效果是本發明採用太陽能處理器和蓄電池組成的太陽能智能控制 系統控制燈具的工作，太陽能處理器由MCU數據處理器處理，隨環境和溫度的變化，控制蓄 電池對LED燈具充放電過程，在連續陰雨天以及蓄電池電能不足的情況下，太陽能處理器 適當降低LED燈具的亮度，保證LED燈具的正常工作。蓄電池的充電完全只是通過太陽能 來實現，以確保最大限度使用太陽能，達到真正節能的效果。
以下結合附圖和實施例對本發明進一步說明。

圖1是本發明實施例的原理示意圖；圖2是本發明實施例的電路結構示意圖。
具體實施方式
參照圖1，圖2，一種太陽能照明設備智能控制系統，包括LED燈具1和太陽能電池 板2，所述的太陽能電池板2與LED燈具1之間安裝有太陽能智能控制系統3，所述太陽能智 能控制系統3由太陽能處理器4和蓄電池5組成集成電路系統，太陽能處理器4由MCU數
3據處理器處理，MCU數據處理器控制電路安裝有溫度感測器6、撥碼器7、直流變換器8、LED 驅動器9以及蓄電池控制電路10 ；所述的直流變換器8採用降壓拓撲結構保證恆流輸出； 所述的蓄電池控制電路10包括蓄電池充電電路和蓄電池放電電路。本發明的工作過程太陽能電池板2在太陽光的照射下，其內部PN結合形成新的 電子空穴對，在一個迴路裡就能產生直流電流；這個電流流入太陽能控制系統3給蓄電池5 充電。蓄電池5在白天的時候會接受充電，而在晚上則會提供能量給LED燈具1。LED燈具 1的工作是通過太陽能處理器4進行控制，保證LED燈具1恆流工作的同時，也會監測LED 燈具的狀態以及控制工作時間長短。連續陰雨天以及蓄電池5電能不足的情況下，太陽能 處理器4適當降低LED燈具1的亮度，保證LED燈具1的正常工作。蓄電池5的充電完全 只是通過太陽能來實現，以確保最大限度使用太陽能。參照圖2，太陽能電池板2進來後會首先經過一個開關MOS管連接到直流變換器 8，直流變換器8的輸出連接到蓄電池5兩端。開關MOS管的作用一是防止太陽能電池板2 輸出較低時由蓄電池5過來的反充電流；二是當太陽能電池板2極性接反時起到保護電路 的作用。直流變換器8採用降壓拓撲結構，拓撲結構不僅考慮太陽能電池板2最大功率點 電壓和蓄電池5最大電壓，而且同時得兼顧效率和成本。蓄電池5和LED燈具1之間也是 通過LED驅動器9對LED要採用恆流控制方式，考慮到蓄電池電壓的波動範圍以及LED的 工作電壓範圍，設計電路中採用反激式拓撲結構來保證恆流輸出。反激式拓撲的效率一般 沒有簡單的升壓或者降壓電路高，如果要提升系統的效率，可以通過優化蓄電池電壓與LED 電壓的關係來採用升壓或者降壓電路，提升效率並進一步降低成本。本實施例中，整個控制系統通過MCU來實現，MCU的主要工作包括以下幾點一是 採用MPPT算法來優化太陽能電池板2工作效率；二是針對蓄電池5不同狀態採用合適的充 電模式；三是保證LED驅動電路的恆流輸出；四是判斷白天黑夜並以此來切換蓄電池充電 和放電模式；最後就是提供監控保護、溫度監測、狀態輸出和用戶控制輸入檢測等功能。本 實施例在實際應用中充電效率比常規的太陽能充電設備要提高30 %到50 %。當系統檢測到環境光充足，太陽能處理器4就會進入充電模式。蓄電池5充電有 兩個比較重要的電壓值深度放電電壓和浮充充電電壓。深度放電電壓代表在正常使用情 況下蓄電池電能被用完的狀態，浮充充電電壓則代表蓄電池充電的最高限制電壓。當系統檢測到周圍環境光線不足時，就會進入蓄電池5給LED燈具1供電模式。 LED燈具1的電流通過高位電流檢測晶片採樣送回MCU，由MCU通過調整開關信號佔空比來 獲得恆定輸出電流。為了達到節能的目的，LED的恆定電流值會根據系統檢測的環境光強 度來調整當環境光由亮變暗時，系統的輸出電流也會相應從小到大；當環境光完全暗下 來時，系統的輸出電流也達到預設的最大值。除了由環境光控制LED燈具的輸出，用戶還可 以通過設定開關的狀態來開啟時間控制功能。此外，為了提高系統的可靠性，設計電路添加 了針對太陽能電池板2、蓄電池5和LED燈具1等一系列軟硬體的保護功能。而基於此系統 平臺，還可以從增加通訊模塊和太陽追蹤功能，包括光學或PV移動方式幾方而進一步優化 系統性能。上面已結合附圖對本發明的具體實施例進行了示例性的描述，顯然本發明不限於 此，其它未作說明的細節也在本發明的保護範圍內。
權利要求一種太陽能照明設備智能控制系統，包括LED燈具(1)和太陽能電池板(2)，其特徵在於所述的太陽能電池板(2)與LED燈具(1)之間安裝有太陽能智能控制系統(3)，所述太陽能智能控制系統(3)由太陽能處理器(4)和蓄電池(5)組成集成電路系統，太陽能處理器(4)由MCU數據處理器處理，MCU數據處理器控制電路安裝有溫度感測器(6)、撥碼器(7)、直流變換器(8)、LED驅動器(9)以及蓄電池控制電路(10)。
2.根據權利要求1所述的一種太陽能照明設備智能控制系統，其特徵在所述的直流變 換器(8)採用降壓拓撲結構保證恆流輸出。
3.根據權利要求1所述的一種太陽能照明設備智能控制系統，其特徵在所述的蓄電池 控制電路(10)包括蓄電池(5)充電電路和蓄電池(5)放電電路。
專利摘要本實用新型公開了一種太陽能照明設備智能控制系統，包括LED燈具和太陽能電池板，其特徵在於所述的太陽能電池板與LED燈具之間安裝有太陽能智能控制系統，所述太陽能智能控制系統由太陽能處理器和蓄電池組成集成電路系統，太陽能處理器由MCU數據處理器處理，MCU數據處理器控制電路安裝有溫度感測器、撥碼器、直流變換器、LED驅動器以及蓄電池控制電路；太陽能處理器由MCU數據處理器處理，隨環境和溫度的變化，控制蓄電池對LED燈具的充放電過程；蓄電池的充電完全只是通過太陽能來實現，以確保最大限度使用太陽能，達到真正節能的效果。
文檔編號H05B37/02GK201774711SQ20102026452
公開日2011年3月23日 申請日期2010年7月20日 優先權日2010年7月20日
發明者童真 申請人:童真