CN115315039A - 一种太阳能供电市政路灯及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种太阳能供电市政路灯,涉及路灯控制技术领域,包括:灯体、光伏板、设置在所述灯体内的联控模块和太阳能综合供电模块;所述联控模块用于接收远程控制中心的调控信号,对路灯开关进行调控;所述太阳能综合供电模块用于为所述联控模块提供所需电压源和驱动LED路灯,并对太阳光线角度进行实时跟踪和调整,相应地,本申请还公开了一种太阳能供电市政路灯控制方法,本发明采用智能化监控管理方案可减少资源浪费,节约能源,同时灵活性高,可满足不同季节、时段的路灯开关调控。
Description
技术领域
本发明涉及路灯控制技术领域,具体涉及到一种太阳能供电市政路灯及其控制方法。
背景技术
太阳能是一种绿色可再生能源。其在各领域的推广使用极大地减少了环境污染和资源短缺的问题。太阳能路灯与传统的路灯相比,较好地改善了市政用电结构,节约了电力能源。但目前的太阳能路灯控制系统为了防止太阳能供电不足,大多采用与太阳能供电和市政供电相结合的方式,市政供电设施的铺设成本较高且需要设置切换电路,增加了电路复杂度,如何保证较好的太阳光利用率,是太阳能路灯研究的重要环节。且传统的路灯仅通过人为设置的固定时控或光控方式对路灯进行控制,方式单一,缺乏灵活性,不能根据季节、时段对路灯进行智能控制。
综上所述,如何克服上述缺陷,是本领域技术人员急需解决的问题。
发明内容
本方案针对上文提到的问题和需求,提出一种太阳能供电市政路灯,具体由于采取了如下技术方案而能够解决上述技术问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:太阳能供电市政路灯,包括:灯体、光伏板、设置在所述灯体内的联控模块和太阳能综合供电模块;
所述联控模块用于接收远程控制中心的调控信号,对路灯开关进行调控;
所述太阳能综合供电模块用于为所述联控模块提供所需电压源和驱动LED路灯,并对太阳光线角度进行实时跟踪和调整。
进一步地,所述联控模块包括环境感知模块、时间记录模块、控制器和无线通信模块;所述环境感知模块包括温度检测模块,所述温度检测模块与所述控制器电连接,所述温度检测模块用于通过温度检测器将检测到的环境温度变化信息传输至所述控制器;所述时间记录模块与所述控制器电连接,所述时间记录模块包括时钟模块,所述时钟模块用于进行计时;所述控制器通过所述无线通信模块与控制中心和路灯控制系统内的剩余路灯进行通信,所述控制器接收控制中心下发的路灯控制指令,并将其存储在存储器中,根据路灯控制指令中携带的路灯开关条件控制路灯进行开关动作和调节亮度;所述无线通信模块包括ZigBee模块和GPRS模块。
更进一步地,所述联控模块还包括智能路径规划模块,所述智能路径规划模块包括红外传感器和节点路灯状态检测模块;所述红外传感器设置在节点路灯上,用于在预设时间段检测对应路段是否有人通过;所述节点路灯状态检测模块用于根据控制中心下发的控制指令判断自身是否属于节点路灯,若为节点路灯则在环境光线低于设置阈值时保持常亮状态,若为非节点路灯则在所述预设时间段内关闭,当接收到节点路灯发送的对应路段有人通过的检测信号时开启或调节照明功率。
更进一步地,所述太阳能综合供电模块包括光线跟踪模块、充放电控制模块和供电模块;
所述光线跟踪模块用于对太阳能电池板的照射光线强弱进行检测和跟踪;所述充放电控制模块用于控制太阳能电池板对蓄电池的充电过程和蓄电池对LED负载的放电过程;所述供电模块用于将蓄电池的输出电压转换为所述联控模块工作所需电压。
更进一步地,所述光线跟踪模块包括光线检测模块和角度调整模块,所述光线检测模块将检测的电压变化信号传递给所述控制器,所述控制器根据电压变化信号控制所述角度调整模块进行调整,进而带动太阳能电池板进行角度变化;
所述光线检测模块包括垂直设置所述太阳能电池板四周的四个光敏检测电路,每个光敏检测电路采用电压比较器电路检测光线变化信号;
