CN105072779B - 一种带市电充电功能的太阳能路灯控制器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种带有市电充电功能的太阳能路灯控制器，包括：MCU单片机、MCU稳压电源、蓄电池、太阳能板充电模块、太阳能板电压检测模块、蓄电池电压检测模块、负载驱动模块、工作状态指示模块、环境温度检测模块、晶振模块、手动开关、市电充电模块；MCU单片机检测到蓄电池电量低于第一预定值的时间长度超过预定时间段时，自动切换到市电充电模块为蓄电池和负载供电，MCU单片机检测蓄电池容量信号达到第二预定值时，自动切换到利用太阳能为蓄电池和负载供电的模式。本发明的一种带有市电充电功能的太阳能路灯控制器，通过市电充电模块对太阳能发电不足进行后备补充，防止长时间阴雨天太能板发电不足而造成负载不能正常亮灯。

Description

一种带市电充电功能的太阳能路灯控制器

技术领域

本发明涉及太阳能路灯的控制电路技术领域，特别是涉及一种带市电充电功能的太阳能路灯控制器。

背景技术

目前，太阳能路灯控制器在长期阴雨天或处在采光条件不好的环境中时，由于太能能发电不足而造成蓄电池电量很低，在负载亮灯时由于蓄电池供电不足而造成灭灯，会影响到用户的生活。

为解决上述技术问题，需要提供一种带市电充电功能的太阳能路灯控制器。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种带市电充电功能的太阳能路灯控制器，通过设置市电充电模块作为太阳能充电方式的后备补充，防止长期阴雨天造成蓄电池电量不足负载路灯无法正常亮灯。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是提供一种带市电充电功能的太阳能路灯控制器，包括：MCU单片机、MCU稳压电源、蓄电池、太阳能板充电模块、太阳能板电压检测模块、蓄电池电压检测模块、负载驱动模块、工作状态指示模块、环境温度检测模块、晶振模块、手动开关、市电充电模块；

MCU单片机电连接MCU稳压电源、蓄电池、太阳能板充电模块、太阳能板电压检测模块、蓄电池电压检测模块、负载驱动模块、工作状态指示模块、环境温度检测模块、作为时间基准的晶振模块、手动开关、市电充电模块，MCU稳压电源电连接太阳能板充电模块、太阳能板电压检测模块、工作状态指示模块、市电充电模块，蓄电池电连接太阳能板充电模块、太阳能板电压检测模块、蓄电池电压检测模块、负载驱动模块、市电充电模块，负载驱动模块电连接市电充电模块；

MCU单片机检测到蓄电池电量低于第一预定值的时间长度超过预定时间段时，自动切换到市电充电模块为蓄电池和负载供电，MCU单片机检测蓄电池电量达到第二预定值时，自动切换到利用太阳能为蓄电池和负载供电的模式；

进一步包括：防蓄电池电源倒灌太阳能板模块，所述防蓄电池电源倒灌太阳能板模块电连接MCU单片机、MCU稳压电源、太阳能板充电模块，所述防蓄电池电源倒灌太阳能板模块用于防止蓄电池电流倒灌太阳能板充电模块；

防蓄电池电源倒灌太阳能板模块包括第一端子、第二端子、第三端子、第一三极管、第二三极管、第三三极管、MOS管，第一三极管、第二三极管是S9013型号的NPN型三极管，第三三极管是S9012型号的PNP型三极管，MOS管是IRF3205型号的场效应管，第一端子连接太阳能板充电模块，第二端子连接MCU稳压电源，第三端子连接MCU单片机，第三端子与第一三极管基极之间串联第11电阻，第一三极管的基极与第二端子之间串联第12电阻，第一三极管的集电极与第二端子之间串联第13电阻，第一三极管的集电极电连接第二三极管的基极和第三三极管基极，第三三极管发射极电连接第二三极管发射极，第二三极管集电极接第二端子，第二三极管发射极接第28电阻一端，第28电阻另一端接MOS管G极和稳压管负极，MOS管的D极接第一端子，MOS管的S极、稳压管的正极、第三三极管的集电极、第一三极管的发射极接地；

负载驱动模块基于晶振模块设定的工作时间长度进行亮灯，待时间长度结束，负载驱动模块自动关掉负载。

优选所述市电充电模块包括开关电源电路、AC/DC转换控制IC、电压反馈电路、市电指示电路和加速启动电路，AC/DC转换控制IC电连接开关电源电路、电压反馈电路、市电指示电路和加速启动电路，开关电源电路电连接加速启动电路。

