智能太陽能路燈控制器的製作方法

2023-05-04 19:50:21 1

專利名稱：智能太陽能路燈控制器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種控制器，尤其是一種智能太陽能路燈控制器，具體地說是一 種離散式太陽能LED路燈的控制器，屬於太陽能路燈的技術領域。
背景技術：
太陽能是地球上最直接最普遍也是最清潔的能源，太陽能作為一種巨量可再生能 源，可以說是取之不盡、用之不竭。LED的光譜幾乎全部集中於可見光頻段，所以發光效率 高，這是固體光源偉大的改革。太陽能與LED照明集成了太陽能與LED的優點。在現有技術中，一套離散式太陽能LED路燈供電系統一般由控制器、光伏電池、風 機(可選)、蓄電池組和LED路燈組成；所述太陽能LED路燈系統經常出現充電效率低下，電 池壽命過短，LED路燈開關不能有效管理等問題。
發明內容本實用新型的目的是克服現有技術中存在的不足，提供一種智能太陽能路燈控制 器，其安裝使用方便，充電效率高，延長了蓄電池的使用壽命，提高了 LED路燈工作的安全 可靠性，適應性好。按照本實用新型提供的技術方案，所述智能太陽能路燈控制器，包括控制器；所述 控制器的輸入端分別與用於檢測太陽能電池板與蓄電池電流及電壓的電流採樣電路、電壓 採樣電路相連；所述控制器的輸入端還與用於檢測光照亮度的狀態檢測模塊相連；所述控 制器的輸出端分別與充電管理模塊及負載管理模塊相連。所述控制器與人機接口相連。所述人機接口包括操作按鈕、LED指示燈、撥碼管及 段碼顯示器。所述控制器的輸入端與用於檢測蓄電池溫度的溫度採樣電路相連。所述控制器包 括單片機。所述蓄電池的輸出電壓為12V或24V。所述蓄電池的電源輸出端通過負載管理模 塊與LED路燈相連。本實用新型的優點電流採樣電路分別採集太陽能電池板與蓄電池的電流，電壓 採樣電路分別採集太陽能電池板與蓄電池的電壓值，所述電流值與電壓值輸入到控制器 內，控制器根據採集相應的電流與電壓值，調整充電管理模塊與負載管理模塊的工作狀態， 避免蓄電池充電或對負載放電時，出現過充、過流，確保蓄電池的工作安全；狀態檢測模塊 用於檢測光照亮度，控制器根據檢測的光照亮度值，控制LED路燈的工作狀態，提高了 LED 路燈工作的安全可靠性，安裝使用方便，充電效率高。

圖1為本實用新型的結構框圖。
具體實施方式
下面結合具體附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。如圖1所示本實用新型包括控制器1、充電管理模塊2、負載管理模塊3、狀態檢 測模塊4、段碼顯示器5、撥碼管6、LED指示燈7、操作按鈕8、人機接口 9、電流採樣電路10、 電壓採樣電路11及溫度採樣電路12。如圖1所示所述控制器1的輸入端分別與電流採樣電路10、電壓採樣電路11及 溫度採樣電路12相連，所述電流採樣電路10用於採集流過太陽能電池板與蓄電池的電流 值，並將所述電流值輸入到控制器1內。所述電壓採樣電路11用於採集太陽能電池板與蓄 電池的電壓值，並將所述電壓值輸入到控制器1內。所述溫度採樣電路12用於採集蓄電池 的溫度，對蓄電池電壓進行溫度補償，並避免蓄電池工作時的溫度過高，所述溫度採樣電路 12將所述溫度值輸入到控制器1內。控制器1內預先設定好太陽能電池板、蓄電池工作過 程中的電流、電壓與溫度值，控制器1接收電流採樣電路10、電壓採樣電路11及溫度採樣電 路12輸入的採樣值後，並與設定值進行比較，從而避免了太陽能電池板對蓄電池充電的過 充、過流；也能夠避免蓄電池在LED路燈供電時的過放，能延長蓄電池的使用壽命。