所述角度调整模块包括用于控制电机电源通断的继电器控制电路和控制电机正反转的控制电路,所述继电器控制电路的输入端与控制器的I/O端口连接,控制电路的输入控制端与所述继电器控制电路的输出端连接,所述控制电路包括继电器J1、继电器J2、二极管D1、二极管D2、三极管Q1、三极管Q2、电阻R4和电阻R5,所述继电器J1的一个输入端与所述继电器J2的一个输入端并接,所述二极管D1正极与所述继电器J1的另一个输入端并接后接地,所述二极管D1的负极,所述二极管D1的负极与所述继电器J1的一个输出端和所述三极管Q1的集电极并接,所述三极管Q1的基极通过所述电阻R4与控制器电连接,所述继电器J1的输出控制端与一电机相连接,所述二极管D2正极与所述继电器J2的另一个输入端并接后接地,所述二极管D2的负极,所述二极管D2的负极与所述继电器J2的一个输出端和所述三极管Q2的集电极并接,所述三极管Q2的基极通过所述电阻R5与控制器电连接,所述继电器J2的输出控制端与另一电机相连接。
更进一步地,所述充放电控制模块包括充电电路和放电电路;所述充电电路包括瞬态抑制二极管D3、二极管D4、稳压二极管D5、稳压二极管D6、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电容C1、MOS管Q1和MOS管Q2及由稳压二极管D7、电容C2和电流采样芯片M1组成的电流采样电路,所述瞬态抑制二极管D3与太阳能电池板输出端连接,所述电阻R7的一端和所述电阻R8的一端与太阳能电池板的一输出端连接,所述电阻R7的另一端与电流采样电路和所述电阻R10和所述电阻R11组成的分压网络并接,所述电阻R8的另一端与所述电阻R9、所述电容C1和所述稳压二极管D6组成的电压检测网络并接,所述二极管D4的正极与所述电阻R8的另一端并接,所述稳压二极管D5并接在所述MOS管Q1的栅极与源极之间,所述MOS管Q1的源极与所述二极管D4的负极并接后与太阳能电池板的另一输出端连接,所述MOS管Q1的漏极与所述MOS管Q2的源极相连接,所述MOS管Q2的漏极接地;
所述放电电路包括电感L1、MOS管Q3、MOS管Q4、稳压二极管D8、电容C3、电阻R12、电阻R13、电阻R14和电阻R15,蓄电池的输出端经过所述电感L1与所述MOS管Q3的漏极与负载LED的正极相连接,所述MOS管Q3的源极通过所述电阻R12接地,所述MOS管Q3的栅极通过一驱动电路与控制器连接,所述MOS管Q4的漏极与负载LED的负极相连接,所述MOS管Q4的源极通过所述电阻R13接地,所述MOS管Q4的栅极通过另一驱动电路与控制器连接,所述另一驱动电路与所述一驱动电路结构相同,所述电阻R14的一端与负载LED的正极相连接,所述电阻R14的另一端与所述电阻R15的一端、所述电容C3的一端和所述稳压二极管D8的负极并接,所述电阻R15的另一端、所述电容C3的另一端和所述稳压二极管D8的正极并接后接地。
一种太阳能供电市政路灯控制方法,用于对上述的太阳能供电市政路灯进行控制,包括:
根据光敏检测信号,由控制器控制光线跟踪模块对太阳光线进行跟踪,带动太阳能电池板进行角度变化,提高太阳能光伏板对太阳能的利用率;
通过所述充电电路采集太阳能光伏板输入的电压信号和蓄电池的电压信号,根据采集的电压信号判断是否发生欠压,若发生欠压则输出报警标志,否则判断是否满足充电条件,所述充电条件为太阳能光伏板的电压大于蓄电池的电压,且蓄电池的电压小于过充电压;
若满足充电条件则开始在预设时间段内对是否满足充电条件进行二次判断,若仍然满足充电条件,则对蓄电池进行充电,并根据光伏板电压信号大小调节蓄电池充电电路的充电功率;
不满足充电条件时则判断是否满足放电条件,若满足放电条件则在预设时间段内对是否满足放电条件进行二次判断,若仍然满足放电条件,则控制蓄电池对LED负载进行放电,所述放电条件为环境亮度小于LED灯开灯时的亮度,若不满足放电条件则回到空闲状态。
进一步地,对蓄电池进行充电时,控制器先对充电电流进行检测,判断检测值是否异常,若异常则输出报警标志并断开充电回路,否则根据预设阈值判断电流是否存在过大或过小情况,若是,则断开充电回路,否则对蓄电池电压进行检测,判断是否欠压,若发生欠压则输出报警标志,否则判断是否达到过充电压,当达到过充电压时则断开充电回路,若小于过充电压则继续充电。
