CN106132026B - 新型太阳能路灯 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种新型太阳能路灯，包括充电模块、主控芯片以及发光模块，所述新型太阳能路灯还包括恒流控制模块，所述恒流控制模块的输入端与所述充电模块电连接，所述恒流控制模块的输出端与主控芯片电连接，以通过所述主控芯片为发光模块提供恒流电流；所述恒流控制模块包括供根据主控芯片的控制产生PWM脉冲信号的PWM驱动单元，供接收PWM脉冲信号并导通所述充电模块与过流采样单元的开关单元，供采样充电模块的输出电流形成采样电流的过流采样单元，以及供对采样电流进行放大形成恒流电流的恒流单元。本发明的技术方案能够以恒定的电流为路灯供电，能够使路灯稳定工作，延长路灯的使用寿命。

Description

新型太阳能路灯
技术领域
本发明涉及路灯技术领域，尤其涉及一种新型太阳能路灯。
背景技术
目前，路灯广泛地应用于广场、公路、公园及高架桥等不同的场所。传统的路灯需要铺设电源线，增加了输电电力的消耗，并且整个场所的路灯形成的路灯控制系统较复杂。今年来，一些应用中开始使用太阳能作为路灯的照明能源，这类产品中通常设置有一个太阳能控制器，由于传统的路灯控制器内部只是简单的充放电控制，提供的驱动电流不稳定，这对路灯LED驱动是不利的，会导致影响路灯长期稳定的工作，缩短路灯的使用寿命的问题。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种新型太阳能路灯，旨在保证路灯长期稳定的工作，延长路灯的使用寿命。
为实现上述目的，本发明采用的一个技术方案为：提供一种新型太阳能路灯，包括充电模块、主控芯片以及发光模块，所述新型太阳能路灯还包括恒流控制模块，所述恒流控制模块的输入端与所述充电模块电连接，所述恒流控制模块的输出端与主控芯片电连接，以通过所述主控芯片为发光模块提供恒流电流；
所述恒流控制模块包括供根据主控芯片的控制产生PWM脉冲信号的PWM驱动单元，供接收PWM脉冲信号并导通所述充电模块与过流采样单元的开关单元，供采样充电模块的输出电流形成采样电流的过流采样单元，以及供对采样电流进行放大形成恒流电流的恒流单元。
优选地，所述充电模块具体包括第一三极管、第一N沟道MOS管以及第二N沟道MOS管，所述第一三极管的基极接充电控制端，第一三极管的集电极接第一预置电压，第一三极管的发射极基地；所述第一N沟道MOS管的栅极接第一三极管的集电极与第一预置电压连接的公共节点，第一N沟道MOS管的源极接太阳能输入端，第一N沟道MOS管的漏极接第二N沟道MOS管的漏极，所述第二N沟道MOS管的栅极接第二预置电压，所述第二N沟道MOS管的源极接充电电池接口。
优选地，所述充电模块还包括阳极连接于第一N沟道MOS管的栅极且负极连接于第一N沟道MOS管的源极之间的第一稳压管，以及阳极连接于第二N沟道MOS管的栅极且负极连接于第二N沟道MOS管的源极之间的第二稳压管。
优选地，所述充电模块还包括并接的第一采样电阻及第二采样电阻，并接后的第一采样电阻及第二采样电阻的一端接地，另一端接所述第一N沟道MOS管的源极与太阳能输入端连接的公共节点。
优选地，所述新型太阳能路灯还包括供调节开闭时间以及灯光亮度的灯光调节模块，所述灯光调节模块与主控芯片电连接。
优选地，所述新型太阳能路灯还包括与所述主控芯片电连接且供控制主控芯片工作的感应模块。
优选地，所述新型太阳能路灯还包括与所述主控芯片电连接且供显示主控芯片的工作状态的状态指示模块。
优选地，所述新型太阳能路灯还包括与所述主控芯片电连接且供检测主控芯片温度的温度探头。
优选地，所述新型太阳能路灯还包括与所述主控芯片电连接且供备份数据的低压检测模块。
优选地，所述新型太阳能路灯还包括供电电池及与所述供电电池电连接的稳压单元，所述供电电池通过稳压单元为主控芯片供电。
本发明的技术方案包括在新型太阳能路灯中增设一恒流控制模块，能够保证驱动电流以恒流源的形式为发光模块供电，如此，可以保证路灯长期稳定的工作，延长路灯的使用寿命；具体的，恒流控制模块包括供根据主控芯片的控制产生PWM脉冲信号的PWM驱动单元，供接收PWM脉冲信号并导通所述充电模块与过流采样单元的开关单元，供采样充电模块的输出电流形成采样电流的过流采样单元，以及供对采样电流进行放大形成恒流电流的恒流单元，除上述优点外，本方案还可以采用小功率的太阳能电板，降低路灯的生产成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明新型太阳能路灯一实施例的模块方框图；
图2为图1的充电模块的电路结构示意图；
