太陽能微電腦智能型軟碟機動恆流源控制器的製作方法

2024-02-24 07:59:15 1

專利名稱：太陽能微電腦智能型軟碟機動恆流源控制器的製作方法
技術領域：
本發明涉及太陽能路燈、隧道燈、庭院燈應用的控制器技術領域，尤其涉及一種太 陽能微電腦智能型軟碟機動恆流源控制器。
背景技術：
目前上市很多太陽能路燈隧道燈、庭院燈、廣告燈控制器，在使用中存在幾個問 題I)、控制時間不標準，不能按時滅燈。有時晝夜全亮，造成LED燈老化快、電瓶衰老厲害。
2)、光控不標準，有時太陽一落燈亮，有時陰天亮燈，有時車輛燈光和其他燈照射 亮燈，忽亮忽滅。
3)、不防水、不防潮、不防蝕，用幾個月後，出現接線端生鏽不通電，線路板零部件 斷裂，內部很多蚊蟲灰土。
4)、有的用樹枝膠和其他化工材料灌注，散熱等能力差，一次性產品，壞了不能修， 造成經濟損失較大。
5)、充電性能不好，時充時不充，有的是直充，沒有過充過放的保護，電瓶壞的較 快，有效利用比較低。
6)、沒有半功率功能，整夜通亮，z造成電瓶損失大、LED燈珠老化快。
7)、散熱效果差，零部件易損壞，尤其是整流二極體、板橋、場效應大功率管子易燒 壞。
8)、LED燈，功率達不到，必須加恆流源，沒有獨立控制器恆流源。發明內容
針對以上太陽能路燈控制器存在的技術問題，本發明提供一種太陽能微電腦智 能型軟碟機動恆流源控制器，適用於太陽能路燈、庭院燈、廣告燈、工藝燈、小型直流發電站， 具有光控、時控精確，充放電有過充過放保護，負載有過流、短路，防幹擾保護，有漏電保護， 防水、防潮、防蝕保護，有全功率半功率性能，有良好的散熱裝置，在100米範圍內，不考慮 線路衰減，LED燈能達到額定功率，並降低成本，這樣才能得到用戶滿意，達到預期要求目 的。
為實現上述發明目的，本發明採用如下技術方案一種太陽能微電腦智能型軟碟機動恆流源控制器，包括光識別電路、蓄電池充電電路、 穩壓電路、直流路燈軟碟機動恆流源、編碼開關電路、充放電保護顯示電路、智能控制晶片 MCU ;其中的光識別電路、蓄電池充電電路的輸入端相連與太陽能電池板相連，蓄電池充電 電路的輸出端與穩壓電路相連；所述光控識別電路通過智能控制晶片MCU與蓄電池充電電 路的充電開關控制電路相連；所述智能控制晶片MCU通過直流路燈軟碟機動恆流源電路與直 流路燈相連，所述直流路燈的通過直流路燈亮度控制電路與智能控制晶片MCU相連；所述編碼開關電路與智能控制晶片MCU電連接構成控制直流路燈前半夜全功率亮燈、後半夜半 功率亮燈的電路；所述智能控制晶片MCU與蓄電池充電電路、充放電保護顯示電路電連接 構成具有過充、過放、過載、短路保護功能和PWM定率跟蹤、脈衝充電、浮充、強充功能的電 路。
所述的太陽能微電腦智能型軟碟機動恆流源控制器，所述光控識別電路由連接太陽 能電池板的接口 CNI端子I通過整流二極體D2經電阻分壓端與智能控制晶片MCU的識別 端子12連接構成。
所述的太陽能微電腦智能型軟碟機動恆流源控制器，所述蓄電池充電電路由充電電 路和充電開關控制電路組成，充電電路由連接太陽能電池板的接口 CNI端子I通過雙二極 管Dl聯結蓄電池正極的接口 CNI端子3 ;充電開關控制電路由智能控制晶片MCU的端子10 通過光耦OPl與溝道開關管F3N的輸入端相連，溝道開關管F3N的輸出端串聯在充電電路 的太陽能電池板負極CNI端子2與接地端之間。
所述的太陽能微電腦智能型軟碟機動恆流源控制器，所述軟碟機動恆流源電路由門電 路集成塊通過振蕩管Fl與雙二極體D2聯結構成，所述軟碟機動恆流源與智能控制晶片MCU 聯結構成自行調整輸出電壓0-90V電路；所述門電路集成塊輸入端與智能控制晶片MCU數 據輸出端相連；振蕩管Fl與雙二極體D2的聯結端與蓄電池正極的接口 CNI端子3相連；所 述雙二極體D2輸出端與路燈負載正極的接口 CNI端子5相連。
