CN102186277A - 光伏路灯控制器 - Google Patents

光伏路灯控制器 Download PDF

Info

Publication number
CN102186277A
CN102186277A CN2011100576525A CN201110057652A CN102186277A CN 102186277 A CN102186277 A CN 102186277A CN 2011100576525 A CN2011100576525 A CN 2011100576525A CN 201110057652 A CN201110057652 A CN 201110057652A CN 102186277 A CN102186277 A CN 102186277A
Authority
CN
China
Prior art keywords
controller
circuit
circuit board
led lamp
chip microcomputer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN2011100576525A
Other languages
English (en)
Inventor
吕华林
祝亚峰
罗传仙
张良华
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wuhan NARI Ltd
Original Assignee
Wuhan NARI Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wuhan NARI Ltd filed Critical Wuhan NARI Ltd
Priority to CN2011100576525A priority Critical patent/CN102186277A/zh
Publication of CN102186277A publication Critical patent/CN102186277A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B20/00—Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps
    • Y02B20/40—Control techniques providing energy savings, e.g. smart controller or presence detection
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B20/00—Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps
    • Y02B20/72—Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps in street lighting

Landscapes

  • Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)

Abstract

本发明提供一种光伏路灯控制器，所述控制器包括外壳、操作面板、控制电路板，操作面板位于外壳上，控制电路板设置于控制器内部，其特征在于：所述控制器还包括铝基板和散热器，铝基板设置在所述外壳底部，铝基板与散热器紧密贴合在一起；所述控制器的内部硬件结构还包括功率电路板，功率电路板焊接在铝基板上部，所述控制电路板通过接口电路扣合在功率电路板上。本发明控制器具有以下优点：保护功能完善，控制器LED灯端长期处于短路状态控制器亦不会损坏；可有效防止控制器短路或过流时短时间过热引起控制器主要芯片烧坏，延长控制器的使用寿命；控制器的可耐受环境工作温度大大提高，长时间处于较高的环境温度下，控制器亦能正常工作。

