CN202385351U - 一种可调负载功率的太阳能灯具控制器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种可调负载功率的太阳能灯具控制器，包括：蓄电池监控及调度模块，用于检测蓄电池的电量，发送蓄电池的电量给所述LED灯具驱动及调光模块；并且需要亮灯时发送亮灯信号给所述LED灯具驱动及调光模块；LED灯具驱动及调光模块连接蓄电池；蓄电池为LED灯具驱动及调光模块提供电源；LED灯具驱动及调光模块，用于根据接收的亮灯信号使LED灯具亮灯，并且根据蓄电池的电量调整LED灯具的亮度至电量对应的设定亮度。该控制器，当晚上需要亮灯时，根据检测的当前蓄电池的电量实时调节LED灯具的亮度，当电量充足时，亮度较高，当电量较少时，亮度较低，这样可以有效地节省电能。该控制器适用于小区或乡间小路照明。
Description
技术领域
本实用新型涉及太阳能照明技术领域，特别涉及一种可调负载功率的太阳能灯具控制器。
背景技术
由于目前世界能源短缺，各国均开始提倡节能减排，提倡新能源技术。由于太阳能没有污染，资源丰富，因此是新能源中发展潜力较大，前景较广阔的技术。
太阳能光伏发电作为新兴的绿色能源，现在已经得到广泛的应用。其中，太阳能光伏照明技术可以应用于路灯照明。
目前，太阳能光伏照明技术通常采用光控开-时控关模式，或者采用光控开-光控关模式。
但是这两种控制模式均存在缺点，下面进行详细分析。
第一，光控开-时控关模式：利用光控制路灯开，定时控制路灯关；
由于夏季和冬季的昼夜时长不一致，夏季夜短，冬季夜长，因此夏季和冬季亮灯时间无法统一。如果按照冬季亮灯时间进行控制，所有太阳能发电储能部分的配置需要增大，这样将导致成本增高。而夏季发电则浪费，因此不经济节能。目前国内太阳能灯具一般设置8-10个小时亮灯时间。由于冬季夜长，冬季的早晨还需要继续亮灯，按照夏季时间设置灭灯时间，则对于冬季来说灯具灭的太早，这样早晨还存有安全隐患。
第二，光控开-光控关模式：利用光控制路灯开，光控制路灯关；
虽然这种技术可以调节亮灯时间，冬季和夏季随着光进行控制开和关，但这样太阳能发电储能部分的配置需要增大，这样将导致成本增高，因此也不够经济节能。
目前，光控开-光控关模式还有通过设置时间段调节灯具的输出功率，例如设置亮灯时的前6个小时全功率亮灯，后6个小时半功率亮灯。虽然这种方式能够解决太阳能发电储能部分配置大的问题，但仍无法解决冬夏季昼夜时长不一致，夏季夜短，冬季夜长，冬季发电不够用，夏季发电多浪费的问题。
综上所述，现有技术中的太阳能路灯控制技术均存在不够经济节能的问题。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种可调负载功率的太阳能灯具控制器，能够满足冬季和夏季照明，并且经济节能。
本实用新型提供一种可调负载功率的太阳能灯具控制器，包括：蓄电池监控及调度模块和LED灯具驱动及调光模块；
所述蓄电池监控及调度模块，用于检测蓄电池的电量，发送蓄电池的电量给所述LED灯具驱动及调光模块；并且需要亮灯时发送亮灯信号给所述LED灯具驱动及调光模块；
所述LED灯具驱动及调光模块连接蓄电池；蓄电池为LED灯具驱动及调光模块提供电源；
所述LED灯具驱动及调光模块，用于根据接收的亮灯信号使LED灯具亮灯，并且根据蓄电池的电量调整LED灯具的亮度至电量对应的设定亮度。
优选地，所述LED灯具驱动及调光模块包括：接收单元、驱动单元和调光单元；
所述接收单元，用于接收蓄电池监控及调度模块发送的亮灯信号和蓄电池的电量；
所述驱动单元，用于当接收单元接收到亮灯信号时，驱动LED灯具亮灯；
所述调光单元，用于根据接收单元接收的蓄电池的电量调节LED灯具的亮度至电量对应的设定亮度。
优选地，所述调光单元用于调节LED灯具的亮度至电量对应的设定亮度，具体为：
蓄电池监控及调度模块检测蓄电池电量大于总电量的90％时，所述调光单元用于调节LED灯具的亮度为总亮度的100％；
蓄电池监控及调度模块检测蓄电池电量大于总电量的80％且小于等于90％时，所述调光单元用于调节LED灯具的亮度为总亮度的70％；
蓄电池监控及调度模块检测蓄电池电量大于总电量的40％且小于等于80％时，所述调光单元用于调节LED灯具的亮度为总亮度的50％；
