CN107990238A - 一种市电互补的太阳能路灯及其控制方法 - Google Patents

一种市电互补的太阳能路灯及其控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种市电互补的太阳能路灯，包括：用于接收太阳能并将太阳能转化为电能的太阳能电池板、用于储存太阳能电池板转化的电能的储存蓄电池、与太阳能电池板以及蓄电池电连接的太阳能市电互补控制器、与太阳能市电互补控制器电连接的AC‑DC电源模块以及与太阳能市电互补控制器电连接的LED光源。本发明还公开了一种上述市电互补的太阳能路灯的控制方法，通过对环境光强度、电源的检测判断对蓄电池的充放电、供电电源的切换以保证LED光源在各种工作环境下保持正常工作状态，提高了路灯的照明效果、降低使用成本，符合人性化设计。

Description

一种市电互补的太阳能路灯及其控制方法
技术领域
本发明涉及光电照明领域，更具体的说，它涉及一种市电互补的太阳能路灯及其控制方法。
背景技术
某些地区的夏季和冬季的光照差别特别大，夏季利用太阳能发电照明效果很好，但冬季的光照时间较短且光照强度较差。
目前，采用带市电互补的一体灯进行照明，夏天光照时间和较长、光照强度较高，市电的作用较小；但由于冬季的光照时间较短且光照强度较差，若采用纯太阳能供电，对太阳能电池板以及蓄电池的配置要求过高，成本较大，用户难以接受。
因此如何提高路灯的照明效果、降低使用成本是目前亟需解决的问题。
发明内容
鉴于现有技术存在的缺陷，本发明提供了一种市电互补的太阳能路灯及其控制方法，提高了路灯的照明效果、降低使用成本。
为了实现上述的目的，本发明采用了如下的技术方案：一种市电互补的太阳能路灯，其特征在于，包括用于接收太阳能并将太阳能转化为电能的太阳能电池板、用于储存所述太阳能电池板转化的电能的储存蓄电池、与所述太阳能电池板以及所述蓄电池电连接的太阳能市电互补控制器、与所述太阳能市电互补控制器电连接的AC-DC电源模块以及与所述太阳能市电互补控制器电连接的LED光源。
进一步地，所述太阳能电池板还对环境光的光线强度进行检测。
进一步地，所述太阳能市电互补控制器还包括分别与所述太阳能电池板以及所述蓄电池电连接的充电控制模块、与所述蓄电池以及所述AC-DC电源模块电连接的自动转换模块以及与所述LED光源电连接的LED驱动模块，所述自动转换模块在所述太阳能电池板停止供电后、且所述蓄电池电量高于最大阈值时自动转换至所述蓄电池供电，并在所述太阳能电池板停止供电后、且所述蓄电池电量低于最小阈值时自动转换至所述AC-DC电源模块供电。
进一步地，所述太阳能电池板与所述充电控制模块通过浪涌保护电路电连接。
进一步地，所述充电控制模块与所述蓄电池之间通过过充过放保护电路电连接。
进一步地，所述LED驱动模块与所述LED光源之间电连接有恒流电路。
进一步地，所述LED驱动模块与所述LED光源之间还电连接有软启动保护电路。
本发明还公开了一种如上述市电互补的太阳能路灯的控制方法，在使用过程中，所述太阳能市电互补控制器根据太阳能电池板的工作状况对所述蓄电池进行充放电，对所述AC-DC电源模块和蓄电池进行切换。
进一步地，若环境光强度高于预定最大强度，所述太阳能电池板对所述蓄电池进行充电；若环境光强度低于预定最小强度时，所述太阳能市电互补控制器对所述AC-DC电源模块是否接入进行判断，若未接入，控制所述蓄电池供电，若已接入，所述太阳能市电互补控制器对所述蓄电池的容量是否达到所述蓄电池的最大阈值、最小阈值进行判断，若未达到，控制所述蓄电池供电，若已达到，所述太阳能市电互补控制器自动转换至所述AC-DC电源模块供电。
进一步地，在环境光强度低于预定最小强度时，且所述AC-DC电源模块未接入时，所述太阳能市电互补控制器调小所述LED光源的输入功率，并在所述AC-DC电源模块已接入时，增大所述LED光源的输入功率。
本发明提供的市电互补的太阳能路灯及其控制方法通过太阳能市电互补控制器对环境光、电源的检测判断对蓄电池的充放电、供电电源的切换以保证LED光源在各种工作环境下保持正常工作状态，提高了路灯的照明效果、降低使用成本，符合人性化设计。
附图说明
