專利名稱：智能風光互補led照明電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
智能風光互補LED照明電路技術(shù)領(lǐng)域`本實用新型涉及照明技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種智能風光互補LED照明電路。
背景技術(shù)：
近些年，隨著全球性的能源短缺和環(huán)境污染問題的出現(xiàn)，人們迫切希望將節(jié)能環(huán)保的新技術(shù)應(yīng)用在生活中。太陽能和風能作為一種無公害、儲量無窮的自然能量，引起了人們的關(guān)注。同時被稱為“第四代光源”的LED半導(dǎo)體，它以其壽命長、節(jié)能、綠色環(huán)保等優(yōu)點也倍受人們重視。
發(fā)明內(nèi)容為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本實用新型提供一種智能風光互補LED照明電路，將風光互補發(fā)電技術(shù)與LED照明技術(shù)結(jié)合起來，提高光源亮度，降低功率消耗，提高發(fā)光效率，實現(xiàn)節(jié)能、環(huán)保、安全、高效的照明。本實用新型是以如下技術(shù)方案實現(xiàn)的一種智能風光互補LED照明電路，包括分別與太陽能電池板和風力發(fā)電機連接的充電控制器，與充電控制器連接的蓄電池，充電控制器連接LED燈；所述的LED燈采用二組并列的LED燈；所述的充電控制器包括蓄電池充電控制電路和驅(qū)動電路；所述的蓄電池充電控制電路包括與太陽電池板連接的防反充二極管、與風力發(fā)電機連接的控制開關(guān)、用于控制防反沖二極管與控制開關(guān)通斷的控制器；所述的驅(qū)動電路包括與控制器連接的繼電器Kl、K2和恒流驅(qū)動器XL6003，恒流驅(qū)動器XL6003的3腳分別連接兩組LED燈的負極，5腳連接LED燈的正極，繼電器Kl、K2的常開觸點對應(yīng)串聯(lián)在兩組LED燈正極與XL6003的5腳之間的線路上。本實用新型的有益效果是將風光互補發(fā)電技術(shù)與LED照明技術(shù)結(jié)合起來，提高光源亮度，降低功率消耗，提高發(fā)光效率，實現(xiàn)節(jié)能、環(huán)保、安全、高效的照明。

圖I是本實用新型原理框圖；圖2是本實用新型電路圖。
具體實施方式
如圖I所示，一種智能風光互補LED照明電路有一分別與太陽能電池板和風力發(fā)電機連接的充電控制器，與充電控制器連接的蓄電池，充電控制器連接LED燈。所述的LED燈采用二組并列的LED燈；所述的充電控制器包括蓄電池充電控制電路和驅(qū)動電路；所述的蓄電池充電控制電路包括與太陽電池板連接的防反充二極管、與風力發(fā)電機連接的控制開關(guān)、用于控制防反沖二極管與控制開關(guān)通斷的控制器；所述的驅(qū)動電路包括與控制器連接的繼電器K1、K2和恒流驅(qū)動器XL6003，恒流驅(qū)動器XL6003的3腳分別連接兩組LED燈的負極，5腳連接LED燈的正極，繼電器K1、K2的常開觸點對應(yīng)串聯(lián)在兩組LED燈正極與XL6003的5腳之間的線路上。