蓄电池监控及调度模块检测蓄电池电量大于总电量的30％且小于等于40％时，所述调光单元用于调节LED灯具的亮度为总亮度的30％；
蓄电池监控及调度模块检测蓄电池电量小于总电量的30％时，所述调光单元用于调节LED灯具的亮度为0。
优选地，所述驱动单元采用恒流驱动LED灯具；
所述调光单元，用于通过脉冲电流调节占空比调节LED灯具的输出功率以调节亮度。
优选地，所述蓄电池监控及调度模块连接太阳能电池输入模块，太阳能电池输入模块连接太阳能电池板；
所述太阳能电池板，用于将太阳能转换为电能，传送给太阳能电池输入模块；
所述太阳能电池输入模块，用于接收太阳能电池板传送来的电能；并通过太阳能电池板传送来的电能的电压判断光照情况决定是否亮灯；当需要亮灯时，发送亮度信号给所述蓄电池监控及调度模块。
优选地，还包括太阳能电池电能转换模块和蓄电池充电控制模块；
所述太阳能电池电能转换模块连接所述太阳能电池输入模块、蓄电池充电控制模块和蓄电池；
所述太阳能电池电能转换模块，用于在蓄电池充电控制模块的控制下，利用最大功率点跟踪将太阳能电池输入模块传输来的电流进行转换后给蓄电池进行充电。
优选地，所述蓄电池监控及调度模块，还用于检测蓄电池电量已满时，发送停止充电信号给所述蓄电池充电控制模块；所述蓄电池充电控制模块控制所述太阳能电池电能转换模块停止为蓄电池充电。
与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：
本实用新型提供的可调负载功率的太阳能灯具控制器，蓄电池监控及调度模块发送亮灯信号和蓄电池的电量给LED灯具驱动及调光模块；LED灯具驱动及调光模块根据蓄电池的电量调节LED灯具的亮度为电量对应的设定值。本实用新型提供的太阳能灯具控制器，当晚上需要亮灯时，根据检测的当前蓄电池的电量实时调节LED灯具的亮度，当电量充足时，亮度较高，当电量较少时，亮度较低，这样可以有效地节省电能，能够满足冬季和夏季照明。而不是像现有技术那样，整个亮灯过程中LED灯具以同样的亮度一直亮着或者以固定的时间段以不同的亮度亮着。本实用新型提供的这种控制器适用于小区或者乡间小路的照明，对于LED灯具的亮度的要求不太高。
附图说明
图1是本实用新型提供的可调负载功率的太阳能灯具控制器实施例一示意图；
图2是本实用新型提供的LED灯具驱动及调光模块的结构图；
图3是本实用新型提供的可调负载功率的太阳能灯具控制器又一实施例示意图；
具体实施方式
为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。
参见图1，该图为本实用新型提供的可调负载功率的太阳能灯具控制器实施例一示意图。
本实用新型提供的可调负载功率的太阳能灯具控制器，包括：蓄电池监控及调度模块100和LED灯具驱动及调光模块300；
所述蓄电池监控及调度模块100，用于检测蓄电池400的电量，发送蓄电池400的电量给所述LED灯具驱动及调光模块300；并且需要亮灯时发送亮灯信号给所述LED灯具驱动及调光模块300；
所述LED灯具驱动及调光模块300连接蓄电池400；蓄电池400为LED灯具驱动及调光模块300提供电源；
所述LED灯具驱动及调光模块300，用于根据接收的亮灯信号使LED灯具500亮灯，并且根据蓄电池400的电量调整LED灯具500的亮度至电量对应的设定亮度。
本实用新型提供的可调负载功率的太阳能灯具控制器，蓄电池监控及调度模块发送亮灯信号和蓄电池的电量给LED灯具驱动及调光模块；LED灯具驱动及调光模块根据蓄电池的电量调节LED灯具的亮度为电量对应的设定值。本实用新型提供的太阳能灯具控制器，当晚上需要亮灯时，根据检测的当前蓄电池的电量实时调节LED灯具的亮度，当电量充足时，亮度较高，当电量较少时，亮度较低，这样可以有效地节省电能，能够满足冬季和夏季照明。而不是像现有技术那样，整个亮灯过程中LED灯具以同样的亮度一直亮着或者以固定的时间段以不同的亮度亮着。本实用新型提供的这种控制器适用于小区或者乡间小路的照明，对于LED灯具的亮度的要求不太高。
参见图2，该图为本实用新型提供的LED灯具驱动及调光模块的结构图。
本实施例提供的所述LED灯具驱动及调光模块包括：接收单元300a、驱动单元300b、调光单元300c；
所述接收单元300a，用于接收蓄电池监控及调度模块发送的亮灯信号和蓄电池的电量；