图3为本发明新型太阳能路灯另一实施例的模块方框图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明，本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
请参照图1，在本发明实施例中，该新型太阳能路灯，包括充电模块20、主控芯片10以及发光模块40，所述新型太阳能路灯还包括恒流控制模块30，所述恒流控制模块30的输入端与所述充电模块20电连接，所述恒流控制模块30的输出端与主控芯片10电连接，以通过所述主控芯片10为发光模块40提供恒流电流；
所述恒流控制模块30包括供根据主控芯片10的控制产生PWM脉冲信号的PWM驱动单元31，供接收PWM脉冲信号并导通所述充电模块20与过流采样单元33的开关单元32，供采样充电模块20的输出电流形成采样电流的过流采样单元33，以及供对采样电流进行放大形成恒流电流的恒流单元34。
本实施例中，该恒流控制模块30可以根据充电模块20输出的电流转换成恒定的驱动电流，以保证路灯稳定的工作，延长路灯的使用寿命。具体工作时，PWM驱动单元31根据主控芯片10的控制产生PWM脉冲信号；开光单元可以根据PWM脉冲信号导通充电模块20与过流采样单元33；过流采样单元33，对输出电流进行采样以获得平稳电流，最后经过放大单元能够获取合适的恒流电流。
本发明的技术方案包括在新型太阳能路灯中增设一恒流控制模块30，能够保证驱动电流以恒流源的形式为发光模块40供电，如此，可以保证路灯长期稳定的工作，延长路灯的使用寿命；具体的，恒流控制模块30包括供根据主控芯片10的控制产生PWM脉冲信号的PWM驱动单元31，供接收PWM脉冲信号并导通所述充电模块20与过流采样单元33的开关单元32，供采样充电模块20的输出电流形成采样电流的过流采样单元33，以及供对采样电流进行放大形成恒流电流的恒流单元34，除上述优点外，本方案还可以采用小功率的太阳能电板，降低路灯的生产成本。
请参照图2，在一具体的实施例中，所述充电模块20具体包括第一三极管Q1、第一N沟道MOS管Q2以及第二N沟道MOS管Q3，所述第一三极管Q1的基极接充电控制端SWITCH，第一三极管Q1的集电极接第一预置电压VDD，第一三极管Q1的发射极基地；所述第一N沟道MOS管Q2的栅极接第一三极管Q1的集电极与第一预置电压VDD连接的公共节点，第一N沟道MOS管Q2的源极接太阳能输入端CR，第一N沟道MOS管Q2的漏极接第二N沟道MOS管Q3的漏极，所述第二N沟道MOS管Q3的栅极接第二预置电压VDD，所述第二N沟道MOS管Q3的源极接充电电池接口J6。本实施例中，在有充电输入时，第一N沟道MOS管Q2以及第二N沟道MOS管Q3导通，太阳能电池板的电流通过第一N沟道MOS管Q2以及第二N沟道MOS管Q3的D/S被接入，从而构成回路，由于路灯使用的金属MOS管的导通内阻很小(<5mR)，所以PD功耗非常低(PD＝I*I*Ron),与传统的二极管的功耗(PD＝Uf*I)相比，可忽悠不计；当路灯需要关闭时候，第一N沟道MOS管Q2以及第二N沟道MOS管Q3的VGS电压降为0V，两个金属MOS管断开，充电回路被关闭，即本电路采用共正极线控制充电，可以减小现有技术中使用二极管带来的控制管的功率损耗，可以使用小功率器件，节省成本，并且可以提高充电效率。可以指出，第一预置电压和第二预置电压的数值可以相同亦可以不相同。
请继续参照图2，在一具体的实施例中，所述充电模块20还包括阳极连接于第一N沟道MOS管Q2的栅极且负极连接于第一N沟道MOS管Q2的源极之间的第一稳压管D1，以及阳极连接于第二N沟道MOS管Q3的栅极且负极连接于第二N沟道MOS管Q3的源极之间的第二稳压管D2。本实施例中，通过第一稳压管D1及第二稳压管D2对第一N沟道MOS管Q2以及第二N沟道MOS管Q3的VGS电压进行控制，使VGS电压不超过最大阈值，如此，可以保护第一N沟道MOS管Q2以及第二N沟道MOS管Q3，使充电模块20正常工作。
请继续参照图2，在一具体的实施例中，所述充电模块20还包括并接的第一采样电阻R3及第二采样电阻R4，并接后的第一采样电阻R3及第二采样电阻R4的一端接地，另一端接所述第一N沟道MOS管Q2的源极与太阳能输入端连接的公共节点。本实施例中，通过并接的第一采样电阻R3及第二采样电阻R4，可以为采样电阻分压，以检测路灯的充电电流。应该指出，在一具体的实施例中，本方案还可以包括一些保护电阻和电容，电阻如R1，R2，R5及R6等，电容如C1-C4等，以使充电模块20更好的工作。