Description

光伏路灯控制器
技术领域
本发明涉及一种利用太阳能提供供电路灯照明的控制器装置，特别是涉及一种保护及控制功能完善可靠、散热效果良好、稳定工作时间长的光伏路灯控制器。
背景技术
当今世界，传统能源日益减少，各国均面临着不同程度的能源危机，解决能源短缺成为越来越重要的议题，同时传统能源消耗所造成的环境污染也日趋严重。积极发展新能源，特别是利用太阳能发电来解决照明问题，成为一个切实可行的新能源发展切入点，目前市场上已有各种规格的光伏路灯控制器，广泛应用于道路、学校、居民区、广场等公共场合的太阳能路灯照明系统中。
但现有的光伏路灯控制器在性能及结构上都存在着诸多不够完善的地方，特别是在一些关键性的功能上，在实际应用中，这些问题都阻碍了光伏路灯控制器质量的提高。目前市场上常见的路灯控制器中，对于负载端(LED灯)短路、线路反接、过流、过压等保护效果不是很理想，如果出现长时间过流或短路等情况发生，控制器会直接出现故障烧坏，无法工作。其次，大多数控制器对于控制板上的大功率器件的散热设计考虑不够完善，路灯控制器大多安装在户外灯杆内，如果户外环境过于恶劣，环境温度达到55℃以上时，控制器散热效果不好的话，内部主要功率器件极有可能会烧坏。再次，目前大多数控制器多采用光控加时控的结合方式，少数控制器带有半功率功能，但是无法根据用户的需求来调节半功率工作的LED灯照明亮度。
有鉴于此，有必要提供一种保护及控制功能完善可靠、散热效果良好、稳定工作时间长的光伏路灯控制器，以解决上述问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：为了解决现有光伏路灯控制器的保护及控制功能不完善、散热效果不好、无法长时间稳定工作的缺点，本发明提供了一种保护及控制功能完善可靠、散热效果良好、稳定工作时间长的光伏路灯控制器。
本发明所采用的技术方案是：一种光伏路灯控制器，所述控制器包括外壳、操作面板、控制电路板，操作面板位于外壳上，控制电路板设置于控制器内部，其特征在于：所述控制器还包括铝基板和散热器，铝基板设置在所述外壳底部，铝基板与散热器紧密贴合在一起；所述控制器的内部硬件结构还包括功率电路板，功率电路板焊接在铝基板上部，所述控制电路板通过接口电路扣合在功率电路板上；所述功率电路板包括蓄电池电路、太阳能电池板电路、LED灯电路和接口电路，外部设备蓄电池、太阳能电池板、LED灯分别连接到蓄电池电路、太阳能电池板电路和LED灯电路；所述控制电路板包括单片机、AD转换电路、显示按键电路、IO驱动电路、硬件保护电路和接口电路；功率电路板采集到的蓄电池、太阳能电池板、LED灯的电压和电流信号通过接口电路送入AD转换电路，AD转换电路将信号转换为单片机能够识别的信号，送入单片机，由单片机对转换后的结果进行算法分析处理，然后给出控制指令，发送给显示按键电路和IO驱动电路。
如上所述的光伏路灯控制器，其特征在于，所述控制器进一步包括一雷击浪涌保护器，雷击浪涌保护器设置在铝基板上方。
如上所述的光伏路灯控制器，其特征在于，所述硬件保护电路包括一运算放大器及一与门芯片，LED灯工作电流采样转换后的信号输入所述运算放大器，出来的运算比较信号和来自单片机的控制LED灯开关信号与所述与门芯片相与，得到的信号去控制LED灯开关，即构成两级过流保护。
如上所述的光伏路灯控制器，其特征在于，所述单片机具有软件过流保护子程序模块，所述软件过流保护子程序模块设有短路保护预置电流Ia和过流保护预置电流Ib，设定Ia＞Ib，若LED灯工作电流大于Ia，则直接关断LED灯输出，延时M秒之后再开通；若一晚上工作电流大于Ib的次数达到N，则说明系统工作不正常，关断LED灯输出，当晚不再开通LED灯。
如上所述的光伏路灯控制器，其特征在于，所述操作面板是薄膜开关，薄膜开关镶嵌在外壳上，薄膜开关上设有按键和LED灯，用于设置控制器参数和显示控制器故障。
本发明的有益效果是：本发明控制器采用硬件保护加软件保护相结合，预装雷击浪涌保护器，结构方面铝基板和散热器相结合的方式使得本控制器具有以下优点：1、保护功能完善，控制器LED灯端长期处于短路状态控制器亦不会损坏；2、防雷可靠性高，可有效防止感应过电压和雷击大电流；3、可有效防止控制器短路或过流时短时间过热引起控制器主要芯片烧坏，延长控制器的使用寿命；4、控制器的可耐受环境工作温度大大提高，长时间处于较高的环境温度下，控制器亦能正常工作。
附图说明
图1为本发明实施例的光伏路灯控制器外壳结构图。
图2为本发明实施例的光伏路灯控制器硬件结构框图。
图3为本发明实施例的光伏路灯控制器硬件保护电路的电路图。
图4为本发明实施例的光伏路灯控制器所用单片机模块电路图。
图5为本发明实施例的光伏路灯控制器主控制程序流程图。
图6为本发明实施例的光伏路灯控制器软件过流保护子程序流程图。
具体实施方式
附图中符号说明：1-薄膜开关、2-外壳、3-散热器、4-铝基板。
以下通过具体实施方式，结合附图对本发明作进一步说明。
参见图1，本实施例中，光伏路灯控制器外部结构主要是由薄膜开关1、外壳2、散热器3、外壳底部的铝基板4组成。薄膜开关1上设有按键和LED灯，用于设置控制器参数和显示控制器故障。铝基板4的下部涂上导热硅脂，与散热器3紧密连接在一起。
光伏路灯控制器的内部硬件结构主要包括控制电路板、功率电路板和雷击浪涌保护器。控制电路板通过接口电路扣合在功率电路板上，功率电路板是焊接在铝基板4上部。同时，控制器的雷击浪涌保护器也设置在铝基板4上方，是一独立的控制系统功能保护模块，保护光伏LED照明系统不受雷电感应的影响，有效防止感应过电压和雷击大电流。
参见图2，是本实施例的控制电路板和功率电路板的硬件结构框图。右边的是功率电路板的结构，包括蓄电池电路、太阳能电池板电路、LED灯电路和接口电路。外部设备蓄电池、太阳能电池板、LED灯分别连接到蓄电池电路、太阳能电池板电路和LED灯电路。蓄电池电路的充放电管理、LED灯的开通关断控制由串接在各自电路中的MOS管的开通和关断来实现，MOS管的栅极通过接口电路与控制电路中的IO驱动电路连接，实现对栅极的驱动控制。
左边的是控制电路板的结构，包括单片机、AD转换电路、显示按键电路、IO驱动电路、硬件保护电路和接口电路，功率电路板采集到的蓄电池、太阳能电池板、LED灯的电压和电流信号通过接口电路送入AD转换电路，转换为单片机能够识别的信号，送入单片机进行AD转换，经单片机内部程序处理，将对转换后的结果进行算法分析处理，然后给出控制指令，发送给显示按键电路和IO驱动电路，IO驱动电路主要对单片机送来的信号进行功率转换，提高信号的驱动功率。
图3为图2中的硬件保护电路的电路图。硬件保护电路也可以称为运算比较硬件保护电路，其中：U8为运算放大器，其输入3脚为LED灯工作电流采样转换后的0-5V电压；U9为与门芯片，U8出来的运算比较信号和来自单片机P3.7口控制LED灯开关信号相与，输出的信号再去控制LED灯开关。这样就构成了两级过流保护，运算比较硬件保护电路和单片机的软件过流保护子程序，提高了控制器过流保护能力。
本硬件电路还可实现对控制器的相关硬件保护：
(1)蓄电池的反接保护，蓄电池反接时，系统处于不工作状态，但不会损坏控制器；
(2)LED灯模块部分有可恢复保险，可有效防止LED灯短路或过流对控制器和灯具造成损害。
图4为控制器所用单片机模块电路图，单片机模块主要由单片机U3(STC12C5204AD)构成，作用为采集系统中蓄电池、LED灯和太阳能电池板的电压、电流模拟信号，转换为数字信号，经过算法运算后，根据得到的数据值来决定控制器发出何种控制信号。单片机STC12C5204AD主要实现的功能如下：
(1)完成模数转换；
(2)完成数据算法处理；
(3)控制器状态指示灯；
(4)控制蓄电池充放电开关、LED开关。
其中，各个接口连接设计为：单片机的P1.0、P1.1、P1.2、P1.5、P1.6、P1.7为AD转换输入端；P3.7输出控制LED灯工作状态；P3.4控制蓄电池的充放电；P3.0、P3.1、P3.3连接状态显示LED和按键。
控制器主控制程序和软件过流保护程序由单片机负责执行。图5所示为控制器主控制程序流程图，程序起始为各个功能模块的初始化，并从单片机内部EEPROM读取控制器相关配置参数值。同时实时检测是否有按键动作发生，根据按键设置值对系统参数进行重新配置。AD采样频率为10K Hz，实时检测蓄电池电压、电流，LED灯的电压、电流以及太阳能电池板的电压和电流值，并根据所采样得到的各个信号值，进行相应的算法处理，保证系统稳定可靠运行。算法程序模块主要包括：蓄电池充放电管理、系统过压和欠压保护、系统过流保护、LED灯的开通关断和全/半功率工作模块控制。
图6为软件过流保护子程序流程图，设有短路保护预置电流Ia，过流保护预置电流Ib，Ia＞Ib，若LED灯工作电流大于Ia，则直接关断LED灯输出，延时M秒之后再开通；若一晚上工作电流大于Ib的次数达到N，则说明系统工作不正常，关断LED灯输出，当晚不再开通LED灯。短路保护和过流保护相结合的软件保护，有效的防止了LED灯工作时短路和过流给系统带来的损害，提高了系统的使用寿命。

