CN202979377U - 一种智能太阳能照明节能控制器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种智能太阳能照明节能控制器，包括节能控制器本体，所述节能控制器本体包括控制器电路板、检测器和控制器外壳，所述控制器电路板包括主控芯片、充放电控制器和通讯接口，所述检测器包括空气温湿度探针、电池温度探头、光伏电压检测器和电池电压检测器，所述充放电控制器包括电池充电控制器和电池放电控制器，主控芯片内部ROM中储存有检测器及天气历史数据。本实用新型的有益效果为：设有多个检测器，能随时监测周边环境，修正控制器充放电控制参数，设有历史数据记录模块，能预测未来天气状况，辅助控制器预测第二天充放电策略，结合实际检测数据，做出正确的充放电策略。
Description
技术领域
本实用新型涉及太阳能控制器领域，更具体的，涉及一种智能太阳能照明节能控制器。
背景技术
控制器是光伏系统中的重要部件，大多数光伏系统中都用到了控制器以保护蓄电池免于过充或过放状态，过充状态可能导致蓄电池中的电解液汽化，造成故障，而蓄电池过放状态会引起蓄电池过早失效，且过充过放状态均有可能损害负载。因此控制器好坏对蓄电池的影响十分显著。
通常控制器依据蓄电池的荷电状态（SOC）来控制蓄电池的充放电。当蓄电池快要充满电时，控制器就会断开部分或全部的阵列电流；当蓄电池放电低于预设水平时，全部或部分负载就会被断开。
目前，市场上大部分控制器仅仅通过检测蓄电池和太阳能电池板当前状态某些测量值后做出充放电的决策，这并不准确，特别是放电状态通常需要对使用环境做出合理预测后，才能做出合理的放电决策。同时，市面上现有的太阳能照明系统中，普通存在的效率不高、自动化程度低和蓄电池短命等问题也多为控制器引起。
发明内容
本实用新型的目的在于提出一种智能太阳能照明节能控制器，其智能化程度高，能根据当前使用环境和历史天气数据做出合理的充放电策略，在满足当前用电需求情况下尽可能保护电池，易实现太阳能照明设备的系统化管理。
为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
一种智能太阳能照明节能控制器，包括节能控制器本体，所述节能控制器本体包括控制器电路板、检测器和控制器外壳，控制器电路板设于控制器外壳内，检测器设于控制器外壳外，控制器电路板与检测器通过导线连接，所述控制器电路板包括主控芯片、充放电控制器和通讯接口，所述主控芯片的输入端连接检测器的输出端，主控芯片的输出端连接检测器的输入端，所述检测器包括空气温湿度探针、蓄电池检测器、光伏电压检测器。
进一步的，所述蓄电池检测器包括电池温度探头和电池电压检测器，电池温度探头置于蓄电池中。
进一步的，所述光伏电压检测器与太阳能板的光伏组件相连接，所述空气温湿度探针曝露于空气中。
进一步的，所述主控芯片与各个检测器相连的接口处设有A/D转换器，其内部ROM中储存有太阳能板电压、蓄电池电压、蓄电池放电策略、使用地空气温湿度及天气的历史数据。
进一步的，所述充放电控制器包括电池充电控制器和电池放电控制器，其中电池充电控制器采用多阶段形式对电池充电，电池放电控制器输出端与恒流驱动相连，电池充电控制器和电池放电控制器均受控于主控芯片。
进一步的，所述的通讯接口通过数据传播介质与计算机交换数据。
进一步的，所述恒流驱动与外负载相连接。
优选的，所述节能控制器本体设有警报器。
本实用新型的有益效果为：
（1）设有空气温湿度探针和电池温度探头，能随时监测周边环境的气象资料，电池温度探头所测数据能辅助控制器修正数据，使得控制器能够通过温度补偿的方式控制电池的充放电，更利于电池的保护。
