專利名稱：智能太陽能路燈控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)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，屬于太陽能路燈的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
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于可見光頻段，所以發(fā)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(yōu)點(diǎn)。在現(xiàn)有技術(shù)中，一套離散式太陽能LED路燈供電系統(tǒng)一般由控制器、光伏電池、風(fēng) 機(jī)(可選)、蓄電池組和LED路燈組成；所述太陽能LED路燈系統(tǒng)經(jīng)常出現(xiàn)充電效率低下，電 池壽命過短，LED路燈開關(guān)不能有效管理等問題。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)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(yīng)性好。按照本實(shí)用新型提供的技術(shù)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于檢測太陽能電池板與蓄電池電流及電壓的電流采樣電路、電壓 采樣電路相連；所述控制器的輸入端還與用于檢測光照亮度的狀態(tài)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(fù)載管理模塊相連。所述控制器與人機(jī)接口相連。所述人機(jī)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于檢測蓄電池溫度的溫度采樣電路相連。所述控制器包 括單片機(jī)。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(fù)載管理模 塊與LED路燈相連。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)電流采樣電路分別采集太陽能電池板與蓄電池的電流，電壓 采樣電路分別采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(nèi)，控制器根據(jù)采集相應(yīng)的電流與電壓值，調(diào)整充電管理模塊與負(fù)載管理模塊的工作狀態(tài)， 避免蓄電池充電或?qū)ω?fù)載放電時(shí)，出現(xiàn)過充、過流，確保蓄電池的工作安全；狀態(tài)檢測模塊 用于檢測光照亮度，控制器根據(jù)檢測的光照亮度值，控制LED路燈的工作狀態(tài)，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(shí)用新型的結(jié)構(gòu)框圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。如圖1所示本實(shí)用新型包括控制器1、充電管理模塊2、負(fù)載管理模塊3、狀態(tài)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(jī)接口 9、電流采樣電路10、 電壓采樣電路11及溫度采樣電路12。如圖1所示所述控制器1的輸入端分別與電流采樣電路10、電壓采樣電路11及 溫度采樣電路12相連，所述電流采樣電路10用于采集流過太陽能電池板與蓄電池的電流 值，并將所述電流值輸入到控制器1內(nèi)。所述電壓采樣電路11用于采集太陽能電池板與蓄 電池的電壓值，并將所述電壓值輸入到控制器1內(nèi)。所述溫度采樣電路12用于采集蓄電池 的溫度，對蓄電池電壓進(jìn)行溫度補(bǔ)償，并避免蓄電池工作時(shí)的溫度過高，所述溫度采樣電路 12將所述溫度值輸入到控制器1內(nèi)?？刂破?內(nèi)預(yù)先設(shè)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接收電流采樣電路10、電壓采樣電路11及溫度采樣電 路12輸入的采樣值后，并與設(shè)定值進(jìn)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(shí)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(tài)檢測模塊4相連，所述狀態(tài)檢測模塊4用于檢測 環(huán)境的光照亮度，并將所述光照亮度值輸入到控制器1內(nèi)。當(dāng)狀態(tài)檢測模塊4檢測環(huán)境的 光照亮度低于設(shè)定值，可以認(rèn)為是進(jìn)入黑夜，控制器1打開負(fù)載管理模塊3，從而使蓄電池 對LED路燈供電，LED路燈被點(diǎn)亮。當(dāng)狀態(tài)檢測模塊4檢測環(huán)境的光照亮度較高時(shí)，可以認(rèn) 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(jìn)行充電，節(jié)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(jī)接口 9相連，所述人機(jī)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(yīng)蓄電池的種類輸入到控制器1內(nèi)，控制器1根據(jù)蓄電 池的種類來設(shè)定蓄電池的充、放電的電壓與電流值。具體實(shí)施時(shí)太陽能電池板采用808X1580的標(biāo)準(zhǔn)板，太陽能電池板的工作電壓 為36V。蓄電池組采用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(shí)，每組蓄電池單獨(dú)對一個(gè)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(yīng)小于160W。太陽能電池板的輸出端通過肖特基二極管、 濾波電路及充電管理模塊2對蓄電池進(jìn)行充電；肖特基二極管能夠防止蓄電池對太陽能電 池板進(jìn)行反充。所述控制器采用Atmel公司的Mega48V20au單片機(jī)，所述單片機(jī)為AVR工 業(yè)級單片機(jī)，抗干擾能力強(qiáng)；控制器對蓄電池的工作設(shè)置了八種模式；通過操作按鈕8能夠 選擇相應(yīng)的工作模式。控制器能夠根據(jù)狀態(tài)檢測模塊4輸入的光照亮度對LED路燈及蓄電 池進(jìn)行光控，同時(shí)還可以設(shè)置蓄電池及LED路燈工作的時(shí)間，從而進(jìn)行時(shí)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(shí)，太陽能電池板輸出端通過肖特基二極管、濾波電路及充電管 理模塊2對蓄電池進(jìn)行充電，蓄電池通過負(fù)載管理模塊3與LED路燈相連；充電管理模塊2 與負(fù)載管理模塊3與控制器1的輸出端相連。