CN110380467A - 太阳能led路灯的蓄电池供电控制方法及其系统 - Google Patents

太阳能led路灯的蓄电池供电控制方法及其系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种太阳能LED路灯的蓄电池供电控制方法，其包括：分别采集蓄电池的多个分压点的电压信号；根据多个分压点的电压信号下降状态控制蓄电池与LED灯珠组并联供电的组数。本发明其通过分别采集蓄电池的多个分压点的电压信号，根据蓄电池放电降低到不同程度时，并联不同组数的LED灯珠组，从而调节蓄电池的总负载电流，延长每次满电蓄电池的放电时间，避免后半夜出现过放电对蓄电池的损害，以及减少夜间过放电需要急停的几率，满足整个夜晚灯源的需要。

Description

太阳能LED路灯的蓄电池供电控制方法及其系统
技术领域
本发明涉及太阳能LED路灯用蓄电池技术领域，更具体地说，本发明涉及一种太阳能LED路灯的蓄电池供电控制方法。
背景技术
太阳能路灯是采用晶体硅太阳能电池供电，免维护阀控制式蓄电池(锂离子电池组)储存电能，超高亮LED灯具作为光源，并由智能化充放电控制器控制，用于代替传统公用电力照明的路灯。路灯有利于夜间的安全出行，如何充分合理的利用太阳能电池储存的电能，提升了电池的使用寿命，非常重要。
蓄电池的使用过程以及维护工作对蓄电池寿命有很大影响。对于蓄电池经常深度放电，影响蓄电池寿命，从而影响太阳能LED灯的照明使用问题。针对该问题，现有技术申请号为201821266746.7，实用新型名称为太阳能LED路灯用蓄电池保护装置对蓄电池采用如下方案保护：其通过检测蓄电池的运行状态，利用分压电阻配合电压比较器能够准确的检测蓄电池电压的变化，当该检测到的电压值超过或者低于预设值时，电压比较器能够输出控制信号，控制在蓄电池出现过充、过放电时能及时切断电源，借此有效延长蓄电池的使用寿命。
虽然现有技术的保护装置能够防止蓄电池经常深度放电，有效延长使用寿命，但是在黑夜中，检测到过放电时就及时切断电源，将会影响太阳能LED灯的照明使用，失去路灯夜间照明的作用。
发明内容
本发明的一个目的是解决至少上述缺陷，并提供至少后面将说明的优点。
本发明的另一个目的是提供一种太阳能LED路灯的蓄电池供电控制方法，其通过分别采集蓄电池的多个分压点的电压信号，根据蓄电池放电降低到不同程度时，并联不同组数的LED灯珠组，从而调节蓄电池的总负载电流，延长每次满电蓄电池的放电时间，避免后半夜出现过放电对蓄电池的损害，以及减少夜间过放电需要急停的几率，满足整个夜晚灯源的需要。
为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，本发明提供一种太阳能LED路灯的蓄电池供电控制方法，其包括：
分别采集蓄电池的多个分压点的电压信号；
根据多个分压点的电压信号下降状态控制蓄电池与LED灯珠组并联供电的组数。
优选的是，所述LED灯珠组每组的LED灯珠个数相同；所述LED灯珠的型号相同。
优选的是，所述采集蓄电池的多个分压点为三个分压点。
优选的是，每个分压点的电压信号对应控制一组LED灯珠的并联接入或断开。
优选的是，采样蓄电池的三个分压点的电压信号具体为：在蓄电池的两端串联三个分压电阻，第一电压比较器的比较电压输入端通过第一分压电阻与所述蓄电池串联，第一电压比较器的基准电压输入端与所述蓄电池之间串联有稳压二极管；第二电压比较器的比较电压输入端通过第一分压电阻和第二分压电阻与所述蓄电池串联，第二电压比较器的基准电压输入端与所述蓄电池之间串联有所述稳压二极管；第三电压比较器的比较电压输入端通过第一分压电阻、第二分压电阻和第三分压电阻与所述蓄电池串联，第三电压比较器的基准电压输入端与所述蓄电池之间串联有所述稳压二极管。