优选所述带市电充电功能的太阳能路灯控制器进一步包括：与MCU单片机和MCU稳压电源电连接的负载电流检测模块和负载短路保护模块，负载电流检测模块和负载短路保护模块电连接负载驱动模块，负载电流检测模块和负载短路保护模块电连接。

优选所述MCU单片机为atmega88系列的单片机。

优选所述带市电充电功能的太阳能路灯控制器进一步包括：遥控设置模块和远程控制接口，遥控设置模块和远程控制接口电连接MCU单片机和MCU稳压电源。

优选遥控设置模块包括红外接收器和红外发射器，红外接收器电连接MCU单片机和MCU稳压电源，红外发射器与红外接收器靠红外线传输数据。

区别于现有技术的情况，本发明提供的一种带市电充电功能的太阳能路灯控制器，达到的有益效果是：带有市电充电模块作为太阳能充电方式的后备补充，防止蓄电池在长期阴雨天电量不足造成负载路灯不能亮灯。

附图说明

图1是本发明的一种带市电充电功能的太阳能路灯控制器的第一优选实施例的电路结构框图；

图2是图1的带市电充电功能的太阳能路灯控制器的市电充电模块115的电路结构框图；

图3是本发明的一种带市电充电功能的太阳能路灯控制器的第二优选实施例的电路结构框图；

图4是图3中带市电充电功能的太阳能路灯控制器的防蓄电池电源倒灌太阳能板模块212的一个优选实施例的电路结构示意图；

图5是本发明的一种带市电充电功能的太阳能路灯控制器的第三优选实施例的电路结构框图。

具体实施方式

下面结合图示对本发明的技术方案进行详述。

请参见图1所示，本实施例的带市电充电功能的太阳能路灯控制器10包括MCU单片机11、MCU稳压电源12、蓄电池13、太阳能板充电模块14、太阳能板电压检测模块15、蓄电池电压检测模块16、负载驱动模块17、工作状态指示模块18、环境温度检测模块19、晶振模块110、手动开关111、遥控设置模块113、远程控制接口114和市电充电模块115。

在本实施例中，MCU单片机11电连接MCU稳压电源12、蓄电池13、太阳能板充电模块14、太阳能板电压检测模块15、蓄电池电压检测模块16、负载驱动模块17、工作状态指示模块18、环境温度检测模块19、晶振模块110、手动开关111、遥控设置模块113和远程控制接口114、市电充电模块115。MCU稳压电源12电连接太阳能板充电模块14、太阳能板电压检测模块15、工作状态指示模块18、遥控设置模块113和远程控制接口114、市电充电模块115，蓄电池13电连接太阳能板充电模块14、太阳能板电压检测模块15、蓄电池电压检测模块16、负载驱动模块17和市电充电模块115，市电充电模块115电连接负载驱动模块17。

本实施例中，太阳能板充电模块14用于连接太阳能板，用于为蓄电池13充电，市电充电模块115用于插接市电电源进而实现为蓄电池13充电并为负载LED灯提供即时的工作电压；晶振模块110用于作为MCU单片机11的时间基准，比如，要求太阳能LED路灯每晚亮灯8小时，就是由晶振模块110计时的，用于设定负载驱动模块17的工作时间长度。手动开关111用于手动启动或关掉负载驱动模块17。

本实施例的第一有益效果是：带有市电充电功能的太阳能路灯控制器10除了具有太阳能板充电模块14为蓄电池充电之外，还具有市电充电模块115，使得蓄电池13的充电系统功能齐全。

具体地，市电充电模块115作为太阳能板供电模式的后备补充，在连续阴雨天或者其他光线条件不好的情况下，MCU单片机11检测到蓄电池13电量低于第一预定值的时间长度超过预定时间段时，自动切换到市电充电模块115为蓄电池13和负载驱动模块17供电模式，而在MCU单片机11检测蓄电池13的电量达到第二预定值时，自动切换到利用太阳能为蓄电池13和负载驱动模块17供电的模式，保证负载LED灯的正常工作，同时保证了蓄电池13的充电方式能够根据天气条件自动进行选择，进一步满足用户对多重方式充电的需求。

其中，本实施例中的市电充电模块115的一优选实施例的电路结构框图如图2所示。在图2中，市电充电模块115包括开关电源电路1151、AC/DC转换控制IC 1152、电压反馈电路1153、市电指示电路1154和加速启动电路1155。AC/DC转换控制IC 1152点连接开关电源电路1151、电压反馈电路1153、市电指示电路1154和加速启动电路1155，开关电源电路1151电连接加速启动电路1155。MCU单片机11根据电压反馈电路1153反馈的蓄电池13的电压值以及预定时间段控制开关电源电路1151的打开与关闭，从而使得蓄电池13的充电模式在市电充电和太阳能充电之间转换。