所述驱动单元300b，用于当接收单元300a接收到亮灯信号时，驱动LED灯具亮灯；
所述调光单元300c，用于根据接收单元300a接收的蓄电池的电量调节LED灯具的亮度至电量对应的设定亮度。
当晚上需要亮灯时，LED灯具驱动及调光模块不仅驱动LED灯具亮灯，而且根据蓄电池的当前电量，调节LED灯具的亮度为电量对应的设定亮度。由于夏季阳光较充足，白天较长，因此蓄电池的电量较充足，这样夏季时LED灯具的亮度就较高，或者亮度较高时持续的时间较长。冬季阳光不够充足，白天较短，因此蓄电池的电量较少，这样冬季时LED灯具的亮度就较低，或者亮度较高时持续的时间较短。本控制器有效解决了现有技术中冬季发电不够用，夏季发电多浪费的问题。
本实用新型提供的实施例中，调光单元用于调节LED灯具的亮度至电量对应的设定亮度，具体可以为：
蓄电池监控及调度模块检测蓄电池电量大于总电量的90％时，所述调光单元用于调节LED灯具的亮度为总亮度的100％；
蓄电池监控及调度模块检测蓄电池电量大于总电量的80％且小于等于90％时，所述调光单元用于调节LED灯具的亮度为总亮度的70％；
蓄电池监控及调度模块检测蓄电池电量大于总电量的40％且小于等于80％时，所述调光单元用于调节LED灯具的亮度为总亮度的50％；
蓄电池监控及调度模块检测蓄电池电量大于总电量的30％且小于等于40％时，所述调光单元用于调节LED灯具的亮度为总亮度的30％；
蓄电池监控及调度模块检测蓄电池电量小于总电量的30％时，所述调光单元用于调节LED灯具的亮度为0。
从以上实施例可以看出，当蓄电池的电量较大时，调节LED灯具的亮度较高。当蓄电池的电量较低时，调节LED灯具的亮度较低。这样一方面可以节能，另一方面可以保护蓄电池。这种太阳能灯具控制器的优点是，解决了冬季太阳能电池板发电量不足，夏季太阳能电池板发电量过剩的问题。夏季蓄电池的电量充足时，LED灯具输出功率高，亮度大(或亮度大的时间长些)；冬季蓄电池的电量不充足时，LED灯具输出功率低，亮度小(或亮度大的时间短些)。
需要说明的是，当蓄电池的电量小于总电量的30％时，调节LED灯具停止输出。这样可以防止蓄电池过放电，对蓄电池进行保护。
本实用新型提供的太阳能灯具控制器中，所述LED灯具驱动及调光模块中的驱动单元采用恒流驱动LED灯具；
所述调光单元，用于通过脉冲电流调节占空比调节LED灯具的输出功率以调节亮度。
参见图3，该图为本实用新型提供的可调负载功率的太阳能灯具控制器的又一实施例示意图。
蓄电池监控及调度模块100连接太阳能电池输入模块600，太阳能电池输入模块600连接太阳能电池板700；
所述太阳能电池板700，用于将太阳能转换为电能，传送给太阳能电池输入模块600；
太阳能电池板700是一个很好的光敏元件，其输出电流和电压可以随着接受的阳光的强度和照度的变化而变化。
由于天亮时，太阳能较充足，因此，太阳能电池板700转换的电能较多，对应的电压较高；天黑时，太阳能较缺乏，因此，太阳能电池板700转换的电能较少，对应的电压较低。因此，太阳能电池输入模块600通过判断太阳能电池板700传送来的电压的高低便可确定现在是白天还是黑夜，从而决定是否需要亮灯。
所述太阳能电池输入模块600，用于接收太阳能电池板700传送来的电能；并通过太阳能电池板700传送来的电能的电压判断光照情况决定是否亮灯；当需要亮灯时，发送亮度信号给所述蓄电池监控及调度模块100。
所述太阳能电池输入模块600，还用于保护整个太阳能灯具控制器，防止太阳能电池板700反接。
本实施例提供的太阳能灯具控制器，还包括太阳能电池电能转换模块800和蓄电池充电控制模块900；
所述太阳能电池电能转换模块800连接所述太阳能电池输入模块600、蓄电池充电控制模块900和蓄电池400；
所述太阳能电池电能转换模块800，用于在蓄电池充电控制模块900的控制下，利用最大功率点跟踪(MPPT，Maximum Power Point Tracking)将太阳能电池输入模块600传输来的电流进行转换后给蓄电池400进行充电；
所谓MPPT，是指控制器能够实时侦测太阳能电池板的发电电压，并追踪最高电压电流值(VI)，使系统以最高的效率对蓄电池充电。
