CN102752935A - 一种太阳能led灯控制器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种太阳能LED灯控制器，其特征在于：其包括太阳能电池板、蓄电池、LED灯和控制器，其中所述控制器设有综合检测系统、充电控制电路、工作电源电路、功率输出器和单片机；所述单片机设有放电控制电路、放电深度控制电路、充电模式控制电路、多时段计时器、过放保护状态改变脉冲输出模块、基准电内模块。本发明具有自动检测蓄电池容量，并根据蓄电池容量自动调节发光功率，性能稳定、使用寿命长的优点。

Description

一种太阳能LED灯控制器
技术领域
本发明涉及LED灯具技术领域，尤其涉及一种太阳能LED灯控制器。
背景技术
LED灯具耗电少、亮度大、寿命长，而且在生产和使用寿命结束后做废弃物处理时不会造成环境污染，具有很好的经济和技术性能指标。
太阳能LED灯因其不需要架设电线或预埋电缆，安装方便，且安装后不需要电费使用费，被广泛应用于庭院装饰、道路照明等场所，但是目前的储能型太阳能灯一般采用恒流控制的方式，控制器不能够自动检测蓄电池的容量并根据容量自动调节光照强度 ，当蓄电池容量足够时，它能正常工作，当容量不足够时，它用完的蓄电池的电量就停止工作，采用恒流方式工作的LED灯不管电池容量的多少，它都工作在额定功率下，LED灯消耗的功率不能随电池容量而自动改变。在容量一定的情况下，很难满足长时间的照明，使用范围受到影响。常规的太阳能LED路灯控制器，采用恒流控制，其效率在80%左右，发光效率较低，并且由于LED灯珠长期工作恒流状态下，其LED灯珠亮度衰减较大，影响LED灯的使用寿命，造成使用成本的增加，在性价比方面缺少市场竞争力。
发明内容
本发明的目的在于针对上述问题不足之处，提供一种太阳能LED灯控制器，具有自动检测蓄电池容量，并根据蓄电池容量自动调节发光功率，性能稳定、使用寿命长的优点。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种太阳能LED灯控制器，其包括太阳能电池板（1）、蓄电池（4）、LED灯（7）和控制器，其中所述控制器设有综合检测系统（2）、充电控制电路（3）、工作电源电路（5）、功率输出器（6）和单片机；所述单片机设有放电控制电路（8）、放电深度控制电路（9）、充电模式控制电路（10）、多时段计时器（11）、过放保护状态改变脉冲输出模块（12）、基准电内模块（13）；所述综合检测系统（2）的输入端接太阳能电池板（1），输出端接放电控制电路（8）、放电深度控制电路（9）、充电模式控制电路（10）；放电控制电路（8）和放电深度控制电路（9）接过放保护状态改变脉冲输出模块（12）；基准电内模块（13）的输入端接工作电源电路（5），输出端接放电控制电路（8）、放电深度控制电路（9）、充电模式控制电路（10）和多时段计时器（11）；多时段计时器（11）接过放保护状态改变脉冲输出模块（12），且所述过放保护状态改变脉冲输出模块（12）与LED灯（7）之间通过功率输出器（6）连接；所述太阳能电池板（1）通过充电控制电路（3）接蓄电池（4），且所述充电控制电路（3）接充电模式控制电路（10）；所述工作电源电路（5)d的输入端接蓄电池（4），输出端接基准电内模块（13）及功率输出器（6）。
所述充电控制电路（3）设有比较器Ⅰ、光电耦合器和场效应管(Q1)；所述比较器Ⅰ输入端一路通过电阻(R1)接蓄电池正极检测点(A)，另一路通过电阻(R2)接地；所述光电耦合器输入侧一端通过电阻(R3)接比较器Ⅰ的输出端，输入侧另一端接地，输出侧一端通过电阻(R4)接9v电压，输出侧另一端接场效应管(Q1)的栅极，场效应管(Q1)的源极接太阳能电池板(1)的负极，场效应管(Q1)的漏极接地；所述场效应管(Q1)的栅极与场效应管(Q1)的源极之间并联一电阻(R5)，场效应管(Q1)的源极与场效应管(Q1)的漏极之间并联一电阻(R6)。