图1是本发明的控制系统原理图；
图2是本发明的控制方法逻辑图。
图中：1、太阳能电池板；2、蓄电池；3、太阳能市电互补控制器；4、AC-DC电源模块；5、LED光源；6、充电控制模块；7、自动转换模块；8、LED驱动模块；9、浪涌保护电路；10、过充过放保护电路；11、恒流电路；12、软启动保护电路。
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。
一种市电互补的太阳能路灯，如图1所示，包括：用于接收太阳能并将太阳能转化为电能的太阳能电池板1、用于储存太阳能电池板1转化的电能的储存蓄电池2、与太阳能电池板1以及蓄电池2电连接的太阳能市电互补控制器3、与太阳能市电互补控制器3电连接的AC-DC电源模块4以及与太阳能市电互补控制器3电连接的LED光源5。
优选的，太阳能电池板1还对环境光的光线强度进行检测，太阳能电池板1内设有电压监测系统，当环境光传射至太阳能电池板1时，太阳能电池板1内便产生了电压，存在强度差异的环境光使得太阳能电池板1内产生的电压强度存在高低，电压监测系统通过对所产生电压的强度进行检测，从而达到对环境光强度检测的目的。
优选的，太阳能市电互补控制器3还包括分别与太阳能电池板1以及蓄电池2电连接的充电控制模块6、与蓄电池2以及AC-DC电源模块4电连接的自动转换模块7以及与LED光源5电连接的LED驱动模块8，自动转换模块7在太阳能电池板1停止供电后、且蓄电池2电量高于最大阈值时自动转换至蓄电池2供电，并在太阳能电池板1停止供电后、且蓄电池2电量低于最小阈值时自动转换至AC-DC电源模块4供电。
优选的，太阳能电池板1与充电控制模块6通过浪涌保护电路9电连接，当太阳能电池板1检测到是环境光强度高于预定最大强度时、自动转换模块7检测到蓄电池2的电量低于最大阈值时，太阳能电池板1对蓄电池2进行充电，太阳能电池板1将转化的电能经过浪涌保护电路9传至充电控制模块6后传向蓄电池2，完成对蓄电池2进行充电的过程，浪涌保护电路9减少了外界的干扰，保持良好的电路系统。
优选的，充电控制模块6与蓄电池2之间通过过充过放保护电路10电连接，当太阳能电池板1检测到是环境光强度高于预定最大强度、自动转换模块7检测到蓄电池2的电量低于最大阈值时，太阳能电池板1将转化的电能经过浪涌保护电路9传至充电控制模块6后经过充过放保护电路10，将电能传输至蓄电池2，过充过放保护电路10将保护蓄电池2的电能维持在蓄电池2的最小阈值和最大阈值之间，以防蓄电池2因过充或过放导致蓄电池2的寿命减短甚至损坏。
优选的，LED驱动模块8与LED光源5之间电连接有恒流电路11，在正常工作过程中，LED驱动模块8驱动LED光源5发光工作的过程中，电流流经恒流电路11，使得LED驱动模块8对LED光源5持续输出电流，以保证LED光源5的亮度保持稳定，保证用户的正常使用。
优选的，LED驱动模块8与LED光源5之间还电连接有软启动保护电路12，在路灯即将停止工作时，LED驱动模块8对LED光源5停止供电，软启动保护电路12使得LED驱动模块8和LED光源5之间的电流逐渐减小，使得LED光源5的亮度逐渐减小；相反，当路灯即将开始工作时，开始的过程与停止的过程相反，软启动保护电路12使得LED驱动模块8和LED光源5之间的电流逐渐增大，使得LED光源5的亮度逐渐增大，以防LED光源5的突然启动和断电导致寿命减短甚至发生损坏。
如图2所示，本发明还公开了一种如上述市电互补的太阳能路灯的控制方法，在使用过程中，太阳能市电互补控制器3根据太阳能电池板1的工作状况对蓄电池2进行充放电，对AC-DC电源模块4和蓄电池2进行切换。
优选的，若环境光强度高于预定最大强度，太阳能电池板1对蓄电池2进行充电；若环境光强度低于预定最小强度，如夜晚或白天的阴雨时间里，太阳能市电互补控制器3对AC-DC电源模块4是否接入进行判断，若未接入，控制蓄电池2供电，若已接入，太阳能市电互补控制器3对蓄电池2的容量是否达到蓄电池2的最大阈值、最小阈值进行判断，若未达到，控制蓄电池2供电，若已达到，太阳能市电互补控制器3自动转换至AC-DC电源模块4进行供电；采用了太阳能电池板1对接收环境光进行判断、自动转换模块7对蓄电池2的最大阈值、最小阈值进行判断，以方便蓄电池2的供电和是充电的转换、蓄电池2和AC-DC电源模块4的供电转换。