（2）主控芯片内部ROM中储存有太阳能电池板电压、蓄电池电压、蓄电池放电策略和空气温湿度的历史数据，结合空气温湿度探针所测得的周边环境的气象资料，能预测未来天气走势，通过光伏电压检测器和电池电压检测器实时检测数据与历史数据比较，通过主控芯片的综合计算后得出合理的蓄电池冲放电策略。
（3）主控芯片能够对光伏电压检测器和电池电压检测器实时检测数据进行记录，对历史数据进行校正，使得ROM中储存的数据不断完善，更贴近当地实际气象状况。
（4）通讯接口通过数据传播介质与计算机交换数据，能将不同使用地的不同历史天气参数及控制情况输入主控芯片的ROM中去。
附图说明
图1是本实用新型具体实施方式提供的智能太阳能照明节能控制器结构示意图；
图2是本实用新型具体实施方式提供的智能太阳能照明节能控制器电路板结构框图；
图3是本实用新型具体实施方式提供的智能太阳能照明节能控制器程序逻辑图。
图中：1、控制器电路板；2、控制器外壳；3、太阳能板；4、蓄电池；5、主控芯片；6、通讯接口；7、空气温湿度探针；8、电池温度探头；9、光伏电压检测器；10、电池电压检测器；12、ROM；13、电池充电控制器；14、电池放电控制器；15、恒流驱动；16、外负载。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。
图1-2是本实用新型具体实施方式提供的智能太阳能照明节能控制器及其内部控制器电路板结构示意图。
一种智能太阳能照明节能控制器，包括节能控制器本体，所述节能控制器本体包括控制器电路板1、检测器和控制器外壳2，控制器电路板1设于控制器外壳2内，检测器设于控制器外壳2外，控制器电路板1与检测器通过导线连接。
所述控制器电路板包括主控芯片5、充放电控制器和通讯接口6，所述主控芯片5的输入端连接检测器的输出端，主控芯片5的输出端连接检测器的输入端。所述主控芯片5与检测器相连的接口处设有A/D转换器，将各个检测器检测信号转化成数字信号后，传入到主控芯片中。
所述检测器包括空气温湿度探针7、电池温度探头8、光伏电压检测器9、电池电压检测器10，其中的光伏电压检测器9与太阳能板3的光伏组件相连接，以检测电压值，确定太阳能电池供给蓄电池4的电压，空气温湿度探针7曝露于空气中，能收集空气温湿度气象资料，结合ROM中历史气象资料数据，预测天气状况，电池温度探头8置于蓄电池4中，其中电池温度探头8所测数据能辅助控制器修正数据，使得控制器能够通过温度补偿的方式控制蓄电池4的充放电，电池电压检测器10能检测蓄电池4电压，确定蓄电池4的放电能力，也能辅助计算蓄电池4的储电量，光伏电压检测器9将电压检测值传入主控芯片5中，通过主控芯片5判断电压大小后，判断是白天还是黑夜。
所述主控芯片内部ROM中储存有太阳能板电压、蓄电池电压、蓄电池放电策略、使用地空气温湿度及天气的历史数据，历史数据能辅助主控芯片5判断放电决策，同时历史数据结合实际检测的数据预测未来的天气走势和放电策略，以保证太阳能照明灯以合适的亮度和合适的时间照明。ROM预设置的历史数据包括：
（1）不同天气条件下，太阳能板3随时间输出电压的历史数据。
（2）不同条件下，蓄电池4充放电策略的历史数据。
（3）一套能根据不同天气条件和蓄电池4的实际电量，智能选择蓄电池4放电策略的程序。
所述充放电控制器包括电池充电控制器13和电池放电控制器14，其中电池充电控制器13采用多阶段形式对电池充电，电池放电控制器14输出端与恒流驱动15相连，电池充电控制器13和电池放电控制器14均受控于主控芯片，其中电池充电控制器13能根据主控芯片5的不同指令，选择蓄电池4的充电方式是均充还是浮充，电池放电控制器14能执行主控芯片5的不同放电指令，确定照明灯以合适的功率照明。所述恒流驱动15与外负载16相连接，横流驱动15以保证外负载16的平稳供电，利于外负载16的保护。