所述控制器1的輸入端還與狀態檢測模塊4相連，所述狀態檢測模塊4用於檢測 環境的光照亮度，並將所述光照亮度值輸入到控制器1內。當狀態檢測模塊4檢測環境的 光照亮度低於設定值，可以認為是進入黑夜，控制器1打開負載管理模塊3，從而使蓄電池 對LED路燈供電，LED路燈被點亮。當狀態檢測模塊4檢測環境的光照亮度較高時，可以認 為是白天，控制器1打開充電管理模塊2，使太陽能電池板對蓄電池進行充電，節約了電能， 延長了蓄電池的使用壽命。控制器1的輸入端還與人機接口 9相連，所述人機接口 9包括 段碼顯示器5、撥碼管6、LED指示燈7及操作按鈕8。蓄電池的適用種類有鉛酸電池、鋰鈷 電池及鋰鐵電池，撥碼管6可以將相應蓄電池的種類輸入到控制器1內，控制器1根據蓄電 池的種類來設定蓄電池的充、放電的電壓與電流值。具體實施時太陽能電池板採用808X1580的標準板，太陽能電池板的工作電壓 為36V。蓄電池組採用12V或24V直流供電，所述蓄電池與LED路燈的電壓相匹配。工作 時，每組蓄電池單獨對一個LED路燈供電，形成離散式的供電方式。所述LED路燈的工作電 壓為12V或24V，LED路燈的功率應小於160W。太陽能電池板的輸出端通過肖特基二極體、 濾波電路及充電管理模塊2對蓄電池進行充電；肖特基二極體能夠防止蓄電池對太陽能電 池板進行反充。所述控制器採用Atmel公司的Mega48V20au單片機，所述單片機為AVR工 業級單片機，抗幹擾能力強；控制器對蓄電池的工作設置了八種模式；通過操作按鈕8能夠 選擇相應的工作模式。控制器能夠根據狀態檢測模塊4輸入的光照亮度對LED路燈及蓄電 池進行光控，同時還可以設置蓄電池及LED路燈工作的時間，從而進行時間控制，確保LED 路燈及蓄電池能夠可靠的工作。如圖1所示使用時，太陽能電池板輸出端通過肖特基二極體、濾波電路及充電管 理模塊2對蓄電池進行充電，蓄電池通過負載管理模塊3與LED路燈相連；充電管理模塊2 與負載管理模塊3與控制器1的輸出端相連。電流採樣電路10分別採集流過太陽能電池 板及蓄電池的電流值，電壓採樣電路11分布採集太陽能電池板與蓄電池的電壓值，所述太 陽能電池板與蓄電池採用共陽極的連接方式，這樣能方便的檢測太陽能電池板與蓄電池間 有無反接；當太陽能電池板的負極電壓值大於蓄電池相應端的電壓時，則說明太陽能電池板與蓄電池間反接，控制器可以通過LED指示燈7進行指示報警。工作時，控制器1對蓄電 池的工作電壓進行識別。當電壓採樣模塊11採集蓄電池的電壓是否大於17V,當檢測電壓 大於17V時，控制器1會判定蓄電池為24V輸出供電；當檢測電壓小於17V時，控制器1會 判定蓄電池為12V輸出供電；控制器1根據蓄電池的種類設定蓄電池的工作參數，確保蓄電 池工作的安全可靠。狀態檢測模塊4檢測光照亮度值；當狀態檢測模塊4檢測到光照亮度 值較高時，控制器1認為是白天，控制器1通過MOS管打開充電管理模塊2，由太陽能電池板 對蓄電池進行充電；當狀態檢測模塊4檢測到光照亮度較低時，控制器1認為是黑夜，控制 器1通過MOS管打開負載管理模塊3，由蓄電池對LED路燈供電，從而點亮LED路燈。控制 器1可以設定蓄電池對LED路燈供電的時間，也可以根據狀態檢測模塊4檢測的光照亮度 進行負載管理控制。控制器1將蓄電池工作時的電壓、電流及溫度值通過段碼顯示器5進 行顯示，方便工程人員調試；電壓顯示精度能夠達到2%，電流精度能夠達到10% (大於1A)。