CN113783255A - 一种交直流太阳能路灯控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种交直流太阳能路灯控制方法，包括接收管理平台下发的目标控制参数，目标控制参数包括目标连续阴雨天数和电价谷底时段；根据目标控制参数计算出维持目标连续阴雨天数的目标电池容量；在每一天的预定时间去获取未来目标天数的气象数据；在获取到的气象数据是未来目标天数为连续阴雨天时，获取蓄电池的实际工作参数，根据实际工作参数计算出目标连续阴雨天数的实际消耗电池容量；根据目标电池容量、实际消耗电池容量和电价谷底时段使能蓄电池充电。本发明优点：能够保证路灯设备在目标连续阴雨天数内以所需的功率进行照明，使亮度达到路灯照明验收标准；在电价谷底时段才使能交流电充电电路对蓄电池补充电能，能够降低用电成本。

Description

一种交直流太阳能路灯控制方法

【技术领域】

本发明涉及电子应用及照明技术领域，特别涉及一种交直流太阳能路灯控制方法。

【背景技术】

路灯是指给道路提供照明功能的灯具，它被广泛应用于各种需要照明的地方。传统的路灯都采用铺设电缆以交流电的方式进行供电，而采用交流电供电会产生高昂的用电费用。随着科技的进步，太阳能路灯随之而出现，太阳能路灯是采用晶体硅太阳能电池供电，免维护阀控式密封蓄电池储存电能，超高亮LED灯具作为光源，并由智能化充放电控制器控制，它能够代替或者改造传统公用电力照明的路灯，具有稳定性好、寿命长、发光效率高、安装维护简便、安全性能高、节能环保、经济实用等优点。

因路灯在实际使用的过程中难免都会遇到阴雨天气，一旦出现连续阴雨天气，一种做法是太阳能路灯降低功率以延长其照明时长，但是功率降低后亮度就无法达到路灯照明验收标准，无法满足实际使用需求；另一种做法是采用交流电驱动电源进行供电，但交流电供电又存在用电费用高昂问题。鉴于上述存在的问题，本案发明人对该问题进行深入研究，遂有本案产生。

【发明内容】

本发明要解决的技术问题，在于提供一种交直流太阳能路灯控制方法，通过结合气象数据和谷底电价对太阳能路灯进行及时补充电池能量，能够保证在低用电费用的基础上使太阳能路灯以标准照明亮度进行长时间工作。

本发明是这样实现的：一种交直流太阳能路灯控制方法，所述控制方法至少需提供中央处理电路、通讯电路、交流电充电电路、太阳能充电电路和LED放电电路；交流电充电电路通过充电使能电路与中央处理电路相连接；交流电充电电路、太阳能充电电路和LED放电电路均连接蓄电池；通讯电路和太阳能充电电路均与中央处理电路相连接；所述控制方法包括：

中央处理电路通过通讯电路接收管理平台设置并下发的目标控制参数，所述目标控制参数包括目标连续阴雨天数和电价谷底时段；根据所述目标控制参数计算出维持目标连续阴雨天数的目标电池容量，中央处理电路控制蓄电池根据目标电池容量存储电能；

中央处理电路在每一天的预定时间去获取未来目标天数的气象数据，所述未来目标天数等于目标连续阴雨天数；

在获取到的气象数据是未来目标天数为连续阴雨天时，中央处理电路获取蓄电池的实际工作参数，根据所述实际工作参数计算出目标连续阴雨天数的实际消耗电池容量；

中央处理电路根据目标电池容量、实际消耗电池容量和电价谷底时段判断是否满足交流充电使能条件，如果满足交流充电使能条件，中央处理电路控制充电使能电路使能交流电充电电路对蓄电池进行充电；如果不满足交流充电使能条件，在白天状态下中央处理电路控制太阳能充电电路对蓄电池进行充电；

