CN201898644U - 智能太阳能路灯控制器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种智能太阳能路灯控制器，其包括控制器；控制器的输入端分别与用于检测太阳能电池板与蓄电池电流及电压的电流采样电路、电压采样电路相连；所述控制器的输入端还与用于检测光照亮度的状态检测模块相连；所述控制器的输出端分别与充电管理模块及负载管理模块相连。本实用新型电流采样电路分别采集太阳能电池板与蓄电池的电流，电压采样电路分别采集太阳能电池板与蓄电池的电压值，控制器根据采集相应的电流与电压值，调整充电管理模块与负载管理模块的工作状态，避免蓄电池充电或对负载放电时，出现过充、过流；状态检测模块用于检测光照亮度，控制器根据检测的光照亮度值，控制LED路灯的工作状态，安装使用方便，充电效率高。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种控制器，尤其是一种智能太阳能路灯控制器，具体地说是一种离散式太阳能LED路灯的控制器，属于太阳能路灯的技术领域。
背景技术
太阳能是地球上最直接最普遍也是最清洁的能源，太阳能作为一种巨量可再生能源，可以说是取之不尽、用之不竭。LED的光谱几乎全部集中于可见光频段，所以发光效率高，这是固体光源伟大的改革。 太阳能 与LED 照明集成了太阳能与 LED的优点。
在现有技术中，一套离散式太阳能 LED路灯供电系统一般由控制器、光伏电池、风机（可选）、蓄电池组和LED路灯组成；所述太阳能LED路灯系统经常出现充电效率低下，电池寿命过短，LED路灯开关不能有效管理等问题。
发明内容
本实用新型的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种智能太阳能路灯控制器，其安装使用方便，充电效率高，延长了蓄电池的使用寿命，提高了LED路灯工作的安全可靠性，适应性好。
按照本实用新型提供的技术方案，所述智能太阳能路灯控制器，包括控制器；所述控制器的输入端分别与用于检测太阳能电池板与蓄电池电流及电压的电流采样电路、电压采样电路相连；所述控制器的输入端还与用于检测光照亮度的状态检测模块相连；所述控制器的输出端分别与充电管理模块及负载管理模块相连。
所述控制器与人机接口相连。所述人机接口包括操作按钮、LED指示灯、拨码管及段码显示器。
所述控制器的输入端与用于检测蓄电池温度的温度采样电路相连。所述控制器包括单片机。
所述蓄电池的输出电压为12V或24V。所述蓄电池的电源输出端通过负载管理模块与LED路灯相连。
本实用新型的优点：电流采样电路分别采集太阳能电池板与蓄电池的电流，电压采样电路分别采集太阳能电池板与蓄电池的电压值，所述电流值与电压值输入到控制器内，控制器根据采集相应的电流与电压值，调整充电管理模块与负载管理模块的工作状态，避免蓄电池充电或对负载放电时，出现过充、过流，确保蓄电池的工作安全；状态检测模块用于检测光照亮度，控制器根据检测的光照亮度值，控制LED路灯的工作状态，提高了LED路灯工作的安全可靠性，安装使用方便，充电效率高。
附图说明
图1为本实用新型的结构框图。
具体实施方式
下面结合具体附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
如图1所示：本实用新型包括控制器1、充电管理模块2、负载管理模块3、状态检测模块4、段码显示器5、拨码管6、LED指示灯7、操作按钮8、人机接口9、电流采样电路10、电压采样电路11及温度采样电路12。
如图1所示：所述控制器1的输入端分别与电流采样电路10、电压采样电路11及温度采样电路12相连，所述电流采样电路10用于采集流过太阳能电池板与蓄电池的电流值，并将所述电流值输入到控制器1内。所述电压采样电路11用于采集太阳能电池板与蓄电池的电压值，并将所述电压值输入到控制器1内。所述温度采样电路12用于采集蓄电池的温度，对蓄电池电压进行温度补偿，并避免蓄电池工作时的温度过高，所述温度采样电路12将所述温度值输入到控制器1内。控制器1内预先设定好太阳能电池板、蓄电池工作过程中的电流、电压与温度值，控制器1接收电流采样电路10、电压采样电路11及温度采样电路12输入的采样值后，并与设定值进行比较，从而避免了太阳能电池板对蓄电池充电的过充、过流；也能够避免蓄电池在LED路灯供电时的过放，能延长蓄电池的使用寿命。
所述控制器1的输入端还与状态检测模块4相连，所述状态检测模块4用于检测环境的光照亮度，并将所述光照亮度值输入到控制器1内。当状态检测模块4检测环境的光照亮度低于设定值，可以认为是进入黑夜，控制器1打开负载管理模块3，从而使蓄电池对LED路灯供电，LED路灯被点亮。当状态检测模块4检测环境的光照亮度较高时，可以认为是白天，控制器1打开充电管理模块2，使太阳能电池板对蓄电池进行充电，节约了电能，延长了蓄电池的使用寿命。控制器1的输入端还与人机接口9相连，所述人机接口9包括段码显示器5、拨码管6、LED指示灯7及操作按钮8。蓄电池的适用种类有铅酸电池、锂钴电池及锂铁电池，拨码管6可以将相应蓄电池的种类输入到控制器1内，控制器1根据蓄电池的种类来设定蓄电池的充、放电的电压与电流值。
