CN106594661B - 一种用蓄电池供电的led多灯头照明控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明适用于太阳能照明技术领域，提供了一种用蓄电池供电的LED多灯头照明控制装置，包括太阳能板，蓄电池，充电控制器、低功耗主控制器，自动能流控制器、多灯头LED光源。蓄电池用于存储太阳能电量；充电控制器在太阳光照、电池亏电的条件下对蓄电池充电，在电量充足的条件下，关闭充电电路对蓄电池进行保护；所述自动能流控制器用于自适应LED光源的供电。本发明多灯头LED光源的照度根据用户不同需求，通过低功耗主控制器实现分时和分别调整；本发明中低功耗主控制器根据季节的变化对太阳能板的输出信号进行学习，实现对照明时间和照度的合理优化，自动地实现多灯头的点亮与关闭，并延长连续阴雨天的照明时间。

Description

一种用蓄电池供电的LED多灯头照明控制装置
技术领域
本发明属于太阳能照明技术领域，尤其涉及低碳环保清洁能源领域。
背景技术
大多数大城市及乡村都具有路灯照明控制系统，一般采用电力系统供电。增加夜间照明的容量，需对供电系统进行改造，也会增加电力系统的负荷，同时架设供电线路是一件费时费力费钱的系统工程，特别是边远的山村，架设电力线来开展照明非常困难。现有的城市太阳能照明系统多采用单灯头，其功能单一，输出的电压和功率动态调节范围小，对于不同供电电压和功率需求的照明灯、景观灯、探照灯，很难在原有的单头灯太阳能控制系统中进行扩容与改造；传统的太阳能照明系统不能随着黑夜与白昼的交替时间变化而调整输出功率，且输出功率不能随着每天不同时段对不同照度需求随时调整，从而不能实现智能节能要求。
发明内容
鉴于上述问题，本发明提供一种用蓄电池供电的LED多灯头照明控制装置，旨在解决由于现有边远山村电力线不足的条件下，无法实现夜间照明问题。同时也适用于城市照明系统和景观控制系统等多灯头应用场景，能够将白天的太阳能收集存储，在夜晚照度较低的条件下，提供不同电压与功率要求的照明装置。
本发明采用如下技术方案实现：
一种用蓄电池供电的LED多灯头照明控制装置，包含太阳能板、蓄电池、充电控制器、低功耗主控制器、自动能流控制器、多灯头LED光源、照度检测装置、电量检测装置；太阳能板分别与充电控制器、照度检测装置连接；充电控制器分别与蓄电池、低功耗主控制器连接；照度检测装置与低功耗主控制器连接；蓄电池分别与自动能流控制器、电量检测装置连接；电量检测装置与低功耗主控制器连接；低功耗主控制器与自动能流控制器连接；自动能流控制器与多灯头LED光源连接；所述自动能流控制器为多灯头LED光源提供不同的供电电压以及不同的输出功率。
所述太阳能板吸收太阳光，经充电控制器给蓄电池进行充电，充电电量由电量检测装置测量，当蓄电池电量充满时，低功耗主控制器发出指令，充电控制器停止向蓄电池充电；当多灯头LED光源需要点亮时，低功耗主控制器发出指令，蓄电池通过自动能流控制器对不同电压需求的LED光源提供电源，实现了供电电压低于，等于及高于蓄电池电压的正常多灯头LED点亮功能；同时照度检测装置通过检测环境照度，根据环境照度的要求，低功耗主控制器控制自动能流控制器实现多灯头LED光源的输出功率调整。
所述自动能流控制器具有多灯头LED光源的智能环境照度学习功能，一方面，每天同一时刻的长期统计照度会随着黑夜与白昼的交替时间变化而变化，自动能流控制器通过学习统计照度的变化来自动调整多灯头LED光源的输出功率，实现智能节能功能；另一方面，每天不同时刻的照度需求会随着外界环境的变化而变化，自动能流控制器通过自动跟踪学习环境照度的要求从而自动调整多灯头LED光源的输出功率，实现智能节能功能。