電流采樣電路10分別采集流過太陽能電池 板及蓄電池的電流值，電壓采樣電路11分布采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采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(dāng)太陽能電池板的負(fù)極電壓值大于蓄電池相應(yīng)端的電壓時(shí)，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(jìn)行指示報(bào)警。工作時(shí)，控制器1對蓄電 池的工作電壓進(jìn)行識別。當(dāng)電壓采樣模塊11采集蓄電池的電壓是否大于17V,當(dāng)檢測電壓 大于17V時(shí)，控制器1會判定蓄電池為24V輸出供電；當(dāng)檢測電壓小于17V時(shí)，控制器1會 判定蓄電池為12V輸出供電；控制器1根據(jù)蓄電池的種類設(shè)定蓄電池的工作參數(shù)，確保蓄電 池工作的安全可靠。狀態(tài)檢測模塊4檢測光照亮度值；當(dāng)狀態(tài)檢測模塊4檢測到光照亮度 值較高時(shí)，控制器1認(rèn)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(jìn)行充電；當(dāng)狀態(tài)檢測模塊4檢測到光照亮度較低時(shí)，控制器1認(rèn)為是黑夜，控制 器1通過MOS管打開負(fù)載管理模塊3，由蓄電池對LED路燈供電，從而點(diǎn)亮LED路燈?？刂?器1可以設(shè)定蓄電池對LED路燈供電的時(shí)間，也可以根據(jù)狀態(tài)檢測模塊4檢測的光照亮度 進(jìn)行負(fù)載管理控制?？刂破?將蓄電池工作時(shí)的電壓、電流及溫度值通過段碼顯示器5進(jìn) 行顯示，方便工程人員調(diào)試；電壓顯示精度能夠達(dá)到2%，電流精度能夠達(dá)到10% (大于1A)。太陽能電池板對蓄電池的充電采用三段式充電方式，控制器1根據(jù)電壓采樣電路 11采集蓄電池的電壓值進(jìn)行充電方式的調(diào)整；當(dāng)蓄電池的電壓較低時(shí)，控制器1通過充電 管理模塊2對蓄電池進(jìn)行直充充電；當(dāng)蓄電池充電接近飽和時(shí)，控制器1輸出PWM波形，通 過充電管理模塊2對蓄電池進(jìn)行浮充PWM充電方式，當(dāng)蓄電池充電飽和時(shí)，控制器1通過 MOS管關(guān)斷充電管理模塊2，從而停止對蓄電池的充電?？刂破?還能根據(jù)電流采樣電路10 采集蓄電池的充電電流，當(dāng)充電過流時(shí)，控制器1通過輸出PWM波形，對蓄電池進(jìn)行浮充PWM 充電；當(dāng)充電電流過小時(shí)，控制器1關(guān)斷對蓄電池的充電。當(dāng)蓄電池對LED路燈進(jìn)行供電時(shí)，控制器1根據(jù)電流采樣模塊10采集的工作電流 值對蓄電池的供電進(jìn)行控制。當(dāng)蓄電池電壓低時(shí)，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(diào)試模式下時(shí)，控制器1關(guān)閉不使用的模塊，使整個(gè) 系統(tǒng)進(jìn)入低功耗工作狀態(tài)。本實(shí)用新型電流采樣電路10分別采集太陽能電池板與蓄電池的電流，電壓采樣 電路11分別采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(nèi)，控制器1根據(jù)采集相應(yīng)的電流與電壓值，調(diào)整充電管理模塊2與負(fù)載管理模塊3的工作 狀態(tài)，避免蓄電池充電或?qū)ω?fù)載放電時(shí)，出現(xiàn)過充、過流，確保蓄電池的工作安全；狀態(tài)檢測 模塊4用于檢測光照亮度，控制器1根據(jù)檢測的光照亮度值，控制LED路燈的工作狀態(tài)，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(quán)利要求1.一種智能太陽能路燈控制器，包括控制器(1)；其特征是所述控制器(1)的輸入 端分別與用于檢測太陽能電池板與蓄電池電流及電壓的電流采樣電路(10)、電壓采樣電路 (11)相連；所述控制器(1)的輸入端還與用于檢測光照亮度的狀態(tài)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(fù)載管理模塊(3)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能太陽能路燈控制器，其特征是所述控制器(1)與人機(jī)接 口(9)相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的智能太陽能路燈控制器，其特征是所述人機(jī)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(jù)權(quán)利要求1所述的智能太陽能路燈控制器，其特征是所述控制器(1)的輸入端 與用于檢測蓄電池溫度的溫度采樣電路(12 )相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能太陽能路燈控制器，其特征是所述控制器(1)包括單片機(jī)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能太陽能路燈控制器，其特征是所述蓄電池的輸出電壓 為 12V 或 24V。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能太陽能路燈控制器，其特征是所述蓄電池的電源輸出 端通過負(fù)載管理模塊(3)與LED路燈相連。
專利摘要本實(shí)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于檢測太陽能電池板與蓄電池電流及電壓的電流采樣電路、電壓采樣電路相連；所述控制器的輸入端還與用于檢測光照亮度的狀態(tài)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(fù)載管理模塊相連。本實(shí)用新型電流采樣電路分別采集太陽能電池板與蓄電池的電流，電壓采樣電路分別采集太陽能電池板與蓄電池的電壓值，控制器根據(jù)采集相應(yīng)的電流與電壓值，調(diào)整充電管理模塊與負(fù)載管理模塊的工作狀態(tài)，避免蓄電池充電或?qū)ω?fù)載放電時(shí)，出現(xiàn)過充、過流；狀態(tài)檢測模塊用于檢測光照亮度，控制器根據(jù)檢測的光照亮度值，控制LED路燈的工作狀態(tài)，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(yōu)先權(quán)日2010年11月12日
發(fā)明者張峰超, 高昱榮 申請人:無錫新茂科技有限責(zé)任公司