具体实施时：太阳能电池板采用808×1580的标准板，太阳能电池板的工作电压为36V。蓄电池组采用12V或24V直流供电，所述蓄电池与LED路灯的电压相匹配。工作时，每组蓄电池单独对一个LED路灯供电，形成离散式的供电方式。所述LED路灯的工作电压为12V或24V，LED路灯的功率应小于160W。太阳能电池板的输出端通过肖特基二极管、滤波电路及充电管理模块2对蓄电池进行充电；肖特基二极管能够防止蓄电池对太阳能电池板进行反充。所述控制器采用Atmel公司的Mega48v20au单片机，所述单片机为AVR工业级单片机，抗干扰能力强；控制器对蓄电池的工作设置了八种模式；通过操作按钮8能够选择相应的工作模式。控制器能够根据状态检测模块4输入的光照亮度对LED路灯及蓄电池进行光控，同时还可以设置蓄电池及LED路灯工作的时间，从而进行时间控制，确保LED路灯及蓄电池能够可靠的工作。
如图1所示：使用时，太阳能电池板输出端通过肖特基二极管、滤波电路及充电管理模块2对蓄电池进行充电，蓄电池通过负载管理模块3与LED路灯相连；充电管理模块2与负载管理模块3与控制器1的输出端相连。电流采样电路10分别采集流过太阳能电池板及蓄电池的电流值，电压采样电路11分布采集太阳能电池板与蓄电池的电压值，所述太阳能电池板与蓄电池采用共阳极的连接方式，这样能方便的检测太阳能电池板与蓄电池间有无反接；当太阳能电池板的负极电压值大于蓄电池相应端的电压时，则说明太阳能电池板与蓄电池间反接，控制器可以通过LED指示灯7进行指示报警。工作时，控制器1对蓄电池的工作电压进行识别。当电压采样模块11采集蓄电池的电压是否大于17V，当检测电压大于17V时，控制器1会判定蓄电池为24V输出供电；当检测电压小于17V时，控制器1会判定蓄电池为12V输出供电；控制器1根据蓄电池的种类设定蓄电池的工作参数，确保蓄电池工作的安全可靠。状态检测模块4检测光照亮度值；当状态检测模块4检测到光照亮度值较高时，控制器1认为是白天，控制器1通过MOS管打开充电管理模块2，由太阳能电池板对蓄电池进行充电；当状态检测模块4检测到光照亮度较低时，控制器1认为是黑夜，控制器1通过MOS管打开负载管理模块3，由蓄电池对LED路灯供电，从而点亮LED路灯。控制器1可以设定蓄电池对LED路灯供电的时间，也可以根据状态检测模块4检测的光照亮度进行负载管理控制。控制器1将蓄电池工作时的电压、电流及温度值通过段码显示器5进行显示，方便工程人员调试；电压显示精度能够达到2%，电流精度能够达到10%（大于1A）。
太阳能电池板对蓄电池的充电采用三段式充电方式，控制器1根据电压采样电路11采集蓄电池的电压值进行充电方式的调整；当蓄电池的电压较低时，控制器1通过充电管理模块2对蓄电池进行直充充电；当蓄电池充电接近饱和时，控制器1输出PWM波形，通过充电管理模块2对蓄电池进行浮充PWM充电方式，当蓄电池充电饱和时，控制器1通过MOS管关断充电管理模块2，从而停止对蓄电池的充电。控制器1还能根据电流采样电路10采集蓄电池的充电电流，当充电过流时，控制器1通过输出PWM波形，对蓄电池进行浮充PWM充电；当充电电流过小时，控制器1关断对蓄电池的充电。
当蓄电池对LED路灯进行供电时，控制器1根据电流采样模块10采集的工作电流值对蓄电池的供电进行控制。当蓄电池电压低时，能够停止蓄电池对LED路灯的供电，避免过放。蓄电池对LED路灯供电，且为非调试模式下时，控制器1关闭不使用的模块，使整个系统进入低功耗工作状态。
本实用新型电流采样电路10分别采集太阳能电池板与蓄电池的电流，电压采样电路11分别采集太阳能电池板与蓄电池的电压值，所述电流值与电压值输入到控制器1内，控制器1根据采集相应的电流与电压值，调整充电管理模块2与负载管理模块3的工作状态，避免蓄电池充电或对负载放电时，出现过充、过流，确保蓄电池的工作安全；状态检测模块4用于检测光照亮度，控制器1根据检测的光照亮度值，控制LED路灯的工作状态，提高了LED路灯工作的安全可靠性，安装使用方便，充电效率高。
Claims (7)
1. 一种智能太阳能路灯控制器，包括控制器（1）；其特征是：所述控制器（1）的输入端分别与用于检测太阳能电池板与蓄电池电流及电压的电流采样电路（10）、电压采样电路（11）相连；所述控制器（1）的输入端还与用于检测光照亮度的状态检测模块（4）相连；所述控制器（1）的输出端分别与充电管理模块（2）及负载管理模块（3）相连。
2.根据权利要求1所述的智能太阳能路灯控制器，其特征是：所述控制器（1）与人机接口（9）相连。
3.根据权利要求2所述的智能太阳能路灯控制器，其特征是：所述人机接口（9）包括操作按钮（8）、LED指示灯（7）、拨码管（6）及段码显示器（5）。
4.根据权利要求1所述的智能太阳能路灯控制器，其特征是：所述控制器（1）的输入端与用于检测蓄电池温度的温度采样电路（12）相连。
5.根据权利要求1所述的智能太阳能路灯控制器，其特征是：所述控制器（1）包括单片机。
6.根据权利要求1所述的智能太阳能路灯控制器，其特征是：所述蓄电池的输出电压为12V或24V。
7.根据权利要求1所述的智能太阳能路灯控制器，其特征是：所述蓄电池的电源输出端通过负载管理模块（3）与LED路灯相连。
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