所述自动能流控制器采用UC3843为核心控制器，通过高频变压器进行DC_DC变换，实现三种不同的工作模式并进行自动切换，实现蓄电池的大动态工作电压范围，可实现供电电压低于，等于及高于电池电压的正常LED点亮功能。
所述太阳能板吸收太阳光能量后，经充电控制器的整流电路、充电控制器的光耦输入控制电路实现恒定电压或恒定电流给蓄电池进行储能；所述低功耗主控制器采用C8051F852单片机作为控制核心，该单片机内部结构的AD转换器实现充电时恒压输入或恒流输入的电压、电流检测，单片机内部结构的DA转换器实现蓄电池的输出电压动态可调功能。
所述蓄电池包括锂电池和铅酸电池以及其他大容量电池的组合，所述多灯头LED光源包括单LED以及LED的串并组合。
蓄电池、太阳能板，两个或两个以上的LED照明灯头采用防水接口与整个装置相连接，LED多灯头照明控制装置具有防水、防潮保护功能，可适用于水下照明系统。
本发明的有益效果是：在蓄电池电量不足以及阳光充足的条件下，通过太阳能板对蓄电池进行充电，实现能量的存储。在蓄电池电量不低于最低放电电压以及照度较低时，能够自动点亮多灯头LED光源或者景观控制的LED灯，自动学习环境照度的变化，并随着环境照度的变化智能控制多灯头LED光源的功率输出，实现全时段节能。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
实施例：
图1示出了本发明实施例提供的一种用蓄电池供电的LED多灯头照明控制装置的电路结构，为了便于说明仅示出了与本发明实施例相关的部分。
本实施例提供的一种用蓄电池供电的LED多灯头照明控制装置，包含太阳能板，蓄电池，充电控制器、低功耗主控制器，自动能流控制器、多灯头LED光源、照度检测装置、电量检测装置。太阳能板分别与充电控制器、照度检测装置连接；充电控制器分别与蓄电池、低功耗主控制器连接；照度检测装置与低功耗主控制器连接；蓄电池分别与自动能流控制器、电量检测装置连接；电量检测装置与低功耗主控制器连接；低功耗主控制器与自动能流控制器连接；自动能流控制器与多灯头LED光源连接。
太阳能板用于蓄电池在缺电条件下的充电，蓄电池在夜晚照度较低时对LED灯放电。多灯头LED光源可以包括一个和多个灯头，每个灯头可以采用LED发光二极管经过串联或者并联构成，可以用于景观和夜晚的照明；通过低功耗主控制器、自动能流控制器提供多种节能模式可供选择，可以分时段的实现LED灯的能流控制。
太阳能板吸收太阳光，经充电控制器给蓄电池进行充电，充电电量由电量检测装置测量，当蓄电池电量充满时，低功耗主控制器发出指令，充电控制器停止向蓄电池充电；当多灯头LED光源需要点亮时，低功耗主控制器发出指令，蓄电池通过自动能流控制器对不同电压需求的LED光源提供电源，实现了供电电压低于，等于及高于蓄电池电压的正常多灯头LED点亮功能；同时系统照度检测装置通过检测环境照度，根据环境照度的要求，低功耗主控制器控制自动能流控制器实现多灯头LED光源的输出功率调整。
自动能流控制器可以实现多灯头LED光源的智能环境照度学习功能，一方面，每天同一时刻的长期统计照度会随着黑夜与白昼的交替时间变化而变化，自动能流控制器可学习统计照度的变化，来自动调整多灯头LED光源的输出功率，实现智能节能功能；另一方面，每天不同时刻的照度需求会随着外界环境的变化而变化（如深夜人流量骤减、环境背景极暗），自动能流控制器可自动跟踪学习环境照度的要求从而自动调整多灯头LED光源的输出功率，实现智能节能功能。