所述工作电源电路(5)设有稳压器78L09和稳压器78L05，所述稳压器78L09的电压输入端与稳压器78L05的电压输入端并联一路接蓄电池正极检测点(A)，另一路通过二极管(D2)接蓄电池(4)的正极(B+)；稳压器78L09电压输出端一路输出9v电压，另一路接电容(C2)，稳压器78L09接地端接地；稳压器78L05电压输出端一路输出5v电压，另一路接电容(C3)，稳压器78L05接地端接蓄电池(4)的负极(B-)和接地；蓄电池(4)的正极(B+)与太阳能电池板(1)的正极(S+)之间并联二极管(D3)和二极管(D4)。
所述功率输出器(6)设有场效应管(Q2)的源极接地，场效应管(Q2)的漏极接LED灯(7)的阴极，场效应管(Q2)的栅极与场效应管(Q2)的源极之间并联一电阻（R29)，场效应管(Q2)的源极与场效应管(Q2)的漏极之间并联一电容(C1)，LED灯(7)的阳极接蓄电池(4)的正极(B+)。
所述过放保护状态改变脉冲输出模块（12）设有比较器Ⅳ；所述比较器Ⅳ的同向输入端与比较器Ⅳ的反向输入端之间一路通过电阻(R12)接工作电源电路输出的9v电压，另一路并联有电阻(R13)、三极管(Q14)、三极管(Q15)、三极管(Q16)、三极管(Q17)、三极管(Q18)、三极管(Q19)、三极管(Q20)，三极管(Q14)的基极接电阻(R21)、三极管(Q15)的基极接电阻(R22)、三极管(Q16)的基极接电阻(R23)、三极管(Q17)的基极接电阻(R24)、三极管(Q18)的基极接电阻(R25)、三极管(Q19)的基极接电阻(R26)、三极管(Q20)的基极接电阻(R27)，三极管(Q14)的发射极接地、三极管(Q15)的发射极接地、三极管(Q16)的发射极接地、三极管(Q17)的发射极接地、三极管(Q18)的发射极接地、三极管(Q19)的发射极接地、三极管(Q20)的发射极接地，比较器Ⅳ的反向输入端一路通过电阻(R28)接地，另一路通过电阻(R11)接蓄电池正极检测点(A)。
所述综合检测系统(2)设有比较器Ⅱ；所述比较器Ⅱ输入端一路通过电阻(R7)接太阳能电池板(1)的正极(S+)，另一路并联电阻（R8）和二极管(D1)后接地，输出端接电阻(R21)。
所述充电模式控制电路（10）设有比较器Ⅲ；所述比较器Ⅲ输入端一路通过电阻（R9）接蓄电池正极检测点(A)，另一路通过电阻(R10)接地，输出端接电阻(R22)。
所述单片机的正极电源脚接工作电源电路(5)输出的5v电压，单片机的负极电源脚接地，单片机的正极电源脚与单片机的负极电源脚之间并联一电容(C4)。
本发明采用上述结构，具有自动检测蓄电池容量，并根据蓄电池容量自动调节发光功率，性能稳定、使用寿命长的优点。
附图说明
图1为本发明控制电路原理图。
图2为本发明工作电源电路的电路图。
图3为本发明单片机的示意图。
图4为本发明充电控制电路的电路图。
图5为本发明综合检测系统的电路图。
图6为本发明充电模式控制电路的电路图。
图7为本发明功率输出器和比较器Ⅳ的部分电路图。
以下通过附图和具体实施方式来对本发明作进一步描述。
具体实施方式