进一步地,蓄电池对LED负载进行放电时,完成欠压判断后,若未发生欠压情况则判断环境亮度是否大于LED灯开灯时的亮度,若小于LED灯开灯时的亮度,则读取当前的时钟信息,根据路灯控制指令中携带的路灯开关条件控制路灯进行开关动作和调节亮度,所述路灯开关条件包括光控条件、时控条件和功率控制条件,光控条件包括外界环境光照强度与开灯照度比较后灯光开关控制结果,时控条件包括黎明、深夜和白天的时段路灯运行功率,功率控制条件包括按照设定的负载电流值驱动LED负载或者根据蓄电池的电量阈值微调负载电流设定值,再按调整后的电流值驱动LED负载。
从上述的技术方案可以看出,本发明的有益效果是:
1、采用智能化监控管理方案可减少电力资源的浪费,通过对太阳能资源的有效利用,可节约能源;
2、对路灯的控制灵活性高,可满足不同季节、时段的路灯开关调控。
3、对太阳能光线进行有效的智能跟踪,极大地提高了太阳能的利用率,通过充放电控制电路,保证了充放电过程的安全性。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外,下文中将结合附图对实施本发明的最优实施例进行更详尽的描述,以便能容易地理解本发明的特征和优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下文将对本发明实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,其中,附图仅仅用于展示本发明的一些实施例,而非将本发明的全部实施例限制于此。
图1为本发明中一种太阳能供电市政路灯的。
图2为本实施例中控制电路的电路结构示意图。
图3为本实施例中充电电路的电路结构示意图。
图4为本实施例中放电电路的电路结构示意图。
图5为本发明中一种太阳能供电市政路灯控制方法的具体步骤示意图。
具体实施方式
为了使得本发明的技术方案的目的、技术方案和优点更加清楚,下文中将结合本发明具体实施例的附图,对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。附图中相同的附图标记代表相同的部件。需要说明的是,所描述的实施例是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例,本领域普通技术人员在无需创造性劳动的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。
本申请首先通过控制中心集中控制和各路灯之间的联动控制,实现了路灯多时段、多路段的不同控制方式,灵活性更高,且利用光敏检测进行光线追踪,以简单的电路结构提高了太阳能的利用率,保证充足的电能转换,同时,通过充放电控制电路,实现安全的充放电过程。
如图1所示,一种太阳能供电市政路灯,包括:灯体、光伏板、设置在所述灯体内的联控模块和太阳能综合供电模块。所述联控模块用于接收远程控制中心的调控信号,对路灯开关进行调控。
具体地,所述联控模块包括环境感知模块、时间记录模块、控制器和无线通信模块;所述环境感知模块包括温度检测模块,所述温度检测模块与所述控制器电连接,所述温度检测模块用于通过温度检测器将检测到的环境温度变化信息传输至所述控制器;所述时间记录模块与所述控制器电连接,所述时间记录模块包括时钟模块,所述时钟模块用于进行计时;所述控制器通过所述无线通信模块与控制中心和路灯控制系统内的剩余路灯进行通信,所述控制器接收控制中心下发的路灯控制指令,并将其存储在存储器中,根据路灯控制指令中携带的路灯开关条件控制路灯进行开关动作和调节亮度;所述无线通信模块包括ZigBee模块和GPRS模块。
所述联控模块还包括智能路径规划模块,所述智能路径规划模块包括红外传感器和节点路灯状态检测模块;所述红外传感器设置在节点路灯上,用于在预设时间段检测对应路段是否有人通过;所述节点路灯状态检测模块用于根据控制中心下发的控制指令判断自身是否属于节点路灯,若为节点路灯则在环境光线低于设置阈值时保持常亮状态,若为非节点路灯则在所述预设时间段内关闭,当接收到节点路灯发送的对应路段有人通过的检测信号时开启或调节照明功率。