在晚上状态下中央处理电路控制蓄电池通过LED放电电路进行放电。

进一步的，所述根据目标控制参数计算出维持目标连续阴雨天数的目标电池容量具体包括：

所述目标控制参数还包括一天中各个工作时段的负载功率和每个工作时段的工作时长；

根据一天中各个工作时段的负载功率和每个工作时段的工作时长，计算出路灯设备一天的目标总耗电量W1：

W1＝P₁×T₁+...+P_i×T_i；

其中，P_i表示第i个工作时段的负载功率，T_i表示第i个工作时段的工作时长；

根据路灯设备一天的目标总耗电量W1计算出维持目标连续阴雨天数的目标电池容量C1：

其中，n表示目标连续阴雨天数，V表示蓄电池的系统电压。

进一步的，所述根据所述实际工作参数计算出目标连续阴雨天数的实际消耗电池容量具体包括：

所述实际工作参数包括一天中各个工作时段的实际负载功率和每个工作时段的实际工作时长；

根据一天中各个工作时段的实际负载功率和每个工作时段的实际工作时长，计算出路灯设备一天的实际总耗电量W2：

W2＝P₁×T₁+...+P_j×T_j；

其中，P_j表示第j个工作时段的实际负载功率，T_j表示第j个工作时段的实际工作时长；

根据路灯设备一天的实际总耗电量W2计算出目标连续阴雨天数的实际消耗电池容量C2：

其中，n表示目标连续阴雨天数，V表示蓄电池的系统电压。

进一步的，所述交流充电使能条件包括：所述实际消耗电池容量大于目标电池容量，并且当前时间处于电价谷底时段内。

进一步的，所述目标控制参数还包括电池电压欠压值；

所述控制方法还包括：中央处理电路实时获取或者根据预设时间间隔去获取蓄电池的电池电压，并根据电池电压欠压值、获取到的电池电压和电价谷底时段判断是否满足交流充电使能条件，如果满足交流充电使能条件，中央处理电路强制使能交流电充电电路对蓄电池进行充电；如果不满足交流充电使能条件，中央处理电路不强制使能交流电充电电路对蓄电池进行充电；

所述交流充电使能条件还包括：获取到的所述电池电压小于等于电池电压欠压值，当前时间处于电价谷底时段内但不处于工作时段内；以及获取到的所述电池电压小于等于电池电压欠压值，并且当前时间处于工作时段内。

进一步的，所述控制方法还包括：中央处理电路获取蓄电池的放电曲线图，在获取到蓄电池的电池电压后，根据电池电压从放电曲线图上获取电池剩余电量，并将电池剩余电量和电池电压通过通讯电路上传给管理平台。

进一步的，所述中央处理电路获取未来目标天数的气象数据具体包括：中央处理电路从路灯设备的定位模块中获取路灯设备所处的经纬度数据，并根据经纬度数据通过通讯电路从相关平台获取未来目标天数的气象数据。

进一步的，所述目标连续阴雨天数为2-4天。

进一步的，所述控制方法还需要提供防反接电路和接口采样电路；交流电充电电路、太阳能充电电路和LED放电电路均通过防反接电路与蓄电池相连接；所述接口采样电路分别连接到太阳能充电电路的光伏组件接口、LED放电电路的LED灯接口和防反接电路的蓄电池接口；所述控制方法还包括：

所述接口采样电路采集光伏组件接口、LED灯接口和蓄电池接口的接口信号，并将采集到的接口信号传输给中央处理电路；中央处理电路根据接收的接口信号和预设逻辑功能使能各个接口的输出。

通过采用本发明的上述技术方案，至少具有如下有益效果：

1、通过利用管理平台设置并下发的目标控制参数来计算出维持目标连续阴雨天数的目标电池容量，并控制蓄电池根据目标电池容量进行电能存储；同时，在监测到未来目标天数内即将出现阴雨天时，利用路灯设备的实际工作参数来计算出目标连续阴雨天数的实际消耗电池容量，并根据目标电池容量和实际消耗电池容量判断是否能够满足目标连续阴雨天数的实际供电需求，如果能够满足供电需求，则不使能交流电充电电路对蓄电池进行充电补充电能；如果不能够满足供电需求，则在电价谷底时段使能交流电充电电路对蓄电池充电补充电能。这样，不仅能够保证路灯设备在目标连续阴雨天数内以所需的功率进行照明，使亮度达到路灯照明验收标准，从而满足实际照明需求；而且在电价谷底时段才使能交流电充电电路对蓄电池补充电能，能够避免电价峰段带来的高昂用电费用，使照明用电成本降至最低，也可以避免在用电峰段对电网造成供电压力；同时，在每一天的预定时间都会去获取未来目标天数的气象数据进行监测，并预先存储所需的电能，能够有效确保即使出现长时间连续阴雨天也不会影响路灯设备的正常照明。

2、采用各个工作时段的负载功率和各个工作时段的工作时长来计算目标总耗电量和实际总耗电量，能够保证计算结果的准确性。同时，在计算目标电池容量和实际消耗电池容量时，还多留了1天的余量，能够有效确保蓄电池存储的电能足够支撑目标连续阴雨天数的照明需求，并且路灯设备无需降低功率工作。

