CN110475408A - 一种太阳能路灯照明控制系统 - Google Patents

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    • Y02B20/72—Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps in street lighting

Abstract

本发明涉及一种太阳能路灯照明控制系统，其系统由智能核心模块、太阳能电池电压采样模块、蓄电池电压采样模块、键盘电路模块、LED显示模块和负载驱动模块组成；其控制器主要由充电，放电电路组成；充电电路实现了蓄电池的充电控制，放电电路实现了对蓄电池的保护，延长了蓄电池的使用寿命；基于单片机的能量管理电路通过检测外部环境状态和蓄电池能量，来选择系统工作状态，实现了整个系统的自动、稳定运行。本发明太阳能路灯照明控制系统，具有高效、安全、节能、工作稳定的优点。

Description

一种太阳能路灯照明控制系统
技术领域
本发明属于控制技术领域，具体涉及一种太阳能路灯照明控制系统。
背景技术
太阳能是干净、无污染且随处可得的能源，而且取之不尽、用之不竭；在化石能源日渐短缺的今日，选择太阳能作为替代能源是解决能源危机的有效途径之一；太阳能路灯以太阳光为能源，白天太阳能电池板给蓄电池充电，晚上蓄电池给负载供电使用，无需复杂昂贵的管线铺设，可任意调整灯具的布局，安全节能无污染，无需人工操作，工作稳定可靠，节省电费免维护。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种太阳能路灯照明控制系统。
技术方案：本发明涉及一种太阳能路灯照明控制系统，其系统由智能核心模块、太阳能电池电压采样模块、蓄电池电压采样模块、键盘电路模块、LED显示模块和负载驱动模块组成。
一种太阳能路灯照明控制系统，可以对常用型的12 V/24 V蓄电池自动识别；负载控制采用光控与时控相结合，光控点（5~7 V）可设定，时控0~14 h 可选；光控开关有延时，低于光控点延时1~3 min开启负载，高于光控点延时1~3 min 关闭负载，避免在夜晚受雷电、焰火、汽车灯光干扰；保护功能有充电保护、放电保护、反充保护、蓄电池反接保护、太阳能电池板反接保护、过载保护等；显示功能有充电显示、蓄电池荷电状态显示、负载工作显示、故障指示、输入输出端电流、电压指示等。
本发明太阳能路灯照明控制系统，具有高效、安全、节能、工作稳定的优点。
附图说明
图1为本发明系统结构图。
图2为本发明系统采样电路图。
图3为本发明负载输出控制电路图。
图4为本发明系统控制流程图。
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做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。
如附图1所示，一种太阳能路灯照明控制系统，其系统由智能核心模块、太阳能电池电压采样模块、蓄电池电压采样模块、键盘电路模块、LED显示模块和负载驱动模块组成。
一种太阳能路灯照明控制系统，可以对常用型的12 V/24 V蓄电池自动识别；负载控制采用光控与时控相结合，光控点（5~7 V）可设定，时控0~14 h 可选；光控开关有延时，低于光控点延时1~3 min开启负载，高于光控点延时1~3 min 关闭负载，避免在夜晚受雷电、焰火、汽车灯光干扰；保护功能有充电保护、放电保护、反充保护、蓄电池反接保护、太阳能电池板反接保护、过载保护等；显示功能有充电显示、蓄电池荷电状态显示、负载工作显示、故障指示、输入输出端电流、电压指示等。
如附图2所示，该系统正常运行需要5 V 电压，即把蓄电池电压（12 V/24 V自动识别）转换为系统所需的电压；系统采用蓄电池通LM7805为系统运行供电；键盘S1，S2，S3 分别接在单片机P2.4，P2.5，P2.6 上，其中S1为模式选择键，用来控制数码管显示的模式（蓄电池电压、太阳能电池板电压、负载工作时间三种模式）；S2，S3分别用来控制负载工作时间的增加和减少；系统采用3个LED 灯、4个数码管来实时显示系统工作状态；3 个LED 灯分别接在单片机的P2.8，P2.9，P3.0上，用来显示系统充电、放电、故障三种状态；4个数码管分别由P1.1，P1.2，P1.3、P1.4控制，其中1个数码管为模式管，用以指示当前显示的模式；其他3个数码管用来实时显示当前的太阳能电池电压、蓄电池电压或设定的负载工作时间。
蓄电池作为太阳能照明系统的储能环节，白天蓄电池将光伏电池输出的电能转换为化学能储存起来，到夜间再转换回电能输出到照明负载，智能控制系统的电源也由蓄电池提供；太阳能电池是太阳能照明系统的输入，为整个系统提供照明和控制所需的电能；在白天光照条件下，光伏电池将所接收的光能转换成电能，经充电电路对蓄电池充电；天黑后，太阳能电池停止工作，输出端呈开路状态；通过对太阳能电池板电压的采集，可以判定太阳光线的强弱，从而识别出白天黑夜。
如附图3所示，负载控制电路由光电耦合器、绝缘栅双极晶体管等组成；绝缘栅双极晶体管简称IGBT，集MOS场效应晶体管和双极型功率晶体管的优点于一身，既具有输入阻抗高、速度快、热稳定性好和驱动电路简单的特点，又具有通态电压低、耐压高和承受电流大等特点；对于IG⁃BT 尤其重要的是驱动电路；本系统采用光电耦合器
驱动IGBT。
如附图4所示，本发明系统的控制流程主要包括主程序、蓄电池采样程序、太阳能电池采样程序、键盘处理程序、数码管显示处理程序、定时器处理程序、键盘处理程序、蓄电池分段式充电策略控制程序、负载供电电路控制程序等几部分。
通过对蓄电池电压的采集，由单片机设定充电策略，从而更有效地、科学地使用蓄电池，对提高蓄电池的使用效率、延长蓄电池的使用寿命，起着非常关键的作用。该控制器的充电电路采取了快充、过充和浮充三个不同阶段的充电方法：
（1）快充阶段。充电过程中，电路检测蓄电池端的电压。但蓄电池端的电压上升到转换门限后，充电电路转为过充阶段；
（2）过充阶段。充电电路对蓄电池提供一个较高的电压，但充电电压上升到转换门限之后，认为蓄电池的电量已充满，充电电路转到浮充阶段；
（3）浮充阶段。充电电路给蓄电池提供一个准确的浮充电压。

Claims (2)

1.一种太阳能路灯照明控制系统，其特征在于，该系统包括智能核心模块、太阳能电池电压采样模块、蓄电池电压采样模块、键盘电路模块、LED显示模块和负载驱动模块。
2.根据权利要求1所述的一种太阳能路灯照明控制系统，其特征在于：
所述智能核心模块以单片机AT89S52为核心；
所述太阳能电池电压采样模块通过光伏电池将所接收的光能转换成电能，经充电电路对蓄电池充电；
所述蓄电池电压采样模块采用V/F转换器LM331；
所述键盘电路模块通过控制数码管显示的模式（蓄电池电压、太阳能电池板电压负载工作时间三种模式）；
所述LED显示模块用来显示系统充电、放电、故障三种状态；
所述负载驱动模块由光电耦合器和绝缘栅双极晶体管组成。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN204887541U (zh) * 2015-06-25 2015-12-16 重庆大学 一种基于单片机的太阳能路灯照明控制系统
CN106061063A (zh) * 2016-06-30 2016-10-26 孙祝兵 一种太阳能路灯智能照明控制装置
CN106304499A (zh) * 2016-09-14 2017-01-04 深圳源创智能照明有限公司 一种太阳能路灯控制系统

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SE01 Entry into force of request for substantive examination
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Application publication date: 20191119

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