Claims (5)

1.一种光伏路灯控制器，所述控制器包括外壳、操作面板、控制电路板，操作面板位于外壳上，控制电路板设置于控制器内部，其特征在于：
所述控制器还包括铝基板和散热器，铝基板设置在所述外壳底部，铝基板与散热器紧密贴合在一起；
所述控制器的内部硬件结构还包括功率电路板，功率电路板焊接在铝基板上部，所述控制电路板通过接口电路扣合在功率电路板上；所述功率电路板包括蓄电池电路、太阳能电池板电路、LED灯电路和接口电路，外部设备蓄电池、太阳能电池板、LED灯分别连接到蓄电池电路、太阳能电池板电路和LED灯电路；所述控制电路板包括单片机、AD转换电路、显示按键电路、IO驱动电路、硬件保护电路和接口电路；功率电路板采集到的蓄电池、太阳能电池板、LED灯的电压和电流信号通过接口电路送入AD转换电路，AD转换电路将信号转换为单片机能够识别的信号，送入单片机，由单片机对转换后的结果进行算法分析处理，然后给出控制指令，发送给显示按键电路和IO驱动电路。
2.根据权利要求1所述的光伏路灯控制器，其特征在于，所述控制器进一步包括一雷击浪涌保护器，雷击浪涌保护器设置在铝基板上方。
3.根据权利要求1所述的光伏路灯控制器，其特征在于，所述硬件保护电路包括一运算放大器及一与门芯片，LED灯工作电流采样转换后的信号输入所述运算放大器，出来的运算比较信号和来自单片机的控制LED灯开关信号与所述与门芯片相与，得到的信号去控制LED灯开关，即构成两级过流保护。
4.根据权利要求1所述的光伏路灯控制器，其特征在于，所述单片机具有软件过流保护子程序模块，所述软件过流保护子程序模块设有短路保护预置电流Ia和过流保护预置电流Ib，设定Ia＞Ib，若LED灯工作电流大于Ia，则直接关断LED灯输出，延时M秒之后再开通；若一晚上工作电流大于Ib的次数达到N，则说明系统工作不正常，关断LED灯输出，当晚不再开通LED灯。
5.根据权利要求1所述的光伏路灯控制器，其特征在于，所述操作面板是薄膜开关，薄膜开关镶嵌在外壳上，薄膜开关上设有按键和LED灯，用于设置控制器参数和显示控制器故障。
CN2011100576525A 2011-03-10 2011-03-10 光伏路灯控制器 Pending CN102186277A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2011100576525A CN102186277A (zh) 2011-03-10 2011-03-10 光伏路灯控制器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2011100576525A CN102186277A (zh) 2011-03-10 2011-03-10 光伏路灯控制器