3、在目标控制参数中设置有电池电压欠压值，通过实时获取或者根据预设时间间隔获取蓄电池的电池电压，将获取的电池电压与电池电压欠压值进行比对判断蓄电池是否欠压，并在欠压情况下强制使能交流电充电电路对蓄电池进行充电，能够保证蓄电池不会因过放而导致降低寿命，同时确保路灯设备可以维持正常照明。

【附图说明】

下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。

图1是本发明一种交直流太阳能路灯控制方法的执行流程框图；

图2是本发明一种交直流太阳能路灯控制方法需要提供的电路原理框图；

图3是本发明中交流电充电电路和充电使能电路的具体电路图；

图4是本发明中交流电充电电路的辅助供电部分的电路图；

图5是本发明中LED放电电路、太阳能充电电路和防反接电路的具体电路图；

图6是本发明中接口采样电路的具体电路图；

图7是本发明中通讯电路的具体电路图；

图8是本发明中中央处理电路的具体电路图。

【具体实施方式】

为了更好地理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

请参阅图1至图8所示，本发明一种交直流太阳能路灯控制方法的较佳实施例，所述控制方法至少需提供中央处理电路1、通讯电路2、交流电充电电路3、太阳能充电电路4和LED放电电路5；交流电充电电路3通过充电使能电路6与中央处理电路1相连接；交流电充电电路3、太阳能充电电路4和LED放电电路5均连接蓄电池71，使用时交流电充电电路3通过交流电接口31接入市电32，太阳能充电电路4连接光伏组件72，LED放电电路5连接LED灯73；通讯电路2和太阳能充电电路4均与中央处理电路1相连接；

其中，所述中央处理电路1用于接收管理平台下发的目标控制参数、使能各个电路模块进行工作、向管理平台上报设备状态等；所述通讯电路2用于实现中央处理电路1与管理平台、其它平台的通讯功能；所述交流电充电电路3用于在电池亏电或者连续阴雨天时在电价谷底时段对蓄电池71进行充电；所述太阳能充电电路4用于控制光伏组件72在白天状态下给蓄电池71进行充电；所述LED放电电路5用于提供恒定电流源给LED灯73供电。

所述控制方法包括：

中央处理电路1通过通讯电路2接收管理平台设置并下发的目标控制参数，所述目标控制参数包括目标连续阴雨天数和电价谷底时段；根据所述目标控制参数计算出维持目标连续阴雨天数的目标电池容量，中央处理电路1控制蓄电池71根据目标电池容量存储电能，保证蓄电池71的容量能够满足目标连续阴雨天数的供电需求，而不会因蓄电池71电量不够导致路灯设备无法正常工作；

中央处理电路1在每一天的预定时间去获取未来目标天数的气象数据，所述未来目标天数等于目标连续阴雨天数，例如，管理平台下发的目标连续阴雨天数为3，那么中央处理电路1在每一天的预定时间都会获取未来3天的气象数据；预定时间可以根据实际需要进行设定，设定完成后，中央处理电路1都会在该预定时间去获取未来目标天数的气象数据，以根据获取的气象数据获知未来目标天数的天气情况；

在获取到的气象数据是未来目标天数为连续阴雨天时，中央处理电路1获取蓄电池71的实际工作参数，根据所述实际工作参数计算出目标连续阴雨天数的实际消耗电池容量；

中央处理电路1根据目标电池容量、实际消耗电池容量和电价谷底时段判断是否满足交流充电使能条件，如果满足交流充电使能条件，中央处理电路1控制充电使能电路6使能交流电充电电路3对蓄电池71进行充电；如果不满足交流充电使能条件，在白天状态下中央处理电路1控制太阳能充电电路4对蓄电池71进行充电；