所述的太陽能微電腦智能型軟碟機動控制器，所述充放電保護顯示電路由連接蓄電 池的接口 CNI端子3通過電阻分壓後電信號的接線端與智能控制晶片MCU的信號輸入電端 子13連接，所述智能控制晶片MCU的輸出電平端子分別與三個LED指示燈連接構成。
所述的太陽能微電腦智能型軟碟機動恆流源控制器，所述直流路燈控制電路由連接 路燈負載正極的接口 CNI端子5與軟碟機動恆流源輸出端連接，路燈負載負極的接口 CNI端 子6通過開關管F2的屏極、漏極與接地的檢測電阻連接；所述開關管F2的柵極分別通過電 阻連接至U3B組成的激勵驅動電路，激勵驅動電路的U3B輸入端通過電阻、二極體連接至智 能控制晶片MCU的數據端子6 ;所述開關管F2的漏極通過電阻與集成塊U3A的輸入端相連， 集成塊U3A與調節電阻組成的調節電路相連；所述集成塊U3A的輸出端通過阻容濾波連接 至智能控制晶片MCU。
由於採用如上所述的技術方案，本發明具有如下優越性一種太陽能微電腦智能型軟碟機動恆流源控制器，專為太陽能直流供電系統、太陽能直 流路燈系統設計的(I)是控制充放電(2) 二是控制時間(3)是負載控制(4)是超強防水、防潮、防蝕，(5) 是全功率加半功率，節約能源(6)是獨立系統，補充線路衰減，提高亮度，優越性如下1、用MCU智能晶片單扳機和其他專用軟體組成，實現智能化控制。用三個LED燈作指 示，採用編碼開關編程，自應光線，開啟或關閉負載，有過充、過放。過載、短路保護，PWM定 率跟蹤，脈衝充電，浮充，強充，對老化的電瓶激活的比較快，大大延長了電瓶的使用壽命。
2、採用矽膠套作外殼密封，不用樹脂灌封，超強防水、防潮、防蝕、散熱性能好，修 理簡便，因為用的是插機片集成塊，不易造成接線端子生鏽，線路板、零部件蝕壞斷裂。
3、本控制器設有光控裝置，不利用電池板作光控，電池板可不裝在燈杆頂部可裝 在燈頭下邊和其他地方。可借燈發電，燈光越強發電量越大，給電瓶充電越多，自身損耗越小，再加上全功率和半功率功能前半夜全功率亮燈，後半夜半功率亮燈，節省了電瓶，延長了 LED燈珠壽命，相反也減少了風力的擺動，燈杆也不使斷裂。提高了燈杆壽命，去掉了傳統電池板的安法，不受外來光線的幹擾，造成路燈忽滅、匆明的狀況不存在了。通過我們在產品使用中還沒有發現有什麼問題，用戶比較滿意。在汽車、拖拉機、220VLED照明路燈、庭院燈、過道燈、廣告燈上實驗，都能達到目的，功能齊全，穩定、牢靠性能比較好。
4、本控制器設有軟碟機動恆流輸出線路，根據用戶要求負載燈大小而自行調示電流、電壓輸出，達到LED燈亮度由於採用了軟碟機動，燈慢慢亮，由弱到強，取消了傳統燈一下全亮，瞬間高電壓衝擊，傷損燈珠，造成老化快，由於採用獨立型控制器和軟碟機動恆流源為一體，降低了成本，提高了效率，具體優點如下O.使用了單片機和專用軟體，實現了智能控制，選用插片機零件，性能牢靠，便於修理。
2).利用蓄電池放電率的特性修正準確放電控制，放電終了電壓是由放電率曲線修正的控制點，清除了單純的電壓控制過放的不準確性，符合蓄電池固有的特性，即不用的放電率具有不用的終了電壓。
3).具有過充、過放、電子短路、過載保護，獨特的防反接保護等全自動控制，均不損壞任何部件。如果控制器以外任何地方出現短和開路都不會損傷本控制器。
4 ).採用了串聯式PMW充電主路，使充電迴路的電壓損失較使用二極體的電路降低近80%，充電效率較非PMW高30%——60%,增加了用電時間，過放恢復的提升充電，正常的直充、浮充和脈衝。使老化的電瓶激活的比較快，採用自動控制方式使系統有更長的使用壽命，同時有高精度的溫度補償，自動調整工作穩定。
5).直觀的發光管(LED)指示光伏電池、負載狀態，用戶能了解使用情況。
6).所有控制器全部採用工業級晶片，能在高寒、高溫、潮溼環境運行自如，同時設有全功率加半功率模式，對控制器、電瓶、LED燈提高壽命。