太阳能板吸收太阳光能量后，经充电控制器的整流电路（此实施例采用STPS20S100CT整流管），充电控制器的光耦输入控制电路（此实施例采用TLP521），实现恒定电压或恒定电流给蓄电池进行储能。所述低功耗主控制器采用C8051F852单片机作为控制核心，该单片机内部结构的AD转换器实现了充电时恒压输入或恒流输入的电压、电流检测，单片机内部结构的DA转换器实现了蓄电池的输出电压动态可调功能。自动能流控制器器采用UC3843为核心控制器，通过高频变压器进行DC_DC变换，可实现三种不同的工作模式并进行自动切换，实现了蓄电池的大动态工作电压范围，可实现供电电压低于，等于及高于电池电压的正常LED点亮功能。
以上所述仅为发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种用蓄电池供电的LED多灯头照明控制装置，其特征在于：包含太阳能板、蓄电池、充电控制器、低功耗主控制器、自动能流控制器、多灯头LED光源、照度检测装置、电量检测装置；太阳能板分别与充电控制器、照度检测装置连接；充电控制器分别与蓄电池、低功耗主控制器连接；照度检测装置与低功耗主控制器连接；蓄电池分别与自动能流控制器、电量检测装置连接；电量检测装置与低功耗主控制器连接；低功耗主控制器与自动能流控制器连接；自动能流控制器与多灯头LED光源连接；所述自动能流控制器为多灯头LED光源提供不同的供电电压以及不同的输出功率；
所述太阳能板吸收太阳光，经充电控制器给蓄电池进行充电，充电电量由电量检测装置测量，当蓄电池电量充满时，低功耗主控制器发出指令，充电控制器停止向蓄电池充电；当多灯头LED光源需要点亮时，低功耗主控制器发出指令，蓄电池通过自动能流控制器对不同电压需求的LED光源提供电源，实现了供电电压低于，等于及高于蓄电池电压的正常多灯头LED点亮功能；同时照度检测装置通过检测环境照度，根据环境照度的要求，低功耗主控制器控制自动能流控制器实现多灯头LED光源的输出功率调整；
所述自动能流控制器具有多灯头LED光源的智能环境照度学习功能，一方面，每天同一时刻的长期统计照度会随着黑夜与白昼的交替时间变化而变化，自动能流控制器通过学习统计照度的变化来自动调整多灯头LED光源的输出功率，实现智能节能功能；另一方面，每天不同时刻的照度需求会随着外界环境的变化而变化，自动能流控制器通过自动跟踪学习环境照度的要求从而自动调整多灯头LED光源的输出功率，实现智能节能功能。
2.根据权利要求1所述的一种用蓄电池供电的LED多灯头照明控制装置，其特征在于：所述自动能流控制器采用UC3843为核心控制器，通过高频变压器进行DC_DC变换，实现三种不同的工作模式并进行自动切换，实现蓄电池的大动态工作电压范围，可实现供电电压低于，等于及高于电池电压的正常LED点亮功能。
3.根据权利要求2所述的一种用蓄电池供电的LED多灯头照明控制装置，其特征在于：所述太阳能板吸收太阳光能量后，经充电控制器的整流电路、充电控制器的光耦输入控制电路实现恒定电压或恒定电流给蓄电池进行储能；所述低功耗主控制器采用C8051F852单片机作为控制核心，该单片机内部结构的AD转换器实现充电时恒压输入或恒流输入的电压、电流检测，单片机内部结构的DA转换器实现蓄电池的输出电压动态可调功能。
4.根据权利要求3中任意一项所述的一种用蓄电池供电的LED多灯头照明控制装置，其特征在于：所述蓄电池包括锂电池和铅酸电池以及其他大容量电池的组合，所述多灯头LED光源包括单LED以及LED的串并组合。
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