CN201539807U - 太阳能巷子灯 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种太阳能巷子灯，包括太阳能电池板、配电箱、灯杆组件和路灯，其中，所述的配电箱内置有蓄电池及控制电路，所述的太阳能电池板通过控制电路对蓄电池充电，所述的控制电路可调节通用控制、光控及延时工作模式，控制蓄电池的充放电，控制电路与所述的路灯连接并控制路灯按设定的模式亮灭。本实用新型提供的太阳能巷子灯，可设置多种工作模式，灵活调节开启和亮灯时间，节能环保，设计合理，维护方便。本实用新型采用PWM模式充电，根据电压点自动选择充电电流，具有过充、过放、过载保护、防反接功能，延长蓄电池的寿命。
Description
技术领域
本实用新型涉及照明灯具领域，尤其涉及一种太阳能巷子灯。
背景技术
道路公共照明系统的电源主要采用市电供电方式供电，灯具采用节能灯或者普通钠灯，其缺点是消耗外界能量，功耗大；需要拉电线，布线较为复杂；而且随着季节的变化，昼夜时间变化较大，易造成维护不及时等缺点。随着地球资源的日益贫乏，基础能源的投资成本日益攀高，各种安全和污染隐患可谓是无处不在。太阳能作为一种“取之不尽，用之不竭”的安全、环保新能源越来越受到重视。太阳能照明产品的应用也越来越广泛，包括应用于道路等公共场所的照明。
现有的太阳能路灯系统在白天采用太阳能电池发电给蓄电池充电，在黑夜利用蓄电池给灯具提供电能使路灯照亮路面，而控制开启和亮灯时间的调节通常采用实时定时方式，随着季节的变化，昼夜时间变化较大，造成维护不及时等缺点。
实用新型内容
本实用新型针对以上不足，提供一种节能环保的太阳能巷子灯，可设置多种工作模式，灵活调节开启和亮灯时间，设计合理，维护方便。
本实用新型采用的技术方案是：
一种太阳能巷子灯，包括太阳能电池板、配电箱、灯杆组件和路灯，其中，所述的配电箱内置有蓄电池及控制电路，所述的太阳能电池板通过控制电路对蓄电池充电，所述的控制电路可调节通用控制、光控及延时工作模式，控制蓄电池的充放电，控制电路与所述的路灯连接并控制路灯按设定的模式亮灭。所述的路灯为LED灯。
进一步的，所述的控制电路是由单片机及其外围组成的电路，包括单片机控制电路，其输入连接于电源电路、电压检测电路及按键，输出连接于负载输出、显示LED电路及指示灯，其输入输出与PWM充电控制电路相连接；
电源电路，其输入连接于蓄电池，为控制电路提供工作电源；
电压检测电路，其输入连接于太阳能电池板和蓄电池，将检测的电压信号传输至单片机控制电路；
PWM充电控制电路，其输入输出还与蓄电池相连接，控制蓄电池的充放电；
负载输出电路，其输出与LED灯相连。
进一步的，所述的单片机控制电路包括单片机芯片及连接于其上的晶振电路，优选的，所述的单片机芯片为PIC16F716，其内嵌有专用软件。
进一步的，所述的电压检测电路包括太阳能输入电压检测电路和蓄电池电压检测电路，太阳能输入电压检测电路输入连接于太阳能电池板，经过上拉电阻、分压电阻和滤波电容连接至单片机芯片；蓄电池电压检测电路输入连接于蓄电池，经过上拉电阻、分压电阻和滤波电容连接至单片机芯片。
进一步的，所述的电源电路输入连接于蓄电池，经过保险丝、二极管和滤波电容后连接至三端稳压芯片，经过滤波电容输出+5V工作电源电压。
进一步的，所述的PWM充电控制电路输入连接于太阳能电池板，是由三极管和场效应管组成的串联式PWM开关控制电路，通过控制场效应管的导通和截止来进行蓄电池充放电控制。
进一步的，所述的负载输出电路是PWM脉宽调制负载输出电路，通过控制场效应管的导通和截止来控制LED灯的亮灭。