太陽能電池板對蓄電池的充電採用三段式充電方式，控制器1根據電壓採樣電路 11採集蓄電池的電壓值進行充電方式的調整；當蓄電池的電壓較低時，控制器1通過充電 管理模塊2對蓄電池進行直充充電；當蓄電池充電接近飽和時，控制器1輸出PWM波形，通 過充電管理模塊2對蓄電池進行浮充PWM充電方式，當蓄電池充電飽和時，控制器1通過 MOS管關斷充電管理模塊2，從而停止對蓄電池的充電。控制器1還能根據電流採樣電路10 採集蓄電池的充電電流，當充電過流時，控制器1通過輸出PWM波形，對蓄電池進行浮充PWM 充電；當充電電流過小時，控制器1關斷對蓄電池的充電。當蓄電池對LED路燈進行供電時，控制器1根據電流採樣模塊10採集的工作電流 值對蓄電池的供電進行控制。當蓄電池電壓低時，能夠停止蓄電池對LED路燈的供電，避免 過放。蓄電池對LED路燈供電，且為非調試模式下時，控制器1關閉不使用的模塊，使整個 系統進入低功耗工作狀態。本實用新型電流採樣電路10分別採集太陽能電池板與蓄電池的電流，電壓採樣 電路11分別採集太陽能電池板與蓄電池的電壓值，所述電流值與電壓值輸入到控制器1 內，控制器1根據採集相應的電流與電壓值，調整充電管理模塊2與負載管理模塊3的工作 狀態，避免蓄電池充電或對負載放電時，出現過充、過流，確保蓄電池的工作安全；狀態檢測 模塊4用於檢測光照亮度，控制器1根據檢測的光照亮度值，控制LED路燈的工作狀態，提 高了 LED路燈工作的安全可靠性，安裝使用方便，充電效率高。
權利要求1.一種智能太陽能路燈控制器，包括控制器(1)；其特徵是所述控制器(1)的輸入 端分別與用於檢測太陽能電池板與蓄電池電流及電壓的電流採樣電路(10)、電壓採樣電路 (11)相連；所述控制器(1)的輸入端還與用於檢測光照亮度的狀態檢測模塊(4)相連；所述 控制器(1)的輸出端分別與充電管理模塊(2)及負載管理模塊(3)相連。
2.根據權利要求1所述的智能太陽能路燈控制器，其特徵是所述控制器(1)與人機接 口(9)相連。
3.根據權利要求2所述的智能太陽能路燈控制器，其特徵是所述人機接口(9)包括操 作按鈕(8)、LED指示燈(7)、撥碼管(6)及段碼顯示器(5)。
4.根據權利要求1所述的智能太陽能路燈控制器，其特徵是所述控制器(1)的輸入端 與用於檢測蓄電池溫度的溫度採樣電路(12 )相連。
5.根據權利要求1所述的智能太陽能路燈控制器，其特徵是所述控制器(1)包括單片機。
6.根據權利要求1所述的智能太陽能路燈控制器，其特徵是所述蓄電池的輸出電壓 為 12V 或 24V。
7.根據權利要求1所述的智能太陽能路燈控制器，其特徵是所述蓄電池的電源輸出 端通過負載管理模塊(3)與LED路燈相連。
專利摘要本實用新型涉及一種智能太陽能路燈控制器，其包括控制器；控制器的輸入端分別與用於檢測太陽能電池板與蓄電池電流及電壓的電流採樣電路、電壓採樣電路相連；所述控制器的輸入端還與用於檢測光照亮度的狀態檢測模塊相連；所述控制器的輸出端分別與充電管理模塊及負載管理模塊相連。本實用新型電流採樣電路分別採集太陽能電池板與蓄電池的電流，電壓採樣電路分別採集太陽能電池板與蓄電池的電壓值，控制器根據採集相應的電流與電壓值，調整充電管理模塊與負載管理模塊的工作狀態，避免蓄電池充電或對負載放電時，出現過充、過流；狀態檢測模塊用於檢測光照亮度，控制器根據檢測的光照亮度值，控制LED路燈的工作狀態，安裝使用方便，充電效率高。
文檔編號H05B37/02GK201898644SQ20102060616
公開日2011年7月13日 申請日期2010年11月12日 優先權日2010年11月12日
發明者張峰超, 高昱榮 申請人:無錫新茂科技有限責任公司