在晚上状态下中央处理电路1控制蓄电池71通过LED放电电路5进行放电，以提供恒定电流源给LED灯73使用，满足照明需求。

本发明中通过利用管理平台设置并下发的目标控制参数来计算出维持目标连续阴雨天数的目标电池容量，并控制蓄电池71根据目标电池容量进行电能存储；同时，在监测到未来目标天数内即将出现阴雨天时，利用路灯设备的实际工作参数来计算出目标连续阴雨天数的实际消耗电池容量，并根据目标电池容量和实际消耗电池容量判断是否能够满足目标连续阴雨天数的实际供电需求，如果能够满足供电需求，则不使能交流电充电电路3对蓄电池71进行充电补充电能；如果不能够满足供电需求，则在电价谷底时段使能交流电充电电路3对蓄电池71充电补充电能。这样，不仅能够保证路灯设备在目标连续阴雨天数内以所需的功率进行照明，使亮度达到路灯照明验收标准，从而满足实际照明需求；而且在电价谷底时段才使能交流电充电电路3对蓄电池71补充电能，能够避免电价峰段带来的高昂用电费用，使照明用电成本降至最低，也可以避免在用电峰段对电网造成供电压力；同时，在每一天的预定时间都会去获取未来目标天数的气象数据进行监测，并预先存储所需的电能，能够有效确保即使出现长时间连续阴雨天也不会影响路灯设备的正常照明。

优选地，所述根据目标控制参数计算出维持目标连续阴雨天数的目标电池容量具体包括：

所述目标控制参数还包括一天中各个工作时段的负载功率和每个工作时段的工作时长；

根据一天中各个工作时段的负载功率和每个工作时段的工作时长，计算出路灯设备一天的目标总耗电量W1：

W1＝P₁×T₁+...+P_i×T_i；

其中，P_i表示第i个工作时段的负载功率，T_i表示第i个工作时段的工作时长；

根据路灯设备一天的目标总耗电量W1计算出维持目标连续阴雨天数的目标电池容量C1：

其中，n表示目标连续阴雨天数；V表示蓄电池71的系统电压，例如对于3.2V的供电系统，蓄电池71的系统电压即为32.V。

优选地，所述根据所述实际工作参数计算出目标连续阴雨天数的实际消耗电池容量具体包括：

所述实际工作参数包括一天中各个工作时段的实际负载功率和每个工作时段的实际工作时长；

根据一天中各个工作时段的实际负载功率和每个工作时段的实际工作时长，计算出路灯设备一天的实际总耗电量W2：

W2＝P₁×T₁+...+P_j×T_j；

其中，P_j表示第j个工作时段的实际负载功率，T_j表示第j个工作时段的实际工作时长；

根据路灯设备一天的实际总耗电量W2计算出目标连续阴雨天数的实际消耗电池容量C2：

其中，n表示目标连续阴雨天数；V表示蓄电池71的系统电压。

在本发明中，由于路灯设备在不同的工作时段的其负载功率可能不同，例如在行人或者车辆比较多的时间段，负载功率需要设置的高一些，以更好的满足照明需求；而在行人或者车辆比较少的时间段，负载功率可以设置的低一些，以达到节能的目的；因此本发明采用各个工作时段的负载功率和各个工作时段的工作时长来计算目标总耗电量W1和实际总耗电量W2，能够保证计算结果的准确性。同时，在计算目标电池容量C1和实际消耗电池容量C2时，还多留了1天的余量，能够有效确保蓄电池71存储的电能足够支撑目标连续阴雨天数的照明需求，并且路灯设备无需降低功率工作；0.9是蓄电池71的放电保护系数，能够避免蓄电池71过放，对蓄电池71起到保护作用。

优选地，所述交流充电使能条件包括：所述实际消耗电池容量大于目标电池容量，并且当前时间处于电价谷底时段内。因为路灯设备在具体工作时，管理平台设置并下发的负载功率和工作时长与路灯设备的实际负载功率和实际工作时长存在有一定的偏差，因此如果计算出的实际消耗电池容量大于目标电池容量，则表明蓄电池71存储的电能有可能无法满足目标连续阴雨天数的照明需求，因此需要使能交流电充电电路3对蓄电池71补充电能，使蓄电池71根据实际消耗电池容量进行电能存储，从而确保能够满足路灯设备在目标连续阴雨天数内的实际照明需求。同时，由于蓄电池71本身已经根据目标电池容量储备了一定的电能，并不需要立即补充电能，而在每一天当中电网都具有电价谷底时段，因此通过利用电价谷底时段对蓄电池71进行电能补充，既能够使用电费用降至最低，又能够保证蓄电池71存储的电能可以满足实际照明需求。

优选地，所述目标控制参数还包括电池电压欠压值；

所述控制方法还包括：中央处理电路1实时获取或者根据预设时间间隔(例如每10分钟获取一次蓄电池71的电池电压)去获取蓄电池71的电池电压，并根据电池电压欠压值、获取到的电池电压和电价谷底时段判断是否满足交流充电使能条件，如果满足交流充电使能条件，中央处理电路1强制使能交流电充电电路3对蓄电池71进行充电；如果不满足交流充电使能条件，中央处理电路1不强制使能交流电充电电路3对蓄电池71进行充电；