如图1至图7所示，本发明一种太阳能LED灯控制器，其包括太阳能电池板（1）、蓄电池（4）、LED灯（7）和控制器，其中所述控制器设有综合检测系统（2）、充电控制电路（3）、工作电源电路（5）、功率输出器（6）和单片机；所述单片机设有放电控制电路（8）、放电深度控制电路（9）、充电模式控制电路（10）、多时段计时器（11）、过放保护状态改变脉冲输出模块（12）、基准电内模块（13）；所述综合检测系统（2）的输入端接太阳能电池板（1），输出端接放电控制电路（8）、放电深度控制电路（9）、充电模式控制电路（10）；放电控制电路（8）和放电深度控制电路（9）接过放保护状态改变脉冲输出模块（12）；基准电内模块（13）的输入端接工作电源电路（5），输出端接放电控制电路（8）、放电深度控制电路（9）、充电模式控制电路（10）和多时段计时器（11）；多时段计时器（11）接过放保护状态改变脉冲输出模块（12），且所述过放保护状态改变脉冲输出模块（12）与LED灯（7）之间通过功率输出器（6）连接；所述太阳能电池板（1）通过充电控制电路（3）接蓄电池（4），且所述充电控制电路（3）接充电模式控制电路（10）；所述工作电源电路（5)d的输入端接蓄电池（4），输出端接基准电内模块（13）及功率输出器（6）。
所述充电控制电路（3）设有比较器Ⅰ、光电耦合器和场效应管(Q1)；所述比较器Ⅰ输入端一路通过电阻(R1)接蓄电池正极检测点(A)，另一路通过电阻(R2)接地；所述光电耦合器输入侧一端通过电阻(R3)接比较器Ⅰ的输出端，输入侧另一端接地，输出侧一端通过电阻(R4)接9v电压，输出侧另一端接场效应管(Q1)的栅极，场效应管(Q1)的源极接太阳能电池板(1)的负极，场效应管(Q1)的漏极接地；所述场效应管(Q1)的栅极与场效应管(Q1)的源极之间并联一电阻(R5)，场效应管(Q1)的源极与场效应管(Q1)的漏极之间并联一电阻(R6)。
所述工作电源电路(5)设有稳压器78L09和稳压器78L05，所述稳压器78L09的电压输入端与稳压器78L05的电压输入端并联一路接蓄电池正极检测点(A)，另一路通过二极管(D2)接蓄电池(4)的正极(B+)；稳压器78L09电压输出端一路输出9v电压，另一路接电容(C2)，稳压器78L09接地端接地；稳压器78L05电压输出端一路输出5v电压，另一路接电容(C3)，稳压器78L05接地端接蓄电池(4)的负极(B-)和接地；蓄电池(4)的正极(B+)与太阳能电池板(1)的正极(S+)之间并联二极管(D3)和二极管(D4)。
所述功率输出器(6)设有场效应管(Q2)的源极接地，场效应管(Q2)的漏极接LED灯(7)的阴极，场效应管(Q2)的栅极与场效应管(Q2)的源极之间并联一电阻（R29)，场效应管(Q2)的源极与场效应管(Q2)的漏极之间并联一电容(C1)，LED灯(7)的阳极接蓄电池(4)的正极(B+)。
所述过放保护状态改变脉冲输出模块（12）设有比较器Ⅳ；所述比较器Ⅳ的同向输入端与比较器Ⅳ的反向输入端之间一路通过电阻(R12)接工作电源电路输出的9v电压，另一路并联有电阻(R13)、三极管(Q14)、三极管(Q15)、三极管(Q16)、三极管(Q17)、三极管(Q18)、三极管(Q19)、三极管(Q20)，三极管(Q14)的基极接电阻(R21)、三极管(Q15)的基极接电阻(R22)、三极管(Q16)的基极接电阻(R23)、三极管(Q17)的基极接电阻(R24)、三极管(Q18)的基极接电阻(R25)、三极管(Q19)的基极接电阻(R26)、三极管(Q20)的基极接电阻(R27)，三极管(Q14)的发射极接地、三极管(Q15)的发射极接地、三极管(Q16)的发射极接地、三极管(Q17)的发射极接地、三极管(Q18)的发射极接地、三极管(Q19)的发射极接地、三极管(Q20)的发射极接地，比较器Ⅳ的反向输入端一路通过电阻(R28)接地，另一路通过电阻(R11)接蓄电池正极检测点(A)。
所述综合检测系统(2)设有比较器Ⅱ；所述比较器Ⅱ输入端一路通过电阻(R7)接太阳能电池板(1)的正极(S+)，另一路并联电阻（R8）和二极管(D1)后接地，输出端接电阻(R21)。
所述充电模式控制电路（10）设有比较器Ⅲ；所述比较器Ⅲ输入端一路通过电阻（R9）接蓄电池正极检测点(A)，另一路通过电阻(R10)接地，输出端接电阻(R22)。