如圖2所示，蓄電池充電控制電路組成如下防反充二極管Dl的正極相連后與太陽能電池和風力發(fā)電機輸出電壓的正極Al連接，負極相連后分別與二極管D2的正極和電阻Rl連接，二極管D2的負極與穩(wěn)壓二極管D3的負極連接，穩(wěn)壓二極管D3的正極分別與ICl的I腳和電容Cl的正極連接，ICl的2腳接地，ICl的3腳分別與IC2的I腳、電容C2的正極、蓄電池的正極A3、恒流驅(qū)動器XL6003的2腳、電阻R4和三極管Q5的e極連接，IC2的2腳接地，IC2的3腳作為+5V電源輸出與電容C3的正極連接，電容Cl、C2、C3、C4的負極連接，電阻R2、R3并聯(lián)，電阻R6、R7、R8并聯(lián)，與MOS管Ql的e極，三極管Q2的e極，晶閘管Q3的負極，電容C7的負極與蓄電池的負極A4連接；電阻Rl的另一端分別與電阻R2、R3并聯(lián)的另一端、電容C4的正極和單片機PIC16F877的RAO相連接，電阻R4的另一端分別與三極管Q2的c極，晶閘管Q3的正極、MOS管Q4的g極和電阻R9連接，電阻R5 —端與單片機PIC16F877的RD7連接，另一端與三極管Q2的b極連接，晶閘管Q3的g極分別與電阻R6和電容C7的正極連接，MOS管Q4的c極和電阻R6、R7、R8并聯(lián)的另一端連接，MOS管Q4的e極與負載A6的負極連接，電阻R16的另一端與比較器LM35的7腳連接，電阻R9的·另一端與電阻R17連接，電阻R17的另一端與比較器LM35的3腳和電容C8的正極連接，電阻R19的一端與比較器LM35的2腳和電阻R18連接，另一端接地，電容C8的負極接地，電阻R18的一端接+5V ；M0S管Ql的c極和電阻R20與太陽能電池和風力發(fā)電機輸出電壓的負極A2連接，MOS管Ql的g極分別與電阻R20的另一端、穩(wěn)壓二極管D7的負極、電阻R21的一端連接，穩(wěn)壓二極管D7的正極與電容Cl的負極連接，電阻R21的另一端與三極管Q5的c極連接，電阻R22的一端與三極管Q5的b極連接，電阻R22與電阻R23連接后與MOS管Q6的c極連接，MOS管Q6的c極接地，電阻R24并聯(lián)在MOS管Q6的b極和c極之間，電阻R25接在MOS管Q6的b極和單片機PIC16F877的RD4之間，電阻R26、R27、R28、R29的一端接+5V，另一端接單片機PIC16F877的RDO、RDl、RD2、RD3，BCD編碼撥動開關(guān)SW-DIP4接在電阻R26、R27、R28、R29和地之間。驅(qū)動電路組成如下恒流驅(qū)動器XL6003的2腳分別與蓄電池的正極A3、電容C5的正極和電感LI連接；5腳和6腳分別與電感LI的另一端和穩(wěn)壓二極管D4的正極連接；7腳和8腳接地；3腳分別與10個串聯(lián)LED燈組的負極，電阻R12、R15連接，負載的正極A5分別與穩(wěn)壓二極管D4的負極，電阻R10、R13，繼電器K1、K2，電容C6的正極連接；負載的負極Α6分別與電阻R12、R15，電容C5、C6的負極，三極管Q7、Q8的e極連接；電阻Rll接在三極管Q8的b極與單片機PIC16F877的RD5之間，電阻R14接在三極管Q7的b極與單片機PIC16F877的RD6之間，二極管D5接在電阻RlO與三極管Q8的c極之間，二極管D6接在電阻R13與三極管Q7的c極之間，繼電器K1、K2接在負載的正極Α5與10個串聯(lián)LED燈組的正極之間。本電路主要包括蓄電池充電控制電路和驅(qū)動電路兩部分組成。第一部分主要涉及充電電路的合理安排，包括充電的思路，蓄電池的保護電路以及蓄電池充電管理等內(nèi)容，第二部分主要側(cè)重于對LED光源的驅(qū)動。蓄電池充電控制電路和驅(qū)動電路實現(xiàn)了如下四個方面的功能。I)充電控制Al，Α2和A3，Α4分別代表太陽能電池和風力發(fā)電機輸出電壓的正極、負極和蓄電池的正極、負極。Dl為防反充二極管，又稱肖特基二極管。其作用是避免由于太陽能電池在陰雨天和夜晚不發(fā)電時、風力發(fā)電機在無風情況下或出現(xiàn)短路故障時，蓄電池通過太陽能電池放電。