所述交流充电使能条件还包括：获取到的所述电池电压小于等于电池电压欠压值，当前时间处于电价谷底时段内但不处于工作时段内；以及获取到的所述电池电压小于等于电池电压欠压值，并且当前时间处于工作时段内。因为在实际使用的过程中，蓄电池71可能会出现过放的情况，当放电至电池电压小于等于电池电压欠压值时，如果继续放电将可能会影响蓄电池71的使用寿命；因此，当蓄电池71出现欠压情况时，就需要对蓄电池71及时充电补充电能，保证蓄电池71不会因过放而导致降低寿命。本发明中采用当电池电压小于等于电池电压欠压值时，如果路灯设备处于工作时段内，则立即强制使能交流电充电电路3对蓄电池71进行充电，以保证蓄电池71不会过放，同时确保路灯设备维持正常照明；如果路灯设备不处于工作时段内，则在电价谷底时段再强制使能交流电充电电路3对蓄电池71进行充电，以降低用电费用。当然，在具体实施时，如果在白天晴天的情况下出现电池电压小于等于电池电压欠压值的情况，并光伏组件72无异常，则控制太阳能充电电路4对蓄电池71进行充电，而不强制使能交流电充电电路3对蓄电池71进行充电。

优选地，所述控制方法还包括：中央处理电路1获取蓄电池71的放电曲线图，在获取到蓄电池71的电池电压后，根据电池电压从放电曲线图上获取电池剩余电量，并将电池剩余电量和电池电压通过通讯电路2上传给管理平台，以便于管理平台能够对蓄电池71的电池剩余电量和电池电压进行远程监控，使得在出现异常情况时能够及时派人去维修。

优选地，所述中央处理电路1获取未来目标天数的气象数据具体包括：中央处理电路1从路灯设备的定位模块中获取路灯设备所处的经纬度数据，并根据经纬度数据通过通讯电路2从相关平台(如天气预报平台)获取未来目标天数的气象数据。通过利用路灯设备的定位模块先获取路灯设备所处的经纬度数据，再根据经纬度数据从相关平台处获取未来目标天数的气象数据，能够保证获取到的气象数据更加准确，进而更好地实现对连续阴雨天的判断。

优选地，所述目标连续阴雨天数为2-4天。因设置的目标连续阴雨天数越大，蓄电池71就需要储备越多的电能，而蓄电池71能够存储的电能是有限的，路灯设备能够安装蓄电池71的空间也是有限的，难以扩容；因此，为了更好的满足实际使用场景，本发明中目标连续阴雨天数优选为2-4天，具体可以是2天、3天、4天之中的任意一个。同时，由于系统每一天都会去获取未来目标天数的气象数据进行判断，且未来目标天数等于目标连续阴雨天数，因此设置的目标连续阴雨天数较小，获取到的气象数据就会更加准确，判断出的结果也会更加准确。

优选地，所述控制方法还需要提供防反接电路8和接口采样电路9；交流电充电电路3、太阳能充电电路4和LED放电电路5均通过防反接电路8与蓄电池71相连接，以在蓄电池71反接时对电路起到保护作用；所述接口采样电路9分别连接到太阳能充电电路4的光伏组件接口41、LED放电电路5的LED灯接口51和防反接电路8的蓄电池接口711；还具体实施时，还可以提供状态指示灯电路10，所述状态指示灯电路10与中央处理电路1相连接，以通过状态指示灯电路10指示路灯设备的工作状态；

所述控制方法还包括：

所述接口采样电路9采集光伏组件接口41、LED灯接口51和蓄电池接口711的接口信号，并将采集到的接口信号传输给中央处理电路1；中央处理电路1根据接收的接口信号和预设逻辑功能使能各个接口的输出；例如，当采集到光伏组件接口41的引脚电压大于预设值时，使能光伏组件72对蓄电池71进行充电；又如当采集到LED灯接口51的引脚电流过大时，使能LED放电电路5调整输出电流等等。