7).本機採用矽膠套作密封，有超強防水、防腐蝕、防潮，便於修理，解決了普通燈控制器接線端子生鏽，線路板和零部件受蝕的問題，延長了控制器的使用壽命。
8).本控制器直流12V — 24V通用，充電電流IOA——30A，負載電流IOA——60A。
9).串聯智能式充電，更好的利用了太陽能電池，更全面有效的提高了充電效率。
10).本控制器直流寬電壓輸出O----90V最大電流輸出可達到1. 4A，功率可達120W左右，根據負載要求自行調整電壓、電流，提高了 LED燈珠的亮度，因為採用軟碟機動線路，提高了 LED燈的使用壽命。


圖1是太陽能微電腦智能型軟碟機動恆流源控制器的電路圖。
具體實施方式
參照附圖對本發明的實施方式進行說明。
在圖1中，一種太陽能微電腦智能型軟碟機動恆流源控制器，具有超強防水、防潮、 防蝕殼體，所述殼體內線路板上包括光控識別電路、蓄電池充電電路、充放電保護顯示電路、直流路燈軟碟機動恆流源控制電路、編碼開關電路、智能控制晶片MCU ;所述光控識別電路與智能控制晶片MCU電連接構成控制直流路燈開啟或關閉的電路；所述編碼開關電路與 智能控制晶片MCU電連接直流路燈前半夜全功率亮燈、後半夜半功率亮燈的電路；所述智 能控制晶片MCU與蓄電池充電電路、充放電保護顯示電路連接構成具有過充、過放、過載、 短路保護功能和PWM定率跟蹤、脈衝充電、浮充、強充功能的電路。
所述光控識別電路有智能控制晶片MCU的識別端子與連接太陽能電池板的整流 二極體D經電阻分壓後的電信號連接構成。
所述蓄電池充放電電路由連接太陽能電池板的接口 CNI端子通過雙二極體Dl聯 結至F3N溝道開關管的充電端CN端子，所述接口 CNI端子4通過F3N溝道開關管接地，另 一端通過三極體Q2接地連接構成。
所述充放電保護顯示電路由連接蓄電池的接口 CNI端子3通過整流管D經電阻分 壓後的電信號與智能控制晶片MCU的輸出電平端子分別與三個LED指示燈連接構成；具有顯示蓄電池電壓小於10. 6V，路燈輸出電壓關閉，太陽能電池對蓄電池充電狀態； 具有顯示蓄電池電壓大於10. 6V且小於14. 5V，太陽能電池對蓄電池進行充電狀態； 具有顯示蓄電池電壓大於14. 5V且小於17V，太陽能電池斷開對蓄電池經充電狀態； 具有顯示蓄電池電壓大於17V，關閉輸出及充電狀態；具有顯示全功率工作時LED3亮燈狀態、半功率工作時LED3閃爍狀態，LED3熄滅不工 作狀態。
所述直流路燈軟碟機動恆流源控制電路由連接路燈負載正極的接口 CNl端子5與雙 向二極體D6與C10、C11、C12組成開關電路連接，路燈負載負極的接口 CNI端子6通過開關 管F2和接地的檢測電阻連接，所述開關管F2的柵極分別通過電阻連接至U 3A組成的激勵 驅動電路，激勵驅動電路的U 3A I角與智能控制晶片MCU的輸出電平端子電連接。
所述編碼開關電路由編碼開關SI與智能晶片MCU的數據端子電連接構成；具有KEYl按下，為白天黑夜24小時，前8分鐘全功率，後4分鐘半功率工作狀態；具有KEY2按下，為4小時全功率晚上的光控裝置工作狀態；具有KEY3按下，為5小時全功率，8 小時半功率工作的晚上光控裝置工作狀態。
圖1中，單片機MCU晶片是購置美國微芯科技公司美國半導體拳頭產品PIC8位 單片機(MCU)。經過燒錄而成，內存PWM充放電控制保護，光控、時空、溫控、負載、短路、漏電 保護功能。I角VDD由5V三角穩壓電源正極控制供電。單片機MCU2角、3角、4角、5角是時間、測試和半功率程序電路，由四位編碼開關控制。 第2角測試端，前8分鐘全功率亮燈，後4分鐘半功率亮燈。第3角，4小時全功率亮燈，第 4角，8小時亮燈，前4小時全功率亮燈，後4小時半功率亮燈。第5角，13小時亮燈，前5小 時全功率亮燈，後8小時半功率亮燈。MCU6角驅動輸出，由D4、C16、R12、R26、R13、C9、D5與 U3B、U4、R24、R11組成的驅動放大器，推動場效應管F1、F2工作，完成負載燈恆流工作任務。 