CN103313479A

CN103313479A - 光伏红外感应智能控制器

Info

Publication number: CN103313479A
Application number: CN2013102406157A
Authority: CN
Inventors: 王军; 李杨宇
Original assignee: Anhui Polytechnic University
Current assignee: Anhui Polytechnic University
Priority date: 2013-06-18
Filing date: 2013-06-18
Publication date: 2013-09-18

Abstract

一种光伏红外感应智能控制器，通过单片机对通过对蓄电池的端电压、放电电流、环境温度等涉及蓄电池容量的参数进行采样，根据蓄电池所处的工作状态，采取提升充、直充和占空比不同的高分辨率PWM相结合的方式对蓄电池进行充电，根据蓄电池所处的工作状态，采用控制器按蓄电池剩余容量控制负载的使用，在夜间工作时采用红外感应控制，专为太阳能供电的直流路灯设计，也可作为普通控制器使用。

Description

光伏红外感应智能控制器

所属技术领域：

本发明涉及一种太阳能光伏发电路灯智能控制装置，尤其涉及光伏红外感应智能控制器装置。

背景技术：

近年来随着光伏发电技术发展，其中光伏控制器是光伏发电系统中配合蓄电池特性，对其实施充电和放电的控制，但由于光伏发电系统所供给的电力有较大的不确定性因素，因此，光伏控制器对蓄电池充放电进行控制，有着重要的意义。

目前国内外使用的大都是简单设计的控制器，对蓄电池的使用寿命和充电效率有着不利的影响。在光伏放电系统电路的设计中，目前大多数光伏放电控制器是通过检测蓄电池的放电电压，当达截止放电电压之前停止放电，但存在放电效率问题，蓄电池因过放而寿命降低。

发明内容：

为了克服以上现有技术的问题，本发明提供一种光伏红外感应智能控制器，该控制器不仅能控制光电池的充放电，而且能自动感应行人通过，实现自动关断，并能提高放点效率，延长蓄电池使用寿命。

一种光伏红外感应智能控制器，包括稳压保护单元、短路保护单元、输出保护单元、电压电流采集单元、光敏传感器、温度传感器、热释红外探测单元、PWM控制单元、MCU控制单元和蓄电池，MCU控制单元分别与稳压保护单元、短路保护单元、电压电流采集单元、光敏传感器、温度传感器、红外探测单元、PWM控制单元、蓄电池连接，PWM控制单元与稳压电路连接，短路保护电路与蓄电池连接。

所述稳压保护单元由电阻、二极管和稳压管并联组成，稳压保护单元和MCU控制单元连接。所述短路保护单元与蓄电池相连，短路保护单元由保险丝组成。

所述光敏传感器通过软开关和MCU控制单元连接实现充放电及供电单元的切换。

所述热释电红外探测单元包括红外传感器、干涉滤光片和场效应管匹配器，热释电红外探测单元与MCU控制单元连接。所述红外传感器采用PIR人体红外感应器。

所述电压电流采集单元包括电压传感器和电流传感器。

该系统采用串联式PWM充电主电路进行蓄电池充电。

本发明的有益效果是，光伏红外感应智能控制器无需电费，无任何维护成本，长期受益。控制器按蓄电池剩余容量控制负载的使用，在夜间工作时采用红外感应控制，从而确保每晚在感应到人之后正常照明，提高的铅酸蓄电池使用效率，有效利用铅酸蓄电池,延长寿命,使整个系统处于配置的更合理更环保。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为本发明的电路原理图。

图2为热释电红外探测电路原理图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明做进一步详细描述。

如图1所示，一种光伏红外感应智能控制器，包括稳压保护单元、短路保护单元、输出保护单元、电压电流采集单元、光敏传感器、温度传感器、红外探测单元、PWM控制单元、MCU控制单元和蓄电池。MCU控制单元分别与稳压单元、短路保护单元、电压电流采集单元、光敏传感器、温度传感器、红外探测单元、PWM控制单元、电池连接，输出保护单元连接负载，PWM控制单元与稳压电路连接，短路保护电路与蓄电池连接。

稳压保护单元由电阻、二极管和稳压管组成，短路保护单元由保险丝组成，稳压保护单元、短路保护单元和MCU控制单元连接，达到具有短路、过载、充满保护功能，过放自动关断、恢复等目的；稳压保护单元一端和MCU控制单元连接，一端和太阳能电池板连接。

光敏传感器、软开关和MCU控制单元连接实现充放电及供电单元的切换。，供电切换通过MCU控制单元控制切换开关实现市电供电与蓄电池供电的切换；充放电单元通过MCU控制单元控制蓄电池充放电，白天MCU控制单元的控制下，由光敏传感器给出信号，使太阳能电池处于充电状态，晚上使太阳能电池处于放电状态，达到控制蓄电池充放电的目的。