请重点参照图3所示，所述交流电充电电路3具体包括：

由压敏电阻MOV1、压敏电阻MOV2、压敏电阻MOV3和GDT1放电管组成的防雷击浪涌电路，用于起到防雷击作用；

由X电容CX1、共模电感LF3、X电容CX2、共模电感LF2、电阻R25和电阻R26组成的EMI电路，用于抑制电磁干扰，其中CX1和CX2主要抑制差模干扰，LF3和LF2主要抑制共模干扰，R25和R26为放电电阻；

由整流器DB1、电容C3、电感L1和电容C4组成的整流滤波电路，用于起到整流和滤波的作用；

由电阻R10、电阻R22、电阻R30、电阻R34和电容C12组成的线电压采样电路，用于实现线电压的采样；

由电阻R14和电阻R20组成的启动电路，用于驱动芯片U1工作；

由二极管D9和电容C5组成的零电流采样电路，用于实现电流采样；

由升压电感L2、升压开关管D4、驱动电阻R12、驱动电阻R17和采样电阻R18组成的升压电路，用于实现升压；

由整流二极管D5、采样电阻R19、采样电阻R23和电容EC5组成的反馈采样电路，用于对芯片U1起到反馈的作用；

由电阻R4、电阻R11、电阻R15和电阻R32组成的输出电压采样电路，用于对升压电路输出的电压进行采样；

由电阻R28、电容C6、电阻R21和电容C7组成的电流采样滤波电路，用于实现电流的采样和滤波；

由pwm开关管D7、电阻R24、电阻R27和电阻R31组成的PWM开关电路，用于实现开关功能；

由变压器初级线圈TR2B、变压器次级绕组TR2A、辅助供电绕组TR3A和辅助绕组TR2C组成的变压器，用于实现电压的变换；

由电阻R5、电阻R6、电容C2和二极管D6组成的RCD钳位电路，用于实现初级电压峰值的钳位；

由电阻R1、电阻R2和电容C1组成的次级电压峰值的钳位；

由整流二极管D1、整流二极管D3、电容EC2、电容EC3、电容EC1、电阻R8和电阻R9组成整流滤波电路，用于对输出电压进行整流和滤波；

以及由整流管D8、电容EC6和假负载R29组成的辅助供电电路，用于实现辅助供电。

所述交流电充电电路3的工作原理如下：系统上电后，内部的高压JFET开始给芯片U1供电，当VCC的电压超过VCC_TH(12V)之后芯片U1开始工作，JFET停止充电。芯片U1工作后首先检测INFB上的电压，当VINFB高于VINFB_ST_TH并持续2.2ms以后，芯片U1开始工作，FLYBACK开关管开始执行开关动作，输出电压缓慢上升。一旦当FLYBACK MOSFET关断时检测到FB引脚电平大于0.6V，BOOST部分开始工作，BOOST输出电压逐渐升高。芯片U1内部VCC引脚集成35V的箝位管进行额外的箝位保护。当VCC电压跌至8.5V以下，JFET会重新给VCC充电。当VCC电压跌至UVLO阈值(7.5V)以下，芯片U1停止工作。在芯片U1启动后，如果INFB引脚的电压保持低于VBR_TH超过18ms，芯片U1会同时关断BOOST与FLYBACK的开关管。芯片U1进入自动重启状态，直至输入线电压正常。BOOST升压部分采用恒定导通时间(TON)控制，电感电流为临界连续模式，因此可以实现高功率因素校正。BOOST输出电压的大小由VINFB和VBFB来决定。VBFB从BOOST输出电压分压得到，VINFB由整流后的电压分压得到。BOOST输出电压调节环的基准电压典型值比INFB引脚的峰值电压高200mV，最小值箝位1.2V，最大值箝位1.9V。BOOST输出电压过压保护通过检测BFB引脚的电压来实现。当BFB的电压超过VBFB_OVP，芯片U1会立即关闭Gate1输出。该电路采用原边恒流控制消除副边反馈元件，反激拓步控制采用峰值电流控制模式，同时采用了临界导通模式和准谐振控制模式实现高效率工作。输出电压过压保护是通过FB引脚来实现的。当FB电压在屏蔽时间2.2us后仍然高于2V时，芯片U1会进入故障保护状态，COMP电压被拉低，GATE1和GATE2保持关断。计时约600ms后，重新检测，如果故障消除，则正常工作，如果未消除，则继续保护。当输出发生短路时，FB脚检测不到退磁信号，FLYBACK工作在4kHz左右低频，BOOST工作在空载保护模式。如果故障消除，则正常工作，如果未消除，则继续保护。