7角、8角、9角分別是三個LED指示燈各串接一個1/4W4. 7K碳膜電阻作為電壓匹配，接5V 三角穩壓電源負極形成迴路。LEDl紅色，指示過壓、欠壓、過載、短路、漏電保護。LED2黃色， PWM定率跟蹤和脈衝充電。LED3綠色，指示全功率亮燈，半功率亮燈。MCUlO角是充放電控 制，由R151/4W4. 7K碳膜電阻與光歐OPl形成開關電路控制。過充過放驅動F3開關管關閉 斷開，來完成光電池、蓄電池充放電保護。MCUll角過載短路、漏電保護功能由D3接三角穩 壓電源正極與R21、R20、C14、U 3A組成迴路，場應管IRF540組成開關電路。U 3A三角串接R22、R5，10*0. 6跳線，形成過載、短路、斷電復位，電源過放電路。電壓低於10. 6V保護，電池過充電壓高於14. 5V時保護。MCU12角，是自動識別、自動調整。由D24148開關二極體用 R81/4W20K碳膜電阻，R61/4W3K碳膜電阻，C5瓷介104電容，組成開關電路，通過光電歐，或電池板控制，低於2. 5V亮燈，高於2. 5V滅燈完成光控任務。MCU13角由C11、R7、R9開關電路與CLl、Fl組成振蕩電路，與U4完成軟碟機動恆流源電路輸出通過D6板橋CIO、Cll、C12、 C13濾波升壓電解電容輸出、到CNl端子5供亮燈，高於3. 5V滅燈。開關電路通過F2開關管接入CNl端子6負極，完成光控任務。MCU14角是穩壓電源負極供電端子。圖1中CNl是 DC 45A 8. 25六位接線端子。I端正極，2端負極，接光電池板進入Dl，VF20100板橋通過F3接CNl端子2完成電瓶充電任務。3端正極,4端負極接蓄電池。5端正極,6端負極接負載燈。
所述殼體為娃膠套作密封外殼,外殼中間設有密封槽，密封槽內設置有三個LED 指示燈和4位編碼開關顯示窗，密封槽外設置有矽膠做成的防水罩。
光控裝置的電池板設置在燈頭下方，控制器機芯、散熱片是用鋁板做成散熱片，中間和外殼有矽膠散熱油緊連。達到較好的散熱效果。
本發明不局限於上述實施方式，在不改變本發明要點範圍內，可以有各種變形。如上所述，還能夠進行O----100%工作比範圍內的太陽能智能控制。
LEDl和LED2功能說明1.當電池電壓小於10.6V時LEDl閃爍，LED3熄滅，關閉輸出(可充電)2.當電池電壓大於10.6V且小於13. 3VLEDI亮，LED2熄滅(可充電)。
3.當電池電壓大於13. 3V且小於14. 5VLED1亮，LED2閃爍，(可充電)4.當電池電壓大於14.5V且小於17VLED2亮，(斷開充電)5.當電池電壓大於17V，LEDl和LED2全閃，表示電池故障式開路，關閉輸出及充電。
LED3的功能說明1.當全功率工作時LED3亮。
2.當半功率工作時LED3閃爍。
3.當不工作時，LED3熄滅。
過載功能1.當負載電流過大或短路，關閉輸出，關閉充電。
2.當負載沒排除LED1、LED2、LED3顯示不正常抖動。
3.當啟動編碼開關TEST位進行測試時，負載故障如果排除， 見LED1、LED2、 LED3正常亮否則LED1、LED2、LED3不正常。
按鍵功能說明1.當KEYl按下，為測試模式(不)管白天黑夜都可以工作，前8分鐘全功率，後4分鐘半功率。
2.當KEY3按下，為2小時全功率工作(光控能有效，晚上才能工作)。
3.當KEY3按下，為4小時全功率4小時的半功率(光控能有效，晚上才能工作)。
4.當KEY4按下，為5小時的全功率和8小時的半功率(光控能有效，晚上才能工作)。
儘管本發明已經參照附圖優選方施例進行了說明，但是對本領域的技術來說，本發明可以有各種更改和變化，本發明的各種更改、變化和等用物由所附的權利要求的內容涵蓋。
權利要求