本发明还提供了一种太阳能LED路灯的蓄电池供电控制系统，其包括：电压采样单元和输出控制单元，所述电压采样单元用于分别采集蓄电池的多个分压点的电压信号并生成多个控制信号，多个输出控制单元用于对应接收多个控制信号并根据多个控制信号控制蓄电池与LED灯珠组并联供电的组数。
优选的是，电压采样单元采集蓄电池的三个分压点的电压信号，以及对应三个输出控制单元，所述电压采样单元包括第一电压比较器的比较电压输入端通过第一分压电阻与所述蓄电池串联，第一电压比较器的基准电压输入端与所述蓄电池之间串联有稳压二极管；第二电压比较器的比较电压输入端通过第一分压电阻和第二分压电阻与所述蓄电池串联，第二电压比较器的基准电压输入端与所述蓄电池之间串联有所述稳压二极管；第三电压比较器的比较电压输入端通过第一分压电阻、第二分压电阻和第三分压电阻与所述蓄电池串联，第三电压比较器的基准电压输入端与所述蓄电池之间串联有所述稳压二极管；每个输出控制单元包括继电器以及继电器驱动电路。
优选的是，所述第一分压电阻、第二分压电阻和第三分压电阻都为电位器，每个输出控制单元控制一组LED灯珠的并联接入或断开操作，每个输出控制单元的继电器驱动电路包括两个串联的NPN三极管。
本发明至少包括以下有益效果：
本发明通过分别采集蓄电池的多个分压点的电压信号，检测到蓄电池放电后蓄电池电压降低的不同程度，根据蓄电池电压降低的不同程度，通过继电器通电或断电，使继电器驱动电路的触点闭合或断开，从而实现选择并联LED灯珠组的组数，这样可以调节蓄电池的总负载电流，延长每次满电蓄电池的放电时间，避免后半夜出现过放电对蓄电池的损害，以及减少夜间过放电需要急停的几率，满足整个夜晚灯源的需要。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1为本发明所述太阳能LED路灯的蓄电池供电控制方法的一种实现形式的电路示意图；
图2为本发明所用的一种输出控制单元的电路示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
图1示了太阳能LED路灯的蓄电池供电控制方法的一种实现形式，其包括：分别采集蓄电池的多个分压点的电压信号；根据多个分压点的电压信号下降状态控制蓄电池与LED灯珠组并联供电的组数。图1中的虚线部分为省略的充电控制控制的内容。为了减少使用过程中LED灯珠的损害，可以选择每组并联的LED灯珠个数相同，型号相同，这样也有利于发光的每个LED灯珠的功率相同，得到一致的发光程度。
以采集蓄电池的三个分压点为例，每个分压点的电压信号对应控制一组LED灯珠的并联接入或断开，采样蓄电池的三个分压点的电压信号具体为：在蓄电池的两端串联三个分压电阻(R1，R2，R3)，电阻R 4为保护电阻，可根据实际需要将电阻R 4串联到电路中，第一电压比较器U1A的比较电压输入端通过第一分压电阻R1与所述蓄电池串联，第一电压比较器U1A的基准电压输入端与所述蓄电池之间串联有稳压二极管ZD1；第二电压比较器U1B的比较电压输入端通过第一分压电阻R1和第二分压电阻R2与所述蓄电池串联，第二电压比较器U1B的基准电压输入端与所述蓄电池之间串联有所述稳压二极管ZD1；第三电压比较器U1C的比较电压输入端通过第一分压电阻R1、第二分压电阻R2和第三分压电阻R3与所述蓄电池串联，第三电压比较器U1C的基准电压输入端与所述蓄电池之间串联有所述稳压二极管ZD1。