在本实施例中,在预设时间段内,例如凌晨1点至4点,仅保证节点路灯处于常亮状态或者保证节点路灯处于100%功率常亮状态,非节点路灯保持在低于30%-50%功率的状态,检测是否有行人通过,当有人通过时,对应路段的非节点路灯根据接收到的无线信号控制路灯开启或恢复正常功率,达到节能目的。
所述太阳能综合供电模块用于为所述联控模块提供所需电压源和驱动LED路灯,并对太阳光线角度进行实时跟踪和调整。
所述太阳能综合供电模块包括光线跟踪模块、充放电控制模块和供电模块。所述光线跟踪模块用于对太阳能电池板的照射光线强弱进行检测和跟踪;所述充放电控制模块用于控制太阳能电池板对蓄电池的充电过程和蓄电池对LED负载的放电过程;所述供电模块用于将蓄电池的输出电压转换为所述联控模块工作所需电压。
具体地,所述光线跟踪模块包括光线检测模块和角度调整模块,所述光线检测模块将检测的电压变化信号传递给所述控制器,所述控制器根据电压变化信号控制所述角度调整模块进行调整,进而带动太阳能电池板进行角度变化;所述光线检测模块包括垂直设置所述太阳能电池板四周的四个光敏检测电路,每个光敏检测电路采用电压比较器电路检测光线变化信号。光敏检测电路中光敏电阻的变化引起电压比较器的输出电压变化,根据该变化电压可判断光线强度的变化信息,进而调整光伏板的朝向。
在本实施例中,所述供电模块包括5V电压转换电路,5V电压转换电路由电压转换芯片及外围元件组成。
如图2所示,所述角度调整模块包括用于控制电机电源通断的继电器控制电路和控制电机正反转的控制电路,所述继电器控制电路的输入端与控制器的I/O端口连接,控制电路的输入控制端与所述继电器控制电路的输出端连接,所述控制电路包括继电器J1、继电器J2、二极管D1、二极管D2、三极管Q1、三极管Q2、电阻R4和电阻R5,所述继电器J1的一个输入端与所述继电器J2的一个输入端并接,所述二极管D1正极与所述继电器J1的另一个输入端并接后接地,所述二极管D1的负极,所述二极管D1的负极与所述继电器J1的一个输出端和所述三极管Q1的集电极并接,所述三极管Q1的基极通过所述电阻R4与控制器电连接,所述继电器J1的输出控制端与一电机相连接,所述二极管D2正极与所述继电器J2的另一个输入端并接后接地,所述二极管D2的负极,所述二极管D2的负极与所述继电器J2的一个输出端和所述三极管Q2的集电极并接,所述三极管Q2的基极通过所述电阻R5与控制器电连接,所述继电器J2的输出控制端与另一电机相连接。
在本实施例中,继电器控制电路用于控制电机驱动电源的通过,继电器控制电路由两路单路继电器控制电路实现,每个单路继电器控制电路的输入端与控制器的I/O端口连接,其由三极管和继电器组成。
如图3至图4所示,所述充放电控制模块包括充电电路和放电电路。所述充电电路包括瞬态抑制二极管D3、二极管D4、稳压二极管D5、稳压二极管D6、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电容C1、MOS管Q1和MOS管Q2及由稳压二极管D7、电容C2和电流采样芯片M1组成的电流采样电路,所述瞬态抑制二极管D3与太阳能电池板输出端连接,所述电阻R7的一端和所述电阻R8的一端与太阳能电池板的一输出端连接,所述电阻R7的另一端与电流采样电路和所述电阻R10和所述电阻R11组成的分压网络并接,所述电阻R8的另一端与所述电阻R9、所述电容C1和所述稳压二极管D6组成的电压检测网络并接,所述二极管D4的正极与所述电阻R8的另一端并接,所述稳压二极管D5并接在所述MOS管Q1的栅极与源极之间,所述MOS管Q1的源极与所述二极管D4的负极并接后与太阳能电池板的另一输出端连接,所述MOS管Q1的漏极与所述MOS管Q2的源极相连接,所述MOS管Q2的漏极接地。