本实施例中，MCU单片机11优选为atmefa88系列的单片机，当然，如果其他系列的单片机能够实现atmefa88系列的单片机在本发明中的功能，也可以采用采用该其他系列的单片机，这些都在本发明的保护范围之内。

本实施例中的，遥控设置模块113优选包括红外接收器和红外发射器，红外接收器电连接MCU单片机11和MCU稳压电源12，红外发射器由用户掌控，红外接收器和红外发射器之间靠红外线进行数据传输。本实施例采用的遥控设置模块113可实现所有设置，增加了本发明的带市电充电功能的太阳能路灯控制器的使用方便性。当然，该遥控设置模块113仅是本发明的优选方式，在本发明的其他实施例中，也可以不设置遥控设置模块113。

请参看图3，图3是本发明的一种带市电充电功能的太阳能路灯控制器的第二优选实施例的电路结构框图。如图3所示，本实施例的带市电充电功能的太阳能路灯控制器20包括MCU单片机21、MCU稳压电源22、蓄电池23、太阳能板充电模块24、太阳能板电压检测模块25、蓄电池电压检测模块26、负载驱动模块27、工作状态指示模块28、环境温度检测模块29、晶振模块210、手动开关211、遥控设置模块213和远程控制接口214、市电充电模块215。

本实施例的带市电充电功能的太阳能路灯控制器20与本发明的第一优选实施例的带市电充电功能的太阳能路灯控制器10的区别在于：带市电充电功能的太阳能路灯控制器20进一步包括防蓄电池电源倒灌太阳能板模块212,防蓄电池电源倒灌太阳能板模块212电连接MCU单片机21、MCU稳压电源22、太阳能板充电模块24；防蓄电池电源倒灌太阳能板模块212用于防止蓄电池电流倒灌太阳能板充电模块22，因此本发明的第二优选实施例的带市电充电功能的太阳能路灯控制器20可靠性更高。

如图4所示，图4是图3中带市电充电功能的太阳能路灯控制器的防蓄电池电源倒灌太阳能板模块212的一个优选实施例的电路结构示意图。在图4中，防蓄电池电源倒灌太阳能板模块212采用了两个S9013型号的NPN型小功率三极管、一个S9012型号的PNP型小功率三极管以及一个高效可靠的IRF3205型号的场效应管。

请进一步参看图4，第一端子IORPV连接太阳能板充电模块24，第二端子VCC1连接MCU稳压电源22，第三端子GHG1连接MCU单片机21。第三端子GHG1与第一三极管Q8(S9013芯片)基极之间串联第11电阻R11，第一三极管Q8的基极与第二端子VCC1之间串联第12电阻R12，第一三极管Q8的集电极与第二端子VCC1之间串联第13电阻R13，第一三极管Q8芯片的集电极接第二三极管Q9(S9013芯片)的基极和第三三极管Q4(S9012)基极，第三三极管Q4发射极接第二三极管Q9发射极，第二三极管Q9集电极接第二端子VCC1，第二三极管Q9发射极接第28电阻R28一端，第28电阻R28另一端电连接MOS管Q11(IRF3205芯片)G极和稳压管D13(Z15VS稳压管)负极，MOS管Q11的D级电连接第一端子IORPV，MOS管Q11的S极、稳压管D13的正极、第三三极管Q4的集电极、第一三极管Q8的发射极接地。

请参看图5，图5是本发明的一种带市电充电功能的太阳能路灯控制器的第三优选实施例的电路结构框图。如图5所示，本实施例的带市电充电功能的太阳能路灯控制器30包括MCU单片机31、MCU稳压电源32、蓄电池33、太阳能板充电模块34、太阳能板电压检测模块35、蓄电池电压检测模块36、负载驱动模块37、工作状态指示模块38、环境温度检测模块39、晶振模块310、手动开关311、遥控设置模块313和远程控制接口314、市电充电模块315。

本实施例的带市电充电功能的太阳能路灯控制器30与本发明的第一优选实施例的带市电充电功能的太阳能路灯控制器10的区别在于：带市电充电功能的太阳能路灯控制器30进一步包括防蓄电池电源倒灌太阳能板模块312、负载电流检测模块36和负载短路保护模块37,防蓄电池电源倒灌太阳能板模块312电连接MCU单片机31、MCU稳压电源32、太阳能板充电模块34；防蓄电池电源倒灌太阳能板模块312用于防止蓄电池电流倒灌太阳能板充电模块312，负载电流检测模块36和负载短路保护模块37电连接MCU单片机31、MCU稳压电源32，负载电流检测模块316电连接负载驱动模块37，负载短路保护模块317电连接负载驱动模块37、负载电流检测模块316。