进一步的，所述的显示LED电路包括移位寄存器芯片和LED数码显示管，并通过限流电阻相连接。
进一步的，所述的按键包括按键开关，经过滤波电容和电阻连接至单片机芯片。所述的指示灯包括红色指示灯和绿色指示灯，由红色发光二极管和绿色发光二极管组成，并分别通过电阻与单片机芯片相连接。
本实用新型克服了现有技术的不足，可灵活调节开启和亮灯时间，便于维护和使用，节能环保。本实用新型采用PWM模式充电，根据电压点自动选择充电电流，具有过充、过放、过载保护、防反接功能，延长蓄电池的寿命。
附图说明
图1是本实用新型太阳能巷子灯的系统结构示意图；
图2是本实用新型太阳能巷子灯的系统电路原理框图；
图3是本实用新型太阳能巷子灯控制电路的原理图。
具体实施方式
现结合附图说明和具体实施方式对本实用新型进一步说明。
参阅图1所示，本实用新型公开的一种太阳能巷子灯，包括太阳能电池板1、配电箱2、灯杆组件3和路灯4，安装于巷子路的墙壁上，其中，所述的配电箱2内置有蓄电池21及控制电路22，所述的太阳能电池板1通过控制电路22对蓄电池21充电，所述的控制电路22可调节通用控制、光控及延时工作模式，控制蓄电池21的充放电，控制电路22与所述的路灯4连接并控制路灯4按设定的模式亮灭。其中，所述的路灯4为LED灯。
进一步的，参阅图2所示，所述的控制电路22是由单片机及其外围组成的电路，包括：
单片机控制电路221，其输入连接于电源电路222、电压检测电路223及按键227，输出连接于负载输出225、显示LED电路226及指示灯228，其输入输出与PWM充电控制电路224相连接；
电源电路222，其输入连接于蓄电池21，为控制电路22提供工作电源；
电压检测电路223，其输入连接于太阳能电池板1和蓄电池21，将检测的电压信号传输至单片机控制电路221；
PWM充电控制电路224，其输入输出还与蓄电池21相连接，控制蓄电池21的充放电；
负载输出电路225，其输出与LED灯相连。
进一步的，参阅图3所示，所述的单片机控制电路221包括单片机芯片U1及连接于其上的晶振电路，所述的单片机芯片U1为PIC16F716。
进一步的，所述的电压检测电路223包括太阳能输入电压检测电路和蓄电池电压检测电路，太阳能输入电压检测电路输入连接于太阳能电池板，经过上拉电阻R22、分压电阻R23和滤波电容C10连接至单片机芯片U1；蓄电池电压检测电路输入连接于蓄电池，经过上拉电阻R21、分压电阻R20和滤波电容C9连接至单片机芯片U1。单片机芯片U1接收电压检测电路223检测的电压信号后产生控制信号，具有过充、过放、过载保护、防反接保护等全自动控制。
进一步的，所述的电源电路222输入连接于蓄电池，经过保险丝FUSE1、二极管D1和滤波电容C1、C3后连接至三端稳压芯片U4，经过滤波电容C2、C4输出+5V工作电源电压。
进一步的，所述的PWM充电控制电路224输入连接于太阳能电池板1，经过二极管D6、稳压二极管D7连接至三极管Q6的集电极，所述三极管Q6的基极与三极管Q7的基极相连接于三极管Q5的集电极，三极管Q5的基极通过电阻R17与单片机芯片U1相连，三极管Q6的发射极与三极管Q7的发射极相连接并通过电阻R19、稳压二极管D5连接至场效应管FET2的栅极，场效应管FET2的漏极与太阳能电池板输入相连，通过控制场效应管FET2的导通和截止来进行蓄电池充放电控制，其中，三极管Q5、三极管Q6为PNP型三极管，三极管Q7为NPN型三极管。通过PWM充电控制电路，使充电回路的电压损失较现有的充电电路降低近一半，充电效率提高3％-6％，增加了用电时间。