它串聯(lián)在太陽能電池電路中，起單向?qū)ㄗ饔?。要求其能承受足夠大的電流，而且正向電壓降要小，反向飽和電流要小。MOS管Ql是充電電路的開關(guān)，MOS管Ql的驅(qū)動電路由三極管Q5，M0S管Q6和若干電阻組成，Q6通過R25和單片機PIC16F877的RD4相連，MOS管Ql驅(qū)動工作過程如下RD4輸出I — Q6導(dǎo)通一Q5導(dǎo)通一Ql導(dǎo)通一蓄電池充電開始當蓄電池要充電時，單片機的RD4輸出一個高電平，Q6導(dǎo)通，同時R22和R23交點的電位拉低到零，而三極管Q5的發(fā)射極是由電源模塊提供的一個12V的電壓，導(dǎo)致Q5導(dǎo)通,這樣，Ql的柵極電壓變成12V，驅(qū)動Ql導(dǎo)通，充電控制電路給蓄電池開始充電。而當R
D4輸出一個低電平時，則Q6，Q5不導(dǎo)通，所以開關(guān)管Ql不導(dǎo)通，充電控制電路停止給蓄電池充電。2)智能控制①兩種模式普通模式和節(jié)能模式系統(tǒng)具有普通和節(jié)能兩種模式，在每天傍晚到凌晨12點之前是普通模式，即兩組LED燈都打開，12點之后進入節(jié)能模式，即只開一組LED燈。此外，為了使兩盞燈能夠均衡使用，節(jié)能模式所開的燈由控制器根據(jù)單雙日在兩組燈之間輪流切換，避免長期單獨使用其中一只而造成燈頭過早報廢。本控制電路通過對繼電器I和繼電器2的通斷控制來實現(xiàn)對兩組LED燈的開關(guān)控制，單片機的RD5和RD6作為控制繼電器I和繼電器2的輸出端口。②智能定時開關(guān)功能本LED照明路燈的智能定時開關(guān)功能主要體現(xiàn)在兩個方面，一是路燈根據(jù)日歷時鐘芯片DS12887實現(xiàn)自動開關(guān)燈，不需要人工操作；二是開關(guān)燈時間可以通過外部的BCD編碼撥動開關(guān)SW-DIP4來進行調(diào)整，解決了開關(guān)燈時間隨四季變化的問題。本設(shè)計采用的是一個多位BCD編碼撥動開關(guān)，里面每個開關(guān)都有一塊電路板，每一位開關(guān)下面的4個管腳輸出相應(yīng)的BCD碼。每檔按二進制的8421碼記數(shù)。0=0000，1=0001，2=0010,3=0011，4=0100, 5=0101, 6=0110，7=0111,8=1000，9=1001，10=1010，11=1011，12=1100, 13=1101, 14=1110, 15=1111。撥碼開關(guān)的16個狀態(tài)分別代表可定時0_15小時。采用撥碼開關(guān)可以方便的根據(jù)季節(jié)的不同及不同地區(qū)黑夜時間長短的不同對路燈亮的時間進行靈活的調(diào)整。3)負載控制和短路保護A5, A6為負載的正極、負極，Q4為負載開關(guān)。①對負載的控制電路中R14和單片機PIC16F877的RD7相連接。Q4是NMOS管，柵極有7812提供12V電壓。Q3工作過程RD7得到O — Q2截止一Q4導(dǎo)通一蓄電池給負載供電；RD7得到I — Q2導(dǎo)通一Q4