所述充电使能电路6由光敏耦合器Q4(包括Q4A和Q4B)、电阻R35和电阻R36组成。该充电使能电路6工作原理如下：当系统检测到电池亏电或者即将出现连续阴雨天时，在电量费率低谷时段启动交流电充电功能，启动时，中央处理电路1的主控芯片U14的POWERON/OFF引脚输出为低电平，通过R35限流Q4反馈到前级PWM电路，前级PWM引脚被拉高至VCC，开始给蓄电池71和负载供电。

请重点参照图5所示，所述防反接电路8由电阻R38、二极管D11和MOS管Q12组成。在工作时，当蓄电池71反接时，MOS管Q12截止，保护后级电路断开；当蓄电池71正确接入后，MOS管Q12导通，电路开始正常工作。

所述太阳能充电电路4由流MOS管Q5、MOS管Q6、MOS管Q8、MOS管Q10、MOS管Q14、驱动电阻R42、驱动电阻R49和驱动电阻R53组成；当中央处理电路1的主控芯片U14开始正常工作时，系统通过12pin检测光伏组件72的电压，当该引脚电压大于光控电压且温度小于阈值温度后，系统进入太阳能充电状态，充电使能引脚产生PWM脉冲信号，驱动MOS管Q5、Q6、Q8、Q10对蓄电池71进行充电；当电池电压大于过充电压且温度小于阈值温度后，系统进入过充保护状态，充电控制引脚输出低电平，停止对蓄电池71充电。

所述LED放电电路5具体包括电容C14、电容C15、电容C16、电容C17、电阻R41、二极管D12、电阻R51、电阻R52、开关管Q13、MOS管Q11、电阻R54、电阻R43、电阻R46、储能电感L2、二极管D10、电容C18、电阻R47、电阻R48、同向比例放大器U4A、电容C13、电阻R39、电阻R50、电阻R48和电容C22。其中电容C14、电容C15、电容C16和电容C17组成滤波电路，实现滤波功能；电阻R41为限流电阻，起到限流作用；二极管D12为稳压二极管，用于给放电控制芯片U3提供5V的工作电压；电阻R51和R52为偏置电阻；电阻R54为下拉电阻，用于防止放电控制芯片U3的1pin输出高电平；电阻R43为驱动电阻，用于减小高频干扰；电阻R46为下拉电阻；二极管D10和电容C18组成整流滤波电路，实现整流、滤波功能；电阻R47为电流采样电阻，实现电流采样；电阻R48为耦合电阻；电容C13、电阻R39和电阻R50组成放大系数调节电路，用于实现放大系数的调节；电阻R48和电容C22组成滤波电路，用于实现滤波功能。

所述LED放电电路5工作原理：当OFF/ONSW为高电平时，即进入夜间状态，放电控制芯片U3的使能脚被拉高，1pin的DRV脚开始输出PWM信号，PWM第一个周期时，Q11导通，L2开始储能，当达到固定的开通时间后，Q11截止，L2的电压叠加上BAT电池电压，通过D10、C18整流滤波后给LED灯73供电，负载电流在R47上产生的电压通过R45、C20滤波后送入U4A的同向输入端，该电位放大后通过R48反馈至U3的CS脚，当CS脚的电压大于100mV时，PWM导通，进入第二个周期的能量转换。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本发明的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本发明的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本发明的权利要求所保护的范围内。

Claims (9)

1.一种交直流太阳能路灯控制方法，其特征在于：所述控制方法至少需提供中央处理电路、通讯电路、交流电充电电路、太阳能充电电路和LED放电电路；交流电充电电路通过充电使能电路与中央处理电路相连接；交流电充电电路、太阳能充电电路和LED放电电路均连接蓄电池；通讯电路和太阳能充电电路均与中央处理电路相连接；所述控制方法包括：

中央处理电路通过通讯电路接收管理平台设置并下发的目标控制参数，所述目标控制参数包括目标连续阴雨天数和电价谷底时段；根据所述目标控制参数计算出维持目标连续阴雨天数的目标电池容量，中央处理电路控制蓄电池根据目标电池容量存储电能；

中央处理电路在每一天的预定时间去获取未来目标天数的气象数据，所述未来目标天数等于目标连续阴雨天数；

在获取到的气象数据是未来目标天数为连续阴雨天时，中央处理电路获取蓄电池的实际工作参数，根据所述实际工作参数计算出目标连续阴雨天数的实际消耗电池容量；

中央处理电路根据目标电池容量、实际消耗电池容量和电价谷底时段判断是否满足交流充电使能条件，如果满足交流充电使能条件，中央处理电路控制充电使能电路使能交流电充电电路对蓄电池进行充电；如果不满足交流充电使能条件，在白天状态下中央处理电路控制太阳能充电电路对蓄电池进行充电；