在本实施例中,两个MOS管组合完成电路的通断控制,两个MOS管的通断控制由控制器通过MOS管驱动电路实现。Q1的栅极电压取自太阳能板,当太阳能板反接时,Q1无法得到正向的栅源偏置电压而导通,因此具有反接保护作用。向瞬态抑制二极管可对路中瞬间出现的浪涌电压脉冲起到分流、箝位的作用,电阻分压网络用于对蓄电池的电压进行检测,而电阻R8、电阻R9和稳压二极管D6用于对太阳能电池板进行电压检测,二极管D4可防止太阳能板反接时,过高的电压被引入控制器接口,并且在太阳能板电压大于蓄电池电压时,D6正向导通。充电的采样电流流经采样电阻R7后,再由电流采样电路进行电压信号放大输出至控制器进行分析。
所述放电电路包括电感L1、MOS管Q3、MOS管Q4、稳压二极管D8、电容C3、电阻R12、电阻R13、电阻R14和电阻R15,蓄电池的输出端经过所述电感L1与所述MOS管Q3的漏极与负载LED的正极相连接,所述MOS管Q3的源极通过所述电阻R12接地,所述MOS管Q3的栅极通过一驱动电路与控制器连接,所述MOS管Q4的漏极与负载LED的负极相连接,所述MOS管Q4的源极通过所述电阻R13接地,所述MOS管Q4的栅极通过另一驱动电路与控制器连接,所述另一驱动电路与所述一驱动电路结构相同,所述电阻R14的一端与负载LED的正极相连接,所述电阻R14的另一端与所述电阻R15的一端、所述电容C3的一端和所述稳压二极管D8的负极并接,所述电阻R15的另一端、所述电容C3的另一端和所述稳压二极管D8的正极并接后接地。
在本实施例中,放电电路对负载LED采用的是恒流控制方式,R12用于采样蓄电池放电电流峰值,R13用于采样LED负载电流值,Q4控制负载的通断,Q3控制电路的运行,当Q3闭合,输入电流流经电感,通过Q3到地,同时电感上的电流以一定的速率线性增加,。当Q3断开,由于电感的电流保持特性,流经电感的电流不会立马降为零,而会对LED负载放电,该电路的工作过程就是电感不断吸收能量、释放能量的过程。
如图4所示,一驱动电路由电阻Rn1、电阻Rn2、电阻Rn3、三极管Qn1、三极管Qn2和三极管Qn3组成。该驱动电路是用于将控制器输出的电压信号进行转换,从而有效的控制MOS管的开关与通断。
如图5所示,一种太阳能供电市政路灯控制方法,用于对上述的太阳能供电市政路灯进行控制,具体包括以下步骤:
步骤Step1:根据光敏检测信号,由控制器控制光线跟踪模块对太阳光线进行跟踪,带动太阳能电池板进行角度变化,提高太阳能光伏板对太阳能的利用率;
步骤Step2:通过所述充电电路采集太阳能光伏板输入的电压信号和蓄电池的电压信号,根据采集的电压信号判断是否发生欠压,若发生欠压则输出报警标志,否则判断是否满足充电条件,所述充电条件为太阳能光伏板的电压大于蓄电池的电压,且蓄电池的电压小于过充电压;
步骤Step3:若满足充电条件则开始在预设时间段内对是否满足充电条件进行二次判断,若仍然满足充电条件,则对蓄电池进行充电,并根据光伏板电压信号大小调节蓄电池充电电路的充电功率;
步骤Step4:不满足充电条件时则判断是否满足放电条件,若满足放电条件则在预设时间段内对是否满足放电条件进行二次判断,若仍然满足放电条件,则控制蓄电池对LED负载进行放电,所述放电条件为环境亮度小于LED灯开灯时的亮度,若不满足放电条件则回到空闲状态。
具体地,对蓄电池进行充电时,控制器先对充电电流进行检测,判断检测值是否异常,若异常则输出报警标志并断开充电回路,否则根据预设阈值判断电流是否存在过大或过小情况,若是,则断开充电回路,否则对蓄电池电压进行检测,判断是否欠压,若发生欠压则输出报警标志,否则判断是否达到过充电压,当达到过充电压时则断开充电回路,若小于过充电压则继续充电。
具体地,蓄电池对LED负载进行放电时,完成欠压判断后,若未发生欠压情况则判断环境亮度是否大于LED灯开灯时的亮度,若小于LED灯开灯时的亮度,则读取当前的时钟信息,根据路灯控制指令中携带的路灯开关条件控制路灯进行开关动作和调节亮度,所述路灯开关条件包括光控条件、时控条件和功率控制条件,光控条件包括外界环境光照强度与开灯照度比较后灯光开关控制结果,时控条件包括黎明、深夜和白天的时段路灯运行功率,功率控制条件包括按照设定的负载电流值驱动LED负载或者根据蓄电池的电量阈值微调负载电流设定值,再按调整后的电流值驱动LED负载。