所述蓄电池监控及调度模块100，还用于检测蓄电池400的电量已满时，发送停止充电信号给所述蓄电池充电控制模块900；所述蓄电池充电控制模块900控制所述太阳能电池电能转换模块800停止为蓄电池400充电。
本实施例提供的太阳能灯具控制器的另外一个优点是，现有技术中的太阳能灯具控制器一般需要配置3-5个阴雨天能够连接照明，或者更多(比如南方地区梅雨季节连续很长时间阴天下雨)。而本实用新型针对阴雨天过多的情况，采用降低输出功率的方法，减少放电量以应对过长的连续阴雨天。另外本实用新型控制器判断蓄电池的电量不足后降低输出功率，放电电流减小，小电流放电比大电流放电的放电深度大(即增加了蓄电池容量)，而且也能够延长蓄电池寿命。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制。虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本实用新型技术方案保护的范围内。
Claims (7)
1.一种可调负载功率的太阳能灯具控制器，其特征在于，包括：蓄电池监控及调度模块和LED灯具驱动及调光模块；
所述蓄电池监控及调度模块，用于检测蓄电池的电量，发送蓄电池的电量给所述LED灯具驱动及调光模块；并且需要亮灯时发送亮灯信号给所述LED灯具驱动及调光模块；
所述LED灯具驱动及调光模块连接蓄电池；蓄电池为LED灯具驱动及调光模块提供电源；
所述LED灯具驱动及调光模块，用于根据接收的亮灯信号使LED灯具亮灯，并且根据蓄电池的电量调整LED灯具的亮度至电量对应的设定亮度。
2.根据权利要求1所述的可调负载功率的太阳能灯具控制器，其特征在于，所述LED灯具驱动及调光模块包括：接收单元、驱动单元和调光单元；
所述接收单元，用于接收蓄电池监控及调度模块发送的亮灯信号和蓄电池的电量；
所述驱动单元，用于当接收单元接收到亮灯信号时，驱动LED灯具亮灯；
所述调光单元，用于根据接收单元接收的蓄电池的电量调节LED灯具的亮度至电量对应的设定亮度。
3.根据权利要求1所述的可调负载功率的太阳能灯具控制器，其特征在于，所述调光单元用于调节LED灯具的亮度至电量对应的设定亮度，具体为：
蓄电池监控及调度模块检测蓄电池电量大于总电量的90％时，所述调光单元用于调节LED灯具的亮度为总亮度的100％；
蓄电池监控及调度模块检测蓄电池电量大于总电量的80％且小于等于90％时，所述调光单元用于调节LED灯具的亮度为总亮度的70％；
蓄电池监控及调度模块检测蓄电池电量大于总电量的40％且小于等于80％时，所述调光单元用于调节LED灯具的亮度为总亮度的50％；
蓄电池监控及调度模块检测蓄电池电量大于总电量的30％且小于等于40％时，所述调光单元用于调节LED灯具的亮度为总亮度的30％；
蓄电池监控及调度模块检测蓄电池电量小于总电量的30％时，所述调光单元用于调节LED灯具的亮度为0。
4.根据权利要求1所述的可调负载功率的太阳能灯具控制器，其特征在于，所述驱动单元采用恒流驱动LED灯具；
所述调光单元，用于通过脉冲电流调节占空比调节LED灯具的输出功率以调节亮度。
5.根据权利要求1所述的可调负载功率的太阳能灯具控制器，其特征在于，所述蓄电池监控及调度模块连接太阳能电池输入模块，太阳能电池输入模块连接太阳能电池板；
所述太阳能电池板，用于将太阳能转换为电能，传送给太阳能电池输入模块；
所述太阳能电池输入模块，用于接收太阳能电池板传送来的电能；并通过太阳能电池板传送来的电能的电压判断光照情况决定是否亮灯；当需要亮灯时，发送亮度信号给所述蓄电池监控及调度模块。
6.根据权利要求5所述的可调负载功率的太阳能灯具控制器，其特征在于，还包括太阳能电池电能转换模块和蓄电池充电控制模块；
所述太阳能电池电能转换模块连接所述太阳能电池输入模块、蓄电池充电控制模块和蓄电池；
所述太阳能电池电能转换模块，用于在蓄电池充电控制模块的控制下，利用最大功率点跟踪将太阳能电池输入模块传输来的电流进行转换后给蓄电池进行充电。
7.根据权利要求6所述的可调负载功率的太阳能灯具控制器，其特征在于，所述蓄电池监控及调度模块，还用于检测蓄电池电量已满时，发送停止充电信号给所述蓄电池充电控制模块；所述蓄电池充电控制模块控制所述太阳能电池电能转换模块停止为蓄电池充电。
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