所述单片机的正极电源脚接工作电源电路(5)输出的5v电压，单片机的负极电源脚接地，单片机的正极电源脚与单片机的负极电源脚之间并联一电容(C4)。
比较器Ⅰ的输入端19脚检测到蓄电池检测点(A)的电压低于13V时，输出端14脚输出高电平，通过光耦传递使场效应管（Q1）导通太阳能电池板(1)给蓄电池(4)充电，当蓄电池(4)电压高于13V-14.5V时，输出端14脚输出频率为10HZ，占空比为99%-0%矩形方波，实现对蓄电池（4）的过充保护
比较器Ⅱ的输入端17脚为低电平时，表示太阳能电池板（1）为电压进入傍晚，输出端12脚输出低电平，一路信号到电阻（R21），即IC4脚，内部多段计时电路（11）工作，一路信号到比较器Ⅳ的同向输入端，即IC18脚的C端口（即R21处），使18脚电位升高，输出端即IC13脚输出1KHZ占空比为50%，时间为30秒长的驱动信号使场效应管（Q2）导通，点亮LED灯。
比较器Ⅲ的输入端即16脚检测到蓄电池（4）为高电平时，输出端即11脚输出低电平，相反蓄电池（4）容量减小时，输入端即16脚为低电平，输出端即11脚输出高电平至比较器Ⅳ的同向输入端即18脚的D端口（即R22处），使场效应管（Q2）饱和导通，把比较器Ⅳ的同向输入端即18脚的电位下降，使输出端即13脚的占空比下降，促使LED灯电流减小，降低功率输出，以延长亮灯时间。
比较器Ⅳ的反向输入端即15脚为低电平时，输出端即13脚输出低电平，LED灯就不亮，当反向输入端即15脚为高电平时，但同向输入端即18脚相对应的占空比信号驱动场效应管（Q2），使LED灯点亮，当比较器Ⅳ的输入端即18脚电位处于高电平，则输出端即13脚输出高电平，使场效应管（Q2）直接导通，LED灯就在额定功率下工作。当同向输入端即18的端口I（R27处）、H（R26与R27之间）、G(R25与R26之间)、F(R24与R25之间)、E(R23与R24之间)接到多时段计时器（11）信号就相对应改变比较器Ⅳ的同向输入端即18脚的输入电位，输出端13脚就输出相对应占空比矩形波信号，以改变LED灯的不同时段的功率，即改变地面亮度，达到节能环保的效果。
本发明采用上述结构，具有自动检测蓄电池容量，并根据蓄电池容量自动调节发光功率，性能稳定、使用寿命长的优点。
以上说明并非限制本发明的技术方案，凡是不脱离本发明精神的技术，均属于本发明的权利要求范围内。

Claims (8)

1.一种太阳能LED灯控制器，其特征在于：其包括太阳能电池板（1）、蓄电池（4）、LED灯（7）和控制器，其中所述控制器设有综合检测系统（2）、充电控制电路（3）、工作电源电路（5）、功率输出器（6）和单片机；所述单片机设有放电控制电路（8）、放电深度控制电路（9）、充电模式控制电路（10）、多时段计时器（11）、过放保护状态改变脉冲输出模块（12）、基准电内模块（13）；所述综合检测系统（2）的输入端接太阳能电池板（1），输出端接放电控制电路（8）、放电深度控制电路（9）、充电模式控制电路（10）；放电控制电路（8）和放电深度控制电路（9）接过放保护状态改变脉冲输出模块（12）；基准电内模块（13）的输入端接工作电源电路（5），输出端接放电控制电路（8）、放电深度控制电路（9）、充电模式控制电路（10）和多时段计时器（11）；多时段计时器（11）接过放保护状态改变脉冲输出模块（12），且所述过放保护状态改变脉冲输出模块（12）与LED灯（7）之间通过功率输出器（6）连接；所述太阳能电池板（1）通过充电控制电路（3）接蓄电池（4），且所述充电控制电路（3）接充电模式控制电路（10）；所述工作电源电路（5)d的输入端接蓄电池（4），输出端接基准电内模块（13）及功率输出器（6）。