1.一種太陽能微電腦智能型軟碟機動恆流源控制器，其特徵在在於包括光識別電路、 蓄電池充電電路、穩壓電路、直流路燈軟碟機動恆流源、編碼開關電路、充放電保護顯示電路、 智能控制晶片MCU;其中的光識別電路、蓄電池充電電路的輸入端相連與太陽能電池板相連，蓄電池充電電路的輸出端與穩壓電路相連；所述光控識別電路通過智能控制晶片MCU 與蓄電池充電電路的充電開關控制電路相連；所述智能控制晶片MCU通過直流路燈軟碟機動恆流源電路與直流路燈相連，所述直流路燈的通過直流路燈亮度控制電路與智能控制晶片 MCU相連；所述編碼開關電路與智能控制晶片MCU電連接構成控制直流路燈前半夜全功率亮燈、後半夜半功率亮燈的電路；所述智能控制晶片MCU與蓄電池充電電路、充放電保護顯示電路電連接構成具有過充、過放、過載、短路保護功能和PWM定率跟蹤、脈衝充電、浮充、 強充功能的電路。
2.根據權利要求1所述的太陽能微電腦智能型軟碟機動恆流源控制器，其特徵在在於 所述光控識別電路由連接太陽能電池板的接口 CNI端子I通過整流二極體D2經電阻分壓端與智能控制晶片MCU的識別端子12連接構成。
3.根據權利要求1所述的太陽能微電腦智能型軟碟機動恆流源控制器，其特徵在在於 所述蓄電池充電電路由充電電路和充電開關控制電路組成，充電電路由連接太陽能電池板的接口 CNI端子I通過雙二極體Dl聯結蓄電池正極的接口 CNI端子3 ;充電開關控制電路由智能控制晶片MCU的端子10通過光耦OPl與溝道開關管F3N的輸入端相連，溝道開關管 F3N的輸出端串聯在充電電路的太陽能電池板負極CNI端子2與接地端之間。
4.根據權利要求1所述的太陽能微電腦智能型軟碟機動恆流源控制器，其特徵在在於 所述軟碟機動恆流源電路由門電路集成塊通過振蕩管Fl與雙二極體D2聯結構成，所述軟碟機動恆流源與智能控制晶片MCU聯結構成自行調整輸出電壓0-90V電路；所述門電路集成塊輸入端與智能控制晶片MCU數據輸出端相連；振蕩管Fl與雙二極體D2的聯結端與蓄電池正極的接口 CNI端子3相連；所述雙二極體D2輸出端與路燈負載正極的接口 CNI端子5相連。
5.根據權利要求1所述的太陽能微電腦智能型軟碟機動控制器，其特徵在在於所述充放電保護顯示電路由連接蓄電池的接口 CNI端子3通過電阻分壓後電信號的接線端與智能控制晶片MCU的信號輸入電端子13連接，所述智能控制晶片MCU的輸出電平端子分別與三個LED指示燈連接構成。
6.根據權利要求1所述的太陽能微電腦智能型軟碟機動恆流源控制器，其特徵在於所述直流路燈控制電路由連接路燈負載正極的接口 CNI端子5與軟碟機動恆流源輸出端連接， 路燈負載負極的接口 CNI端子6通過開關管F2的屏極、漏極與接地的檢測電阻連接；所述開關管F2的柵極分別通過電阻連接至U3B組成的激勵驅動電路，激勵驅動電路的U3B輸入端通過電阻、二極體連接至智能控制晶片MCU的數據端子6 ;所述開關管F2的漏極通過電阻與集成塊U3A的輸入端相連，集成塊U3A與調節電阻組成的調節電路相連；所述集成塊 U3A的輸出端通過阻容濾波連接至智能控制晶片MCU。
全文摘要
本發明涉及太陽能應用技術領域，公開一種太陽能微電腦智能型軟碟機動恆流源控制器，具有超強防水、防潮、防蝕的殼體內線路板上設有光識別電路、蓄電池充電電路的輸入端相連與太陽能電池板相連，蓄電池充電電路的輸出端與穩壓電路相連；所述光控識別電路通過智能控制晶片MCU與蓄電池充電電路的充電開關控制電路相連；所述智能控制晶片MCU通過直流路燈軟碟機動恆流源電路與直流路燈相連，所述直流路燈的通過直流路燈亮度控制電路與智能控制晶片MCU相連；本發明具有對蓄電池過充、過放、過載、短路保護及對直流爐路燈的全功率和半功率工作時間的智能化恆流控制功能和超強防水、防潮、防蝕的功能，節約能源。
文檔編號H05B37/02GK103002631SQ20121005705
公開日2013年3月27日 申請日期2012年3月7日 優先權日2012年3月7日
發明者何海軍, 姚萬欣 申請人:伊川縣宇光新能源照明開發有限公司