请参照图3，在一具体的实施例中，所述新型太阳能路灯还包括供调节开闭时间以及灯光亮度的灯光调节模块50，所述灯光调节模块50与主控芯片10电连接。本实施例中，该灯光调节模块50可以调节路灯的点亮时间以及关闭时间，以提高路灯的利用率。在特定的环境下，可以调节灯光亮度，以更好地满足用户的要求，并且可以节省电能。当然，还可以根据特定的时间段选择半开或者全开亮度，如黄昏或者拂晓可以选择灯光亮度半开，黄昏与拂晓之间的时间段可以灯光亮度全开。
请继续参照图3，在一具体的实施例中，所述新型太阳能路灯还包括与所述主控芯片10电连接且供控制主控芯片10工作的感应模块60。本实施例中，该感应模块60包括红外感应模块以及人体感应模块，以能够适配不同的信号，更方便工作人员对路灯的控制。
请继续参照图3，在一具体的实施例中，所述新型太阳能路灯还包括与所述主控芯片10电连接且供显示主控芯片10的工作状态的状态指示模块70。为了便于显示路灯的状态，本实施例中，还设置有状态指示模块70，通常为红绿黄三色的LED指示灯，可以根据路灯的不同状态对应显示，更有利于工作人员的维护。
请继续参照图3，在一具体的实施例中，所述新型太阳能路灯还包括与所述主控芯片10电连接且供检测主控芯片10温度的温度探头93。本实施例中，该温度探头93可以检测主控芯片10的温度以及主控芯片10的周围温度，如有温度异常，可以通过报警信号发出。
请继续参照图3，在一具体的实施例中，所述新型太阳能路灯还包括与所述主控芯片10电连接且供备份数据的低压检测模块80。本实施例中，低压检测模块80能够形成掉电保护，在主控芯片10故障重启时，能够使路灯按照之前的工作模式继续工作，无需人为设置。
请继续参照图3，在一具体的实施例中，所述新型太阳能路灯还包括供电电池91及与所述供电电池91电连接的稳压单元92，所述供电电池91通过稳压单元92为主控芯片10供电。本实施例中，通过供电电池91及稳压单元92能够为主控芯片10提供稳定的控制电压，以便于主控芯片10正常工作。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种新型太阳能路灯，包括充电模块、主控芯片以及发光模块，其特征在于，所述新型太阳能路灯还包括恒流控制模块，所述恒流控制模块的输入端与所述充电模块电连接，所述恒流控制模块的输出端与主控芯片电连接，以通过所述主控芯片为发光模块提供恒流电流；
所述恒流控制模块包括根据主控芯片的控制产生PWM脉冲信号的PWM驱动单元，接收PWM脉冲信号并导通所述充电模块与过流采样单元的开关单元，采样充电模块的输出电流形成采样电流的过流采样单元，以及对采样电流进行放大形成恒流电流的恒流单元。
2.如权利要求1所述的新型太阳能路灯，其特征在于，所述充电模块具体包括第一三极管、第一N沟道MOS管以及第二N沟道MOS管，所述第一三极管的基极接充电控制端，第一三极管的集电极接第一预置电压，第一三极管的发射极基地；所述第一N沟道MOS管的栅极接第一三极管的集电极与第一预置电压连接的公共节点，第一N沟道MOS管的源极接太阳能输入端，第一N沟道MOS管的漏极接第二N沟道MOS管的漏极，所述第二N沟道MOS管的栅极接第二预置电压，所述第二N沟道MOS管的源极接充电电池接口。
3.如权利要求2所述的新型太阳能路灯，其特征在于，所述充电模块还包括阳极连接于第一N沟道MOS管的栅极且负极连接于第一N沟道MOS管的源极之间的第一稳压管，以及阳极连接于第二N沟道MOS管的栅极且负极连接于第二N沟道MOS管的源极之间的第二稳压管。
4.如权利要求3所述的新型太阳能路灯，其特征在于，所述充电模块还包括并接的第一采样电阻及第二采样电阻，并接后的第一采样电阻及第二采样电阻的一端接地，另一端接所述第一N沟道MOS管的源极与太阳能输入端连接的公共节点。
5.如权利要求1所述的新型太阳能路灯，其特征在于，所述新型太阳能路灯还包括供调节开闭时间以及灯光亮度的灯光调节模块，所述灯光调节模块与主控芯片电连接。
6.如权利要求1所述的新型太阳能路灯，其特征在于，所述新型太阳能路灯还包括与所述主控芯片电连接且供控制主控芯片工作的感应模块。
7.如权利要求1所述的新型太阳能路灯，其特征在于，所述新型太阳能路灯还包括与所述主控芯片电连接且供显示主控芯片的工作状态的状态指示模块。
8.如权利要求1所述的新型太阳能路灯，其特征在于，所述新型太阳能路灯还包括与所述主控芯片电连接且供检测主控芯片温度的温度探头。
9.如权利要求1所述的新型太阳能路灯，其特征在于，所述新型太阳能路灯还包括与所述主控芯片电连接且供备份数据的低压检测模块。
10.如权利要求1至9任一项所述的新型太阳能路灯，其特征在于，所述新型太阳能路灯还包括供电电池及与所述供电电池电连接的稳压单元，所述供电电池通过稳压单元为主控芯片供电。
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