进一步的，所述的负载输出电路225是PWM脉宽调制负载输出电路，包括三极管Q3、三极管Q4、三极管Q5、场效应管FET1、稳压二极管D4及电阻R12、电阻R13、电阻R14，三极管Q3的基极与三极管Q4的基极相连接于三极管Q2的集电极并通过上拉电阻R13连接至三极管Q3的集电极，三极管Q3的发射极与三极管Q4的发射极相连接并通过电阻R14、稳压二极管D4连接至场效应管FET1的栅极，场效应管FET1的漏极接至输出端连接路灯。
进一步的，所述的显示LED电路226包括移位寄存器芯片U2和LED数码显示管U3，并通过限流电阻R4-R11相连接。
进一步的，所述的按键227包括按键开关S1，经过滤波电容C6、电阻R15和限流电阻R16连接至单片机芯片U1。
进一步的，所述的指示灯228包括红色指示灯和绿色指示灯，由红色发光二极管D2和绿色发光二极管D3组成，并分别通过电阻R1和R2与单片机芯片U1相连接。
本实用新型的工作原理是：
所述的控制电路采用了内嵌有专用软件的单片机芯片，通过按键开关设置控制电路的工作模式，包括有通用控制器模式、纯光控开关模式、光控开定时延时关模式，实现智能控制。在纯光控开关模式中，当没有阳光时，光强降到启动点，控制电路延时10分钟确认启动信号后，开通负载，负载开始工作；当有阳光时，光强升到启动点以上，控制电路延时10分钟确认关闭输出信号后关闭输出，负载停止工作。在光控开定时延时关模式时，当没有阳光时，光强降到启动点，控制电路延时10分钟确认启动信号后，开通负载，负载开始工作；当负载工作到设定的时间就关闭负载，如采用光控开+12h延时关，当负载工作12小时后就关闭负载。根据延时时间的长短，对LED灯的功率进行调节，以使蓄电池延长使用时间。在通用控制器模式时则是取消光控、时控、延时功能。
其工作模式设置方法为：按下按键开关持续3秒，LED数码显示管闪烁，松开按键开关后，每按一次按键开关转换一个数字，直到LED显示的数字对应上工作模式对应的数字(按照其延时时间不同设置不同的数字)即停止按键，长按住持续3秒，等到LED显示的数字不闪烁即完成设置。非设置状态时，每按一次按键开关，LED数码显示管点亮，可观察到设置的值。
蓄电池处于充电状态时，若系统连接正常，且有阳光照射到光电池板时，绿色指示灯常亮，表示系统充电电路正常；当绿色指示灯出现闪烁时，说明系统正处于浮充状态；若充电充满，绿色指示灯为熄灭状态，表示系统充满电。充电采用PWM模式，根据不同的电压点，自动选择充电电流。这些自动控制过程将使蓄电池达到最佳充电效果并保证或延长其使用寿命。蓄电池处于放电状态时，开通负载，红色指示灯常亮。如果蓄电池的电压小于11V，红色指示灯将出现快闪，控制电路将关闭蓄电池输出，提示用户充电。当设定的延时时间到后，控制电路将关闭负载，红色指示灯出现慢闪提示。通过指示灯可直观地指示当前状态，让用户了解使用状况，方便维护，延长使用寿命。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型保护的范围之内。
Claims (9)
1.太阳能巷子灯，包括太阳能电池板(1)、灯杆组件(3)和路灯(4)，其特征在于：还包括配电箱(2)，该配电箱(2)内置有蓄电池(21)及控制电路(22)，所述的太阳能电池板(1)通过控制电路(22)对蓄电池(21)充电，所述的控制电路(22)可调节通用控制、光控及延时工作模式，控制蓄电池(21)的充放电，控制电路(22)与所述的路灯(4)连接并控制路灯(4)按设定的模式亮灭。
2.根据权利要求1所述的太阳能巷子灯，其特征在于：所述的路灯(4)为LED灯。