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN102186277A true CN102186277A (zh) 2011-09-14

Family

ID=44572329

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2011100576525A Pending CN102186277A (zh) 2011-03-10 2011-03-10 光伏路灯控制器

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102186277A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104613435A (zh) * 2015-01-29 2015-05-13 乐雷光电技术（上海）有限公司 一种用于星空led点光源的智能控制器

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201114875Y (zh) * 2007-08-08 2008-09-10 江苏中澳光伏能源科技有限公司 一种太阳能路灯智能设置程序的控制装置
CN201119053Y (zh) * 2007-08-08 2008-09-17 江苏中澳光伏能源科技有限公司 太阳能照明路灯智能控制装置
CN201117649Y (zh) * 2007-11-28 2008-09-17 施世伟 控制器驱动电路的散热结构
EP2017525A1 (en) * 2005-05-09 2009-01-21 Sze Keun Chan Solar powered led street lamp with automatic light control
US20110097871A1 (en) * 2006-10-27 2011-04-28 Eric Neyret Process for the transfer of a thin layer formed in a substrate with vacancy clusters
CN202077220U (zh) * 2011-03-10 2011-12-14 国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司 光伏路灯控制器

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2017525A1 (en) * 2005-05-09 2009-01-21 Sze Keun Chan Solar powered led street lamp with automatic light control
US20110097871A1 (en) * 2006-10-27 2011-04-28 Eric Neyret Process for the transfer of a thin layer formed in a substrate with vacancy clusters
CN201114875Y (zh) * 2007-08-08 2008-09-10 江苏中澳光伏能源科技有限公司 一种太阳能路灯智能设置程序的控制装置
CN201119053Y (zh) * 2007-08-08 2008-09-17 江苏中澳光伏能源科技有限公司 太阳能照明路灯智能控制装置
CN201117649Y (zh) * 2007-11-28 2008-09-17 施世伟 控制器驱动电路的散热结构
CN202077220U (zh) * 2011-03-10 2011-12-14 国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司 光伏路灯控制器

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104613435A (zh) * 2015-01-29 2015-05-13 乐雷光电技术（上海）有限公司 一种用于星空led点光源的智能控制器
CN104613435B (zh) * 2015-01-29 2017-07-14 乐雷光电技术（上海）有限公司 一种用于星空led点光源的智能控制器

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101242107B (zh) 一种自适应太阳能充电控制器
WO2009046615A1 (fr) Dispositif d'éclairage
CN201322219Y (zh) 智能型高效节能led路灯
CN104806962A (zh) 一种太阳能led路灯装置及其控制方法
WO2009018715A1 (fr) Réverbère à del
CN101639188A (zh) 一种太阳能白光led一体化照明系统
CN202077220U (zh) 光伏路灯控制器
CN103024993A (zh) 一种节能室外照明控制系统及控制方法
CN105444077A (zh) 一种基于市电互补的太阳能路灯系统
CN203015229U (zh) 太阳能与市电互补的智能路灯控制器
CN202940364U (zh) 具有太阳能供电、照明和usb接口的插座
CN202276495U (zh) 一种多时段pwm调光的led太阳能控制器
CN107205301A (zh) 一种双电源led灯供电电路
CN204968159U (zh) 一种太阳能光控led路灯
CN102186277A (zh) 光伏路灯控制器
CN201445034U (zh) 薄膜太阳能充电伞
CN203036536U (zh) 智能太阳能路灯
CN102392967A (zh) 一种环保节能台灯
CN103002631B (zh) 太阳能微电脑智能型软驱动恒流源控制器
CN202749857U (zh) 一种太阳能控制器
CN201779576U (zh) 一种太阳能led路灯
CN202546295U (zh) 便携led充电灯
CN101059208A (zh) 双能源矿灯
CN203893052U (zh) 一种led太阳能台灯
CN102840532A (zh) 一种高散热型多功能led射灯

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20110914