在晚上状态下中央处理电路控制蓄电池通过LED放电电路进行放电。

2.如权利要求1所述的一种交直流太阳能路灯控制方法，其特征在于：所述根据目标控制参数计算出维持目标连续阴雨天数的目标电池容量具体包括：

所述目标控制参数还包括一天中各个工作时段的负载功率和每个工作时段的工作时长；

根据一天中各个工作时段的负载功率和每个工作时段的工作时长，计算出路灯设备一天的目标总耗电量W1：

W1＝P₁×T₁+...+P_i×T_i；

其中，P_i表示第i个工作时段的负载功率，T_i表示第i个工作时段的工作时长；

根据路灯设备一天的目标总耗电量W1计算出维持目标连续阴雨天数的目标电池容量C1：

其中，n表示目标连续阴雨天数，V表示蓄电池的系统电压。

3.如权利要求2所述的一种交直流太阳能路灯控制方法，其特征在于：所述根据所述实际工作参数计算出目标连续阴雨天数的实际消耗电池容量具体包括：

所述实际工作参数包括一天中各个工作时段的实际负载功率和每个工作时段的实际工作时长；

根据一天中各个工作时段的实际负载功率和每个工作时段的实际工作时长，计算出路灯设备一天的实际总耗电量W2：

W2＝P₁×T₁+...+P_j×T_j；

其中，P_j表示第j个工作时段的实际负载功率，T_j表示第j个工作时段的实际工作时长；

根据路灯设备一天的实际总耗电量W2计算出目标连续阴雨天数的实际消耗电池容量C2：

其中，n表示目标连续阴雨天数，V表示蓄电池的系统电压。

4.如权利要求3所述的一种交直流太阳能路灯控制方法，其特征在于：所述交流充电使能条件包括：所述实际消耗电池容量大于目标电池容量，并且当前时间处于电价谷底时段内。

5.如权利要求1-4任意一项所述的一种交直流太阳能路灯控制方法，其特征在于：所述目标控制参数还包括电池电压欠压值；

所述控制方法还包括：中央处理电路实时获取或者根据预设时间间隔去获取蓄电池的电池电压，并根据电池电压欠压值、获取到的电池电压和电价谷底时段判断是否满足交流充电使能条件，如果满足交流充电使能条件，中央处理电路强制使能交流电充电电路对蓄电池进行充电；如果不满足交流充电使能条件，中央处理电路不强制使能交流电充电电路对蓄电池进行充电；

所述交流充电使能条件还包括：获取到的所述电池电压小于等于电池电压欠压值，当前时间处于电价谷底时段内但不处于工作时段内；以及获取到的所述电池电压小于等于电池电压欠压值，并且当前时间处于工作时段内。

6.如权利要求5所述的一种交直流太阳能路灯控制方法，其特征在于：所述控制方法还包括：中央处理电路获取蓄电池的放电曲线图，在获取到蓄电池的电池电压后，根据电池电压从放电曲线图上获取电池剩余电量，并将电池剩余电量和电池电压通过通讯电路上传给管理平台。

7.如权利要求1所述的一种交直流太阳能路灯控制方法，其特征在于：所述中央处理电路获取未来目标天数的气象数据具体包括：中央处理电路从路灯设备的定位模块中获取路灯设备所处的经纬度数据，并根据经纬度数据通过通讯电路从相关平台获取未来目标天数的气象数据。

8.如权利要求1所述的一种交直流太阳能路灯控制方法，其特征在于：所述目标连续阴雨天数为2-4天。

9.如权利要求1所述的一种交直流太阳能路灯控制方法，其特征在于：所述控制方法还需要提供防反接电路和接口采样电路；交流电充电电路、太阳能充电电路和LED放电电路均通过防反接电路与蓄电池相连接；所述接口采样电路分别连接到太阳能充电电路的光伏组件接口、LED放电电路的LED灯接口和防反接电路的蓄电池接口；所述控制方法还包括：

所述接口采样电路采集光伏组件接口、LED灯接口和蓄电池接口的接口信号，并将采集到的接口信号传输给中央处理电路；中央处理电路根据接收的接口信号和预设逻辑功能使能各个接口的输出。

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