应当说明的是,本发明所述的实施方式仅仅是实现本发明的优选方式,对属于本发明整体构思,而仅仅是显而易见的改动,均应属于本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种太阳能供电市政路灯,其特征在于,包括:灯体、光伏板、设置在所述灯体内的联控模块和太阳能综合供电模块;
所述联控模块用于接收远程控制中心的调控信号,对路灯开关进行调控;
所述太阳能综合供电模块用于为所述联控模块提供所需电压源和驱动LED路灯,并对太阳光线角度进行实时跟踪和调整。
2.如权利要求1所述的太阳能供电市政路灯,其特征在于,所述联控模块包括环境感知模块、时间记录模块、控制器和无线通信模块;所述环境感知模块包括温度检测模块,所述温度检测模块与所述控制器电连接,所述温度检测模块用于通过温度检测器将检测到的环境温度变化信息传输至所述控制器;所述时间记录模块与所述控制器电连接,所述时间记录模块包括时钟模块,所述时钟模块用于进行计时;所述控制器通过所述无线通信模块与控制中心和路灯控制系统内的剩余路灯进行通信,所述控制器接收控制中心下发的路灯控制指令,并将其存储在存储器中,根据路灯控制指令中携带的路灯开关条件控制路灯进行开关动作和调节亮度;所述无线通信模块包括ZigBee模块和GPRS模块。
3.如权利要求2所述的太阳能供电市政路灯,其特征在于,所述联控模块还包括智能路径规划模块,所述智能路径规划模块包括红外传感器和节点路灯状态检测模块;所述红外传感器设置在节点路灯上,用于在预设时间段检测对应路段是否有人通过;所述节点路灯状态检测模块用于根据控制中心下发的控制指令判断自身是否属于节点路灯,若为节点路灯则在环境光线低于设置阈值时保持常亮状态,若为非节点路灯则在所述预设时间段内关闭,当接收到节点路灯发送的对应路段有人通过的检测信号时开启或调节照明功率。
4.如权利要求2所述的太阳能供电市政路灯,其特征在于,所述太阳能综合供电模块包括光线跟踪模块、充放电控制模块和供电模块;所述光线跟踪模块用于对太阳能电池板的照射光线强弱进行检测和跟踪;所述充放电控制模块用于控制太阳能电池板对蓄电池的充电过程和蓄电池对LED负载的放电过程;所述供电模块用于将蓄电池的输出电压转换为所述联控模块工作所需电压。
5.如权利要求4所述的太阳能供电市政路灯,其特征在于,所述光线跟踪模块包括光线检测模块和角度调整模块,所述光线检测模块将检测的电压变化信号传递给所述控制器,所述控制器根据电压变化信号控制所述角度调整模块进行调整,进而带动太阳能电池板进行角度变化;
所述光线检测模块包括垂直设置所述太阳能电池板四周的四个光敏检测电路,每个光敏检测电路采用电压比较器电路检测光线变化信号;
所述角度调整模块包括用于控制电机电源通断的继电器控制电路和控制电机正反转的控制电路,所述继电器控制电路的输入端与控制器的I/O端口连接,控制电路的输入控制端与所述继电器控制电路的输出端连接,所述控制电路包括继电器J1、继电器J2、二极管D1、二极管D2、三极管Q1、三极管Q2、电阻R4和电阻R5,所述继电器J1的一个输入端与所述继电器J2的一个输入端并接,所述二极管D1正极与所述继电器J1的另一个输入端并接后接地,所述二极管D1的负极,所述二极管D1的负极与所述继电器J1的一个输出端和所述三极管Q1的集电极并接,所述三极管Q1的基极通过所述电阻R4与控制器电连接,所述继电器J1的输出控制端与一电机相连接,所述二极管D2正极与所述继电器J2的另一个输入端并接后接地,所述二极管D2的负极,所述二极管D2的负极与所述继电器J2的一个输出端和所述三极管Q2的集电极并接,所述三极管Q2的基极通过所述电阻R5与控制器电连接,所述继电器J2的输出控制端与另一电机相连接。
6.如权利要求4所述的太阳能供电市政路灯,其特征在于,所述充放电控制模块包括充电电路和放电电路;