2.根据权利要求1所述的一种太阳能LED灯控制器，其特征在于：所述充电控制电路（3）设有比较器Ⅰ、光电耦合器和场效应管(Q1)；所述比较器Ⅰ输入端一路通过电阻(R1)接蓄电池正极检测点(A)，另一路通过电阻(R2)接地；所述光电耦合器输入侧一端通过电阻(R3)接比较器Ⅰ的输出端，输入侧另一端接地，输出侧一端通过电阻(R4)接9v电压，输出侧另一端接场效应管(Q1)的栅极，场效应管(Q1)的源极接太阳能电池板(1)的负极，场效应管(Q1)的漏极接地；所述场效应管(Q1)的栅极与场效应管(Q1)的源极之间并联一电阻(R5)，场效应管(Q1)的源极与场效应管(Q1)的漏极之间并联一电阻(R6)。
3.根据权利要求1所述的一种太阳能LED灯控制器，其特征在于：所述工作电源电路(5)设有稳压器78L09和稳压器78L05，所述稳压器78L09的电压输入端与稳压器78L05的电压输入端并联一路接蓄电池正极检测点(A)，另一路通过二极管(D2)接蓄电池(4)的正极(B+)；稳压器78L09电压输出端一路输出9v电压，另一路接电容(C2)，稳压器78L09接地端接地；稳压器78L05电压输出端一路输出5v电压，另一路接电容(C3)，稳压器78L05接地端接蓄电池(4)的负极(B-)和接地；蓄电池(4)的正极(B+)与太阳能电池板(1)的正极(S+)之间并联二极管(D3)和二极管(D4)。
4.根据权利要求1所述的一种太阳能LED灯控制器，其特征在于：所述功率输出器(6)设有场效应管(Q2)的源极接地，场效应管(Q2)的漏极接LED灯(7)的阴极，场效应管(Q2)的栅极与场效应管(Q2)的源极之间并联一电阻（R29)，场效应管(Q2)的源极与场效应管(Q2)的漏极之间并联一电容(C1)，LED灯(7)的阳极接蓄电池(4)的正极(B+)。
5.根据权利要求1所述的一种太阳能LED灯控制器，其特征在于：所述过放保护状态改变脉冲输出模块（12）设有比较器Ⅳ；所述比较器Ⅳ的同向输入端与比较器Ⅳ的反向输入端之间一路通过电阻(R12)接工作电源电路输出的9v电压，另一路并联有电阻(R13)、三极管(Q14)、三极管(Q15)、三极管(Q16)、三极管(Q17)、三极管(Q18)、三极管(Q19)、三极管(Q20)，三极管(Q14)的基极接电阻(R21)、三极管(Q15)的基极接电阻(R22)、三极管(Q16)的基极接电阻(R23)、三极管(Q17)的基极接电阻(R24)、三极管(Q18)的基极接电阻(R25)、三极管(Q19)的基极接电阻(R26)、三极管(Q20)的基极接电阻(R27)，三极管(Q14)的发射极接地、三极管(Q15)的发射极接地、三极管(Q16)的发射极接地、三极管(Q17)的发射极接地、三极管(Q18)的发射极接地、三极管(Q19)的发射极接地、三极管(Q20)的发射极接地，比较器Ⅳ的反向输入端一路通过电阻(R28)接地，另一路通过电阻(R11)接蓄电池正极检测点(A)。
6.根据权利要求1或5所述的一种太阳能LED灯控制器，其特征在于：所述综合检测系统(2)设有比较器Ⅱ；所述比较器Ⅱ输入端一路通过电阻(R7)接太阳能电池板(1)的正极(S+)，另一路并联电阻（R8）和二极管(D1)后接地，输出端接电阻(R21)。
7.根据权利要求1或5所述的一种太阳能LED灯控制器，其特征在于：所述充电模式控制电路（10）设有比较器Ⅲ；所述比较器Ⅲ输入端一路通过电阻（R9）接蓄电池正极检测点(A)，另一路通过电阻(R10)接地，输出端接电阻(R22)。
8.根据权利要求1所述的一种太阳能LED灯控制器，其特征在于：所述单片机的正极电源脚接工作电源电路(5)输出的5v电压，单片机的负极电源脚接地，单片机的正极电源脚与单片机的负极电源脚之间并联一电容(C4)。
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