PWM控制单元在充电过程中，根据蓄电池所处的工作状态，采取提升充、直充和占空比不同的高分辨率PWM相结合的方式对蓄电池进行充电，通过MCU控制单元对蓄电池的端电压、放电电流、环境温度等涉及蓄电池容量的参数进行采样，采集了当地的大量实验数据，进行程序的测试，光伏控制器根据采样的参数，通过专用的控制模型计算，采用了具有串联式PWM充电主电路进行蓄电池充电，实现负荷蓄电池特性的充电率。

电压电流采集电路、光敏传感器、温度传感器分别与MCU控制单元连接，实现对光伏的控制，电压电流采集单元主要由电压传感器和电流传感器组成，电压采集、电流采集、温度采集、感光采集分别完成对蓄电池和太阳能电池电压、放电电流、温度状态、光照情况的采集，并将这些信号供MCU控制单元进行运算处理，电压电流采集电路受MCU控制单元的控制。

如图2所示，热释电红外探测单元，热释电红外探测单元与MCU控制单元连接，主要是由红外传感器、干涉滤光片和场效应管匹配器三部分组成，红外传感器采用PIR人体红外感应器，通过人体红外信号侦测状态，人体红外信号A/D转换单元每隔预设的采样时间，对经过放大电路放大后的PIR人体红外感应器感应到的人体红外信号进行采样，获得采样信号，人体红外信号数字滤波单元对采样信号进行数字滤波处理，中央控制及逻辑控制单元判断数字滤波处理后的采样信号是否符合预设的有效信号;如果数字滤波处理后的采样信号符合预设的有效信号。并通过红外感应来控制照明电路的自动关断。探测发射单元通过热释电红外探测器的红外辐射信号，能以非接触式检测出物体发出的红外线能量，并将其转化成电信号并输出，由于热电元输出是电信号，并不能直接使用，因而需要用电阻将其转换为电压形式，实现放电电路的自动开关，夜间工作时采用行人较密集时的天黑至零点使灯处于照明，在每晚零点至早上天亮之时间段采用红外感应控制，在感应到人之后正常照明，无行人通过时灯处于关闭状态，大大延长蓄电池的使用寿命。

通过上述技术方案可以使本发明所述的光伏红外感应智能控制器除具有基本的充放电控制功能外，市电和蓄电池供电自动切换，短路、过载、充满过放自动关断等功能，晚上通过红外线装置实现应到人之后正常照明，无行人通过时灯处于关闭状态。增强了控制器的通用性，能满足多种场合的不同需要。

为了解决现有光伏控制器不能自动感应行人从而节能、延长蓄电池寿命的问题，将红外线MCU控制系统应用于LED感应灯时，人体红外感应器的红外信号经放大后输出模拟信号，由控制器控制照明电路的工作状态，具有自动控制的效果。

Claims

1.一种光伏红外感应智能控制器，包括稳压保护单元、短路保护单元、输出保护单元、电压电流采集单元、光敏传感器、温度传感器、热释红外探测单元、PWM控制单元、MCU控制单元和蓄电池，MCU控制单元分别与稳压保护单元、短路保护单元、电压电流采集单元、光敏传感器、温度传感器、红外探测单元、PWM控制单元、蓄电池连接，PWM控制单元与稳压电路连接，短路保护电路与蓄电池连接。

2.根据权利要求1所述的光伏红外感应智能控制器，其特征是：稳压保护单元由电阻、二极管和稳压管并联组成，稳压保护单元和MCU控制单元连接。

3.根据权利要求2所述的光伏红外感应智能控制器，其特征是：所述短路保护单元与蓄电池相连，短路保护单元由保险丝组成。

4.根据权利要求1所述的光伏红外感应智能控制器，其特征是：所述光敏传感器、软开关和MCU控制单元连接实现充放电及供电单元的切换。

5.根据权利要求1所述的光伏红外感应智能控制器，其特征是：热释电红外探测单元包括红外传感器、干涉滤光片和场效应管匹配器，热释电红外探测单元与MCU控制单元连接。

6.根据权利要求5所述的光伏红外感应智能控制器，其特征是：所述的红外传感器采用PIR人体红外感应器。

7.根据权利要求1所述的光伏红外感应智能控制器，其特征是：电压电流采集单元包括电压传感器和电流传感器。

8.根据权利要求1所述的光伏红外感应智能控制器，其特征是：该系统采用串联式PWM充电主电路进行蓄电池充电。