所述的通讯接口6，如USB接口，通过数据传播介质与计算机交换数据，将不同使用地的历史天气参数及控制程序载入主控芯片5中。
所述节能控制器本体设有警报器，当照明系统不正常工作时，警报器鸣响，提示工作人员处理。
图3是本实用新型具体实施方式提供的智能太阳能照明节能控制器及其内部控制器电路板的程序逻辑图。
具体使用时，先初始化控制器，然后各个检测器工作，将太阳能板电压、空气温湿度和蓄电池温度的检测值送入主控芯片中，光伏电压检测器9将电压检测值传入主控芯片5中，通过主控芯片5判断电压大小后，判断是白天还是黑夜。若是白天，外负载16关闭，将蓄电池电压的检测值输入主控芯片5中，主控芯片5计算后发出指令，决定蓄电池充电方式；若是夜晚，负载开启，主控芯片5将太阳能板电压、空气温湿度和蓄电池温度的检测值与历史数据作对比，预测第二天天气情况，同时将蓄电池电压的检测值和蓄电池4电池参数及剩余电量输入主控芯片5中，结合比较后的ROM中存储数据，判断放电决策，决定照明灯的工作功率，照明的工作方式有：全功率工作，75%、50%和25%全功率工作以及不工作。其中蓄电池4剩余电量的计算，是通过电池的充电量、电池的放电量以及蓄电池电压的检测值计算的。
此外，各个检测器在主控芯片5的控制下，是以一定周期不间断工作的，随时更新历史数据，使得控制器的充放电策略贴近当地的实际情况。主控芯片5能记录当天白天检测的太阳能板电压等数据，将数据与前一天的预测的放电策略进行比较，检验其正确性，若不正确，则修正预测模型，使得控制器系统处于不断更新中。
Claims (8)
1.一种智能太阳能照明节能控制器，包括节能控制器本体，所述节能控制器本体包括控制器电路板（1）、检测器和控制器外壳（2），控制器电路板（1）设于控制器外壳（2）内，检测器设于控制器外壳（2）外，控制器电路板（1）与检测器通过导线连接，其特征在于：
所述控制器电路板包括主控芯片（5）、充放电控制器和通讯接口（6），所述主控芯片（5）的输入端连接检测器的输出端，主控芯片（5）的输出端连接检测器的输入端；
所述检测器包括空气温湿度探针（7）、蓄电池检测器和光伏电压检测器（9），所述空气温湿度探针（7）曝露于空气中。
2.根据权利要求1所述的节能控制器，其特征在于，所述蓄电池检测器包括电池温度探头（8）和电池电压检测器（10），电池温度探头（8）置于蓄电池（4）中。
3.根据权利要求1所述的节能控制器，其特征在于，所述光伏电压检测器（9）与太阳能板（3）的光伏组件相连接。
4.根据权利要求1所述的节能控制器，其特征在于，所述主控芯片（5）与各个检测器相连的接口处设有A/D转换器。
5.根据权利要求1所述的节能控制器，其特征在于，所述充放电控制器包括电池充电控制器（13）和电池放电控制器（14），其中电池充电控制器（13）采用多阶段形式对电池充电，电池放电控制器（14）输出端与恒流驱动（15）相连，电池充电控制器（13）和电池放电控制器（14）均受控于主控芯片（5）。
6.根据权利要求1所述的节能控制器，其特征在于，所述的通讯接口（6）通过数据传播介质与计算机交换数据。
7.根据权利要求5所述的节能控制器，其特征在于，所述恒流驱动（15） 与外负载（16）相连接。
8.根据权利要求1所述的节能控制器，其特征在于，所述节能控制器本体设有警报器。
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