因此本发明的第三优选实施例的带市电充电功能的太阳能路灯控制器30不但可以防止蓄电池电流倒灌太阳能板充电模块34，而且可以在电路短路以及负载过载时自动切断电路，可以有效保护负载以及带市电充电功能的太阳能路灯控制器30。因此，第三优选实施例的带市电充电功能的太阳能路灯控制器30较带市电充电功能的太阳能路灯控制器10和带市电充电功能的太阳能路灯控制器20，蓄电池和负载的保护方式更齐全，操作方便直观。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种带市电充电功能的太阳能路灯控制器，其特征在于，包括：MCU单片机、MCU稳压电源、蓄电池、太阳能板充电模块、太阳能板电压检测模块、蓄电池电压检测模块、负载驱动模块、工作状态指示模块、环境温度检测模块、晶振模块、手动开关、市电充电模块；

MCU单片机电连接MCU稳压电源、蓄电池、太阳能板充电模块、太阳能板电压检测模块、蓄电池电压检测模块、负载驱动模块、工作状态指示模块、环境温度检测模块、作为时间基准的晶振模块、手动开关、市电充电模块，MCU稳压电源电连接太阳能板充电模块、太阳能板电压检测模块、工作状态指示模块、市电充电模块，蓄电池电连接太阳能板充电模块、太阳能板电压检测模块、蓄电池电压检测模块、负载驱动模块、市电充电模块，负载驱动模块电连接市电充电模块；

MCU单片机检测到蓄电池电量低于第一预定值的时间长度超过预定时间段时，自动切换到市电充电模块为蓄电池和负载供电，MCU单片机检测蓄电池电量达到第二预定值时，自动切换到利用太阳能为蓄电池和负载供电的模式；

进一步包括：防蓄电池电源倒灌太阳能板模块，所述防蓄电池电源倒灌太阳能板模块电连接MCU单片机、MCU稳压电源、太阳能板充电模块，所述防蓄电池电源倒灌太阳能板模块用于防止蓄电池电流倒灌太阳能板充电模块；

防蓄电池电源倒灌太阳能板模块包括第一端子、第二端子、第三端子、第一三极管、第二三极管、第三三极管、MOS管，第一三极管、第二三极管是S9013型号的NPN型三极管，第三三极管是S9012型号的PNP型三极管，MOS管是IRF3205型号的场效应管，第一端子连接太阳能板充电模块，第二端子连接MCU稳压电源，第三端子连接MCU单片机，第三端子与第一三极管基极之间串联第11电阻，第一三极管的基极与第二端子之间串联第12电阻，第一三极管的集电极与第二端子之间串联第13电阻，第一三极管的集电极电连接第二三极管的基极和第三三极管基极，第三三极管发射极电连接第二三极管发射极，第二三极管集电极接第二端子，第二三极管发射极接第28电阻一端，第28电阻另一端接MOS管G极和稳压管负极，MOS管的D极接第一端子，MOS管的S极、稳压管的正极、第三三极管的集电极、第一三极管的发射极接地；

负载驱动模块基于晶振模块设定的工作时间长度进行亮灯，待时间长度结束，负载驱动模块自动关掉负载。

2.根据权利要求1所述的带市电充电功能的太阳能路灯控制器，其特征在于，所述市电充电模块包括开关电源电路、AC/DC转换控制IC、电压反馈电路、市电指示电路和加速启动电路，AC/DC转换控制IC电连接开关电源电路、电压反馈电路、市电指示电路和加速启动电路，开关电源电路电连接加速启动电路。

3.根据权利要求1或2所述的带市电充电功能的太阳能路灯控制器，其特征在于，进一步包括：与MCU单片机和MCU稳压电源电连接的负载电流检测模块和负载短路保护模块，负载电流检测模块和负载短路保护模块电连接负载驱动模块，负载电流检测模块和负载短路保护模块电连接。

4.根据权利要求1或2所述的带市电充电功能的太阳能路灯控制器，其特征在于，MCU单片机为atmega88系列的单片机。

5.根据权利要求1或2所述的带市电充电功能的太阳能路灯控制器，其特征在于，进一步包括：遥控设置模块和远程控制接口，遥控设置模块和远程控制接口电连接MCU单片机和MCU稳压电源。

6.根据权利要求5所述的带市电充电功能的太阳能路灯控制器，其特征在于，遥控设置模块包括红外接收器和红外发射器，红外接收器电连接MCU单片机和MCU稳压电源，红外发射器与红外接收器靠红外线传输数据。