所述充电电路包括瞬态抑制二极管D3、二极管D4、稳压二极管D5、稳压二极管D6、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电容C1、MOS管Q1和MOS管Q2及由稳压二极管D7、电容C2和电流采样芯片M1组成的电流采样电路,所述瞬态抑制二极管D3与太阳能电池板输出端连接,所述电阻R7的一端和所述电阻R8的一端与太阳能电池板的一输出端连接,所述电阻R7的另一端与电流采样电路和所述电阻R10和所述电阻R11组成的分压网络并接,所述电阻R8的另一端与所述电阻R9、所述电容C1和所述稳压二极管D6组成的电压检测网络并接,所述二极管D4的正极与所述电阻R8的另一端并接,所述稳压二极管D5并接在所述MOS管Q1的栅极与源极之间,所述MOS管Q1的源极与所述二极管D4的负极并接后与太阳能电池板的另一输出端连接,所述MOS管Q1的漏极与所述MOS管Q2的源极相连接,所述MOS管Q2的漏极接地;
所述放电电路包括电感L1、MOS管Q3、MOS管Q4、稳压二极管D8、电容C3、电阻R12、电阻R13、电阻R14和电阻R15,蓄电池的输出端经过所述电感L1与所述MOS管Q3的漏极与负载LED的正极相连接,所述MOS管Q3的源极通过所述电阻R12接地,所述MOS管Q3的栅极通过一驱动电路与控制器连接,所述MOS管Q4的漏极与负载LED的负极相连接,所述MOS管Q4的源极通过所述电阻R13接地,所述MOS管Q4的栅极通过另一驱动电路与控制器连接,所述另一驱动电路与所述一驱动电路结构相同,所述电阻R14的一端与负载LED的正极相连接,所述电阻R14的另一端与所述电阻R15的一端、所述电容C3的一端和所述稳压二极管D8的负极并接,所述电阻R15的另一端、所述电容C3的另一端和所述稳压二极管D8的正极并接后接地。
7.一种太阳能供电市政路灯控制方法,用于对权利要求1至6所述的太阳能供电市政路灯进行控制,其特征在于,包括:
根据光敏检测信号,由控制器控制光线跟踪模块对太阳光线进行跟踪,带动太阳能电池板进行角度变化,提高太阳能光伏板对太阳能的利用率;
通过所述充电电路采集太阳能光伏板输入的电压信号和蓄电池的电压信号,根据采集的电压信号判断是否发生欠压,若发生欠压则输出报警标志,否则判断是否满足充电条件,所述充电条件为太阳能光伏板的电压大于蓄电池的电压,且蓄电池的电压小于过充电压;
若满足充电条件则开始在预设时间段内对是否满足充电条件进行二次判断,若仍然满足充电条件,则对蓄电池进行充电,并根据光伏板电压信号大小调节蓄电池充电电路的充电功率;
不满足充电条件时则判断是否满足放电条件,若满足放电条件则在预设时间段内对是否满足放电条件进行二次判断,若仍然满足放电条件,则控制蓄电池对LED负载进行放电,所述放电条件为环境亮度小于LED灯开灯时的亮度,若不满足放电条件则回到空闲状态。
8.如权利要求7所述的太阳能供电市政路灯控制方法,其特征在于,对蓄电池进行充电时,控制器先对充电电流进行检测,判断检测值是否异常,若异常则输出报警标志并断开充电回路,否则根据预设阈值判断电流是否存在过大或过小情况,若是,则断开充电回路,否则对蓄电池电压进行检测,判断是否欠压,若发生欠压则输出报警标志,否则判断是否达到过充电压,当达到过充电压时则断开充电回路,若小于过充电压则继续充电。
9.如权利要求7所述的太阳能供电市政路灯控制方法,其特征在于,蓄电池对LED负载进行放电时,完成欠压判断后,若未发生欠压情况则判断环境亮度是否大于LED灯开灯时的亮度,若小于LED灯开灯时的亮度,则读取当前的时钟信息,根据路灯控制指令中携带的路灯开关条件控制路灯进行开关动作和调节亮度,所述路灯开关条件包括光控条件、时控条件和功率控制条件,光控条件包括外界环境光照强度与开灯照度比较后灯光开关控制结果,时控条件包括黎明、深夜和白天的时段路灯运行功率,功率控制条件包括按照设定的负载电流值驱动LED负载或者根据蓄电池的电量阈值微调负载电流设定值,再按调整后的电流值驱动LED负载。
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CN117411159A (zh) * | 2023-11-27 | 2024-01-16 | 佛山市晟阳太阳能科技有限公司 | 一种太阳能充电智能控制电路 |
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