优选的，在环境光强度低于预定最小强度时，且AC-DC电源模块4未接入时，太阳能市电互补控制器3调小LED光源5的输入功率，并在AC-DC电源模块4已接入时，增大LED光源5的输入功率；在环境光强度低于预定最小强度时、AC-DC电源模块4未接入时，太阳能电池板1停止对蓄电池2进行充电，太阳能市电互补控制器3减小LED光源5的输入功率，以延长蓄电池2的工作时间，确保LED光源5长时间照明，当自动转换模块7判断AC-DC电源模块4已接入时，蓄电池2停止供电，太阳能市电互补控制器3增大LED光源5的输入功率，以确保LED光源5的照明亮度。
以上所述仅是本申请的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种市电互补的太阳能路灯，其特征在于，包括：用于接收太阳能并将太阳能转化为电能的太阳能电池板(1)、用于储存所述太阳能电池板(1)转化的电能的储存蓄电池(2)、与所述太阳能电池板(1)以及所述蓄电池(2)电连接的太阳能市电互补控制器(3)、与所述太阳能市电互补控制器(3)电连接的AC-DC电源模块(4)以及与所述太阳能市电互补控制器(3)电连接的LED光源(5)。
2.根据权利要求1所述的市电互补的太阳能路灯，其特征在于：所述太阳能电池板(1)还对环境光的光线强度进行检测。
3.根据权利要求2所述的市电互补的太阳能路灯，其特征在于：所述太阳能市电互补控制器(3)还包括分别与所述太阳能电池板(1)以及所述蓄电池(2)电连接的充电控制模块(6)、与所述蓄电池(2)以及所述AC-DC电源模块(4)电连接的自动转换模块(7)以及与所述LED光源(5)电连接的LED驱动模块(8)，所述自动转换模块(7)在所述太阳能电池板(1)停止供电后、且所述蓄电池(2)电量高于最大阈值时自动转换至所述蓄电池(2)供电，并在所述太阳能电池板(1)停止供电后、且所述蓄电池(2)电量低于最小阈值时自动转换至所述AC-DC电源模块(4)供电。
4.根据权利要求3所述的市电互补的太阳能路灯，其特征在于：所述太阳能电池板(1)与所述充电控制模块(6)通过浪涌保护电路(9)电连接。
5.根据权利要求3所述的市电互补的太阳能路灯，其特征在于：所述充电控制模块(6)与所述蓄电池(2)之间通过过充过放保护电路(10)电连接。
6.根据权利要求3-5任意一项所述的市电互补的太阳能路灯，其特征在于：所述LED驱动模块(8)与所述LED光源(5)之间电连接有恒流电路(11)。
7.根据权利要求6所述的市电互补的太阳能路灯，其特征在于：所述LED驱动模块(8)与所述LED光源(5)之间还电连接有软启动保护电路(12)。
8.一种如权利要求1-7中任意一项所述的市电互补的太阳能路灯的控制方法，其特征在于：在使用过程中，所述太阳能市电互补控制器(3)根据太阳能电池板(1)的工作状况对所述蓄电池(2)进行充放电，对所述AC-DC电源模块(4)和蓄电池(2)进行切换。
9.根据权利要求8所述的市电互补的太阳能路灯的控制方法，其特征在于：若环境光强度高于预定最大强度，所述太阳能电池板(1)对所述蓄电池(2)进行充电；若环境光强度低于预定最小强度，所述太阳能市电互补控制器(3)对所述AC-DC电源模块(4)是否接入进行判断，若未接入，控制所述蓄电池(2)供电，若已接入，所述太阳能市电互补控制器(3)对所述蓄电池(2)的容量是否达到所述蓄电池(2)的最大阈值、最小阈值进行判断，若未达到，控制所述蓄电池(2)供电，若已达到，所述太阳能市电互补控制器(3)自动转换至所述AC-DC电源模块(4)进行供电。
10.根据权利要求9所述的市电互补的太阳能路灯的控制方法，其特征在于，还包括：在环境光强度低于预定最小强度时，且所述AC-DC电源模块(4)未接入时，所述太阳能市电互补控制器(3)调小所述LED光源(5)的输入功率，并在所述AC-DC电源模块(4)已接入时，增大所述LED光源(5)的输入功率。
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