截止一蓄電池停止給負載供電。②短路保護(過流保護)如果負載短路，使負載正負端短接，那么MOS管的源極端的電壓相對于蓄電池的地端是高電平，對應(yīng)比較器LM358的3腳，產(chǎn)生了大于2腳的電壓，這時放大器輸出高電平，致使晶閘管Q3導(dǎo)通。將12V的電壓傳遞到Q4的源極，Q4截止。實現(xiàn)了對負載的短路保護。4)驅(qū)動控制對于負載部分，光源選擇若干個白光LED組成。隨著LED技術(shù)的日趨成熟,大功率LED越來越多的被用于普通照明等傳統(tǒng)光源主導(dǎo)的領(lǐng)域，與傳統(tǒng)光源相比，高光效可以作為LED的重要優(yōu)點之一。而我們清楚LED光源需要恒流驅(qū)動，驅(qū)動器的效率會影響燈具的總效率。常用的LED恒流驅(qū)動器有Buck,Boost及Buck-Boost等拓撲結(jié)構(gòu)。本次設(shè)計中我們對于恒流控制選用XL6003來驅(qū)動LED燈。該電路是在芯片XL6003的基礎(chǔ)上加上一些外圍電路組成的，其中包括低壓降，大電流的肖特基二極管DZl ;電感LI，電容Cin，和Ctjut,采 樣電阻Res以及負載LED燈具。負載是將10個LED串聯(lián)獲得。LED的額定電流為350mA，額定電壓為3. 3V，所以該芯片要實現(xiàn)加在LED燈串上的電流為350mA，電壓為33V。而采樣電阻Rc^是給芯片提供反饋信息的部件。可以通過設(shè)置不同的Rcis獲得相應(yīng)的輸出電流。由于XL6003的FB端參考電壓值為O. 23，所以只要根據(jù)需要的輸出電流值，求出相應(yīng)的Res值即可。本實施例達到的指標有①空載電池電流消耗彡20mA ;②額定功率彡500W ;③負載輸出電流短路保護；④輸入電壓< 40V，反接不工作；⑤自動設(shè)置負載工作時間1-15小時工作溫度范圍0-40°C 效率彡98%。
權(quán)利要求1.一種智能風光互補LED照明電路，包括分別與太陽能電池板和風力發(fā)電機連接的充電控制器，與充電控制器連接的蓄電池，充電控制器連接LED燈；其特征在于所述的LED燈采用二組并列的LED燈；所述的充電控制器包括蓄電池充電控制電路和驅(qū)動電路；所述的蓄電池充電控制電路包括與太陽電池板連接的防反充二極管、與風力發(fā)電機連接的控制開關(guān)、用于控制防反沖二極管與控制開關(guān)通斷的控制器；所述的驅(qū)動電路包括與控制器連接的繼電器K1、K2和恒流驅(qū)動器XL6003，恒流驅(qū)動器XL6003的3腳分別連接兩組LED燈的負極，5腳連接LED燈的正極，繼電器K1、K2的常開觸點對應(yīng)串聯(lián)在兩組LED燈正極與XL6003的5腳之間的線路上?！?br> 專利摘要本實用新型公開了一種智能風光互補LED照明電路，涉及照明技術(shù)領(lǐng)域。該電路有一分別與太陽能電池板和風力發(fā)電機連接的充電控制器，與充電控制器連接的蓄電池，充電控制器連接LED燈；LED燈采用二組并列的LED燈；充電控制器包括蓄電池充電控制電路和驅(qū)動電路；蓄電池充電控制電路包括與太陽電池板連接的防反充二極管、與風力發(fā)電機連接的控制開關(guān)、用于控制防反沖二極管與控制開關(guān)通斷的控制器；驅(qū)動電路包括與控制器連接的繼電器K1、K2和恒流驅(qū)動器XL6003，繼電器K1、K2的常開觸點對應(yīng)串聯(lián)在兩組LED燈的線路上。優(yōu)點提高光源亮度，降低功率消耗，提高發(fā)光效率，實現(xiàn)節(jié)能、環(huán)保、安全、高效的照明。
文檔編號H05B37/02GK202773146SQ20122044365
公開日2013年3月6日 申請日期2012年9月3日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月3日
發(fā)明者周天沛 申請人:徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院