这样通过分别采集蓄电池的三个分压点的电压信号，检测到蓄电池放电后蓄电池电压降低的不同程度，其中，第一分压电阻R1、第二分压电阻R2和第三分压电阻R3串联的两端电压VC，第一分压电阻R1和第二分压电阻R2串联的两端电压VB，第一分压电阻R1两端电压VA，稳压二极管ZD1两端的电压VZ。在蓄电池电量充足，正常放电时，VC＞VB＞VA＞VZ，三个电压比较器输出高电平，第一输出控制单元的继电器，第二输出控制单元的继电器和第三输出控制单元的继电器都没有电流通过，对应的三个触点K1，K2，K3闭合，三组LED灯珠互相并联接入。随着蓄电池放电的进行，蓄电池的电压逐渐降低，分压电阻的电压随之降低，但稳压管ZD1两端的电压VZ不变，当蓄电池的电压降低，使分压电阻的电压VA的小于VZ时，但VC＞VB＞VZ，此时第一输出控制单元的继电器得电，对应触点K1断开，减少一组LED灯珠的并联接入，因此负载总电流减小，分支电流变化不大，不影响通电LED灯珠正常工作，发光亮度正常，只是LED灯珠个数减少，亮度降低不大，保持黑夜的照明作用，并且由于负载总电流减小，蓄电池的放电速度减缓，为后续的放电照明节省电能，延长后续蓄电池的放电时间，避免夜间过放电需要急停现象。随着蓄电池放电的进一步继续，蓄电池的电压再次降低，分压电阻的电压随之降低，但稳压管ZD1两端的电压VZ不变，当蓄电池的电压降低，使分压电阻的电压VA和VB都小于VZ时，但VC＞VZ，此时第一输出控制单元和第二输出控制单元的继电器都得电，对应触点K1和K2都断开，减少两组LED灯珠的并联接入，因此负载总电流进一步减小，分支电流变化不大，不影响通电LED灯珠正常工作，发光亮度正常，只是LED灯珠个数减少，亮度有所降低，但能保持黑夜的照明作用，由于负载总电流进一步减小，蓄电池的放电速度进一步减缓，为后续还需要继续放电照明节省电能，延长后续蓄电池的放电时间。如果后续需要继续放电照明，蓄电池放电达到VC＜VZ时，才会出现过放电急停现象，因此本发明能够减缓蓄电池的放电速度，延长蓄电池的放电时间，减少后半夜过放电急停的几率，满足整个夜晚灯源的需要。
本发明还提供了一种太阳能LED路灯的蓄电池供电控制系统，参见图1和图2，其包括：电压采样单元和输出控制单元，所述电压采样单元用于分别采集蓄电池的多个分压点的电压信号并生成多个控制信号，多个输出控制单元用于对应接收多个控制信号并根据多个控制信号控制蓄电池与LED灯珠组并联供电的组数。图1示出电压采样单元采集蓄电池的三个分压点的电压信号，以及对应三个输出控制单元，所述电压采样单元包括第一电压比较器U1A的比较电压输入端通过第一分压电阻R1与所述蓄电池串联，第一电压比较器U1A的基准电压输入端与所述蓄电池之间串联有稳压二极管ZD1；第二电压比较器U1B的比较电压输入端通过第一分压电阻R1和第二分压电阻R2与所述蓄电池串联，第二电压比较器U1B的基准电压输入端与所述蓄电池之间串联有所述稳压二极管ZD1；第三电压比较器U1C的比较电压输入端通过第一分压电阻R1、第二分压电阻R2和第三分压电阻R3与所述蓄电池串联，第三电压比较器U1C的基准电压输入端与所述蓄电池之间串联有所述稳压二极管ZD1；每个输出控制单元包括继电器J1以及继电器驱动电路，如图2所示。
进一步的，所述第一分压电阻R1、第二分压电阻R2和第三分压电阻R3可以都为电位器，方便所需压降的调节，每个输出控制单元控制一组LED灯珠的并联接入或断开操作，每组LED灯珠由2个LED灯珠串联组成，第一组LED灯珠由LED1灯珠和LED2灯珠串联组成，第二组LED灯珠由LED3灯珠和LED4灯珠串联组成，第三组LED灯珠由LED5灯珠和LED6灯珠串联组成，每个输出控制单元的继电器驱动电路包括两个串联的NPN三极管Q1和Q2。