3.根据权利要求1所述的太阳能巷子灯，其特征在于：所述的控制电路(22)是由单片机及其外围组成的电路，包括
单片机控制电路(221)，其输入连接于电源电路(222)、电压检测电路(223)及按键(227)，输出连接于负载输出(225)、显示LED电路(226)及指示灯(228)，其输入输出与PWM充电控制电路(224)相连接；
电源电路(222)，其输入连接于蓄电池(21)，为控制电路(22)提供工作电源；
电压检测电路(223)，其输入连接于太阳能电池板(1)和蓄电池(21)，将检测的电压信号传输至单片机控制电路(221)；
PWM充电控制电路(224)，其输入输出还与蓄电池(21)相连接，控制蓄电池(21)的充放电；
负载输出电路(225)，其输出与LED灯相连。
4.根据权利要求3所述的太阳能巷子灯，其特征在于：所述的单片机控制电路(221)包括单片机芯片(U1)及连接于其上的晶振电路，所述的单片机芯片(U1)为PIC16F716。
5.根据权利要求3所述的太阳能巷子灯，其特征在于：所述的电压检测电路(223)包括太阳能输入电压检测电路和蓄电池电压检测电路，太阳能输入电压检测电路输入连接于太阳能电池板，经过上拉电阻(R22)、分压电阻(R23)和滤波电容(C10)连接至单片机芯片(U1)；蓄电池电压检测电路输入连接于蓄电池，经过上拉电阻(R21)、分压电阻(R20)和滤波电容(C9)连接至单片机芯片(U1)。
6.根据权利要求3所述的太阳能巷子灯，其特征在于：所述的电源电路(222)输入连接于蓄电池，经过保险丝(FUSE1)、二极管(D1)和滤波电容(C1、C3)后连接至三端稳压芯片(U4)，经过滤波电容(C2、C4)输出+5V工作电源电压。
7.根据权利要求3所述的太阳能巷子灯，其特征在于：所述的PWM充电控制电路(224)输入连接于太阳能电池板(1)，经过二极管(D6)、稳压二极管(D7)连接至三极管(Q6)的集电极，所述三极管(Q6)的基极与三极管(Q7)的基极相连接于三极管(Q5)的集电极并通过上拉电阻(R18)连接至三极管(Q6)的集电极，三极管(Q5)的基极通过电阻(R17)与单片机芯片(U1)相连，三极管(Q6)的发射极与三极管(Q7)的发射极相连接并通过电阻(R19)、稳压二极管(D5)连接至场效应管(FET2)的栅极，场效应管(FET2)的漏极与太阳能电池板输入相连，通过控制场效应管(FET2)的导通和截止来进行蓄电池充放电控制，其中，三极管(Q5、Q6)为PNP型三极管，三极管(Q7)为NPN型三极管。
8.根据权利要求3所述的太阳能巷子灯，其特征在于：所述的负载输出电路(225)是PWM脉宽调制负载输出电路，包括三极管(Q3、Q4、Q5)、场效应管(FET1)、稳压二极管(D4)及电阻(R12、R13、R14)，三极管(Q3)的基极与三极管(Q4)的基极相连接于三极管(Q2)的集电极并通过上拉电阻(R13)连接至三极管(Q3)的集电极，三极管(Q3)的发射极与三极管(Q4)的发射极相连接并通过电阻(R14)、稳压二极管(D4)连接至场效应管(FET1)的栅极，场效应管(FET1)的漏极接至输出端连接路灯。
9.根据权利要求3所述的太阳能巷子灯，其特征在于：所述的显示LED电路(226)包括移位寄存器芯片(U2)和LED数码显示管(U3)，并通过限流电阻(R4-R11)相连接。
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20100804 Termination date: 20121021 |