本发明的太阳能LED路灯的蓄电池供电控制系统实现过程跟上述的方法实现过程一样，不再重复，在此以第一输出控制单元为例详细说明一下输出控制单元的实现过程：当分压电阻两端的电压大于稳压器ZD1两端的电压，电压比较器输出高电平，三极管Q1导通，Q2截止，继电器J1没有电流通过，对应的触点K1保持闭合，对应LED灯珠组保持并联接通；随着放电的进行，蓄电池的电压逐渐降低，分压电阻两端的电压随之降低，但稳压管ZD1两端的电压不变，当蓄电池的分压电阻两端的电压小于稳压管ZD1两端的电压时，对应的电压比较器输出低电平，三极管Q1截止，同时Q2导通，继电器线圈J1通电，继电器J1对应的触点K1断开，减少一组LED灯珠的并联接入，因此负载总电流减小，分支电流变化不大，不影响通电LED灯珠正常工作，发光亮度正常，只是LED灯珠个数减少，亮度降低不大，保持黑夜的照明作用，并且由于负载总电流减小，蓄电池的放电速度减缓，为后续的放电照明节省电能，延长后续蓄电池的放电时间，避免夜间过放电需要急停现象。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本发明的领域。对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改。

Claims (8)

1.太阳能LED路灯的蓄电池供电控制方法，其包括：
分别采集蓄电池的多个分压点的电压信号；
根据多个分压点的电压信号下降状态控制蓄电池与LED灯珠组并联供电的组数。
2.如权利要求1所述的太阳能LED路灯的蓄电池供电控制方法，其特征在于，所述LED灯珠组每组的LED灯珠个数相同；所述LED灯珠的型号相同。
3.如权利要求1或2所述的太阳能LED路灯的蓄电池供电控制方法，其特征在于，所述采集蓄电池的多个分压点为三个分压点。
4.如权利要3所述的太阳能LED路灯的蓄电池供电控制方法，其特征在于，每个分压点的电压信号对应控制一组LED灯珠的并联接入或断开。
5.如权利要求4所述的太阳能LED路灯的蓄电池供电控制方法，其特征在于，采样蓄电池的三个分压点的电压信号具体为：在蓄电池的两端串联三个分压电阻，第一电压比较器的比较电压输入端通过第一分压电阻与所述蓄电池串联，第一电压比较器的基准电压输入端与所述蓄电池之间串联有稳压二极管；第二电压比较器的比较电压输入端通过第一分压电阻和第二分压电阻与所述蓄电池串联，第二电压比较器的基准电压输入端与所述蓄电池之间串联有所述稳压二极管；第三电压比较器的比较电压输入端通过第一分压电阻、第二分压电阻和第三分压电阻与所述蓄电池串联，第三电压比较器的基准电压输入端与所述蓄电池之间串联有所述稳压二极管。
6.太阳能LED路灯的蓄电池供电控制系统，其包括：电压采样单元和输出控制单元，其特征在于，所述电压采样单元用于分别采集蓄电池的多个分压点的电压信号并生成多个控制信号，多个输出控制单元用于对应接收多个控制信号并根据多个控制信号控制蓄电池与LED灯珠组并联供电的组数。
7.如权利要求6所述的太阳能LED路灯的蓄电池供电控制系统，其特征在于，电压采样单元采集蓄电池的三个分压点的电压信号，以及对应三个输出控制单元，所述电压采样单元包括第一电压比较器的比较电压输入端通过第一分压电阻与所述蓄电池串联，第一电压比较器的基准电压输入端与所述蓄电池之间串联有稳压二极管；第二电压比较器的比较电压输入端通过第一分压电阻和第二分压电阻与所述蓄电池串联，第二电压比较器的基准电压输入端与所述蓄电池之间串联有所述稳压二极管；第三电压比较器的比较电压输入端通过第一分压电阻、第二分压电阻和第三分压电阻与所述蓄电池串联，第三电压比较器的基准电压输入端与所述蓄电池之间串联有所述稳压二极管；每个输出控制单元包括继电器以及继电器驱动电路。
8.如权利要求7所述的太阳能LED路灯的蓄电池供电控制系统，其特征在于，所述第一分压电阻、第二分压电阻和第三分压电阻都为电位器，每个输出控制单元控制一组LED灯珠的并联接入或断开操作，每个输出控制单元的继电器驱动电路包括两个串联的NPN三极管。
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