CN203039966U - 太阳能led路灯控制系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种太阳能LED路灯控制系统。它包括中央处理单元、第一电压检测模块、第二电压检测模块、第一电流检测模块、可调节占空比的充电电路和可调节占空比的放电电路，第一电流检测模块输入端与太阳能光伏板相连，充电电路分别与蓄电池和第一电流检测模块输出端相连，放电电路分别与蓄电池和LED路灯相连，第一电压检测模块分别与太阳能光伏板和中央处理单元相连，第二电压检测模块分别与蓄电池和中央处理单元相连，中央处理单元还分别与第一电流检测模块、充电电路和放电电路相连。本实用新型能够使太阳能光伏板始终工作在最大功率点，提高了蓄电池的充电效率，能够根据光照强度调整LED路灯的工作功率，节省电能。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种路灯控制系统，尤其涉及一种太阳能LED路灯控制系统。
背景技术
太阳能LED路灯以太阳光为能源，白天太阳能板给蓄电池充电，晚上蓄电池给LED路灯供电，无需复杂昂贵的管线铺设，安全节能无污染。现有的太阳能LED路灯不能自动调节太阳能光伏板的输出电压，不能使太阳能光伏板始终工作在最大功率点，影响了蓄电池的充电效率。同时，现有的太阳能LED路灯通过光照传感器检测光照强度，在光照强度较低时就启动LED路灯照明，不能根据光照强度调节LED路灯的工作功率，浪费了一部分电能。
中国专利公开号CN202353856，公开日2012年7月25日，实用新型的名称为太阳能路灯智能控制系统，该申请案公开了一种太阳能路灯智能控制系统，它包括LED驱动模块、LED、精密时间芯
片、光线检测装置、主控芯片模块，该系统通过精密时间芯片提供时间参数，光线检测装置提供环境光强，由主控芯片模块根据时间参数和环境光强通过LED驱动模块来控制LED的启动和关闭。其不足之处是，该控制系统不能自动调节太阳能光伏板的输出电压，不能根据光照强度调节LED路灯的工作功率。
实用新型内容
本实用新型的目的是克服现有太阳能LED路灯控制系统不能自动调节太阳能光伏板的输出电压，不能使太阳能光伏板始终工作在最大功率点，不能根据光照强度调节LED路灯的工作功率，浪费了一部分电能的技术问题，提供了一种太阳能LED路灯控制系统，其能够自动调节太阳能光伏板的输出电压，使太阳能光伏板工作在最大功率点，提高了蓄电池的充电效率，能够根据光照强度调整LED路灯的工作功率，节省电能。
为了解决上述问题，本实用新型采用以下技术方案予以实现：
本实用新型的太阳能LED路灯控制系统，包括中央处理单元、第一电压检测模块、第二电压检测模块、第一电流检测模块、可调节占空比的充电电路和可调节占空比的放电电路，所述第一电流检测模块的输入端与太阳能光伏板相连，第一电流检测模块的输出端与充电电路的输入端相连，所述充电电路的输出端与蓄电池相连，所述放电电路的输入端与蓄电池相连，放电电路的输出端与LED路灯相连，所述第一电压检测模块的检测端与太阳能光伏板相连，所述第二电压检测模块的检测端与蓄电池相连，所述中央处理单元分别与第一电压检测模块的数据输出端、第二电压检测模块的数据输出端、第一电流检测模块的数据输出端、充电电路的控制端和放电电路的控制端相连。
在本技术方案中，第一电压检测模块检测太阳能光伏板的发电电压，并将其发送到中央处理单元；第二电压检测模块检测蓄电池的电压，并将其发送到中央处理单元；第一电流检测模块检测太阳能光伏板的输出电流，并将其发送到中央处理单元。
中央处理单元监控太阳能光伏板发电电压和蓄电池电压。当太阳能光伏板发电电压大于6V且比蓄电池电压大0.4V时，中央处理单元判断蓄电池电压是否小于14.5V。如果蓄电池电压小于14.5V（电量不足），中央处理单元读取太阳能光伏板发电电压和输出电流，采用变步长导电增量法计算出太阳能光伏板的最大功率点，并向充电电路发送对应的PWM信号调节充电电路的占空比，从而调节太阳能光伏板的输出电压，使太阳能光伏板始终工作在最大功率点给蓄电池充电，提高蓄电池的充电效率；如果蓄电池电压大于等于14.5V（满电量），中央处理单元控制充电电路断开停止充电，防止蓄电池过充电。
当太阳能光伏板发电电压大于1.5V小于等于3.5V（光照较弱）且蓄电池电压大于10.5V时，中央处理单元向放电电路发送PWM信号调节放电电路的占空比，使LED路灯在半功率状态下工作，节省电能。
当太阳能光伏板发电电压小于等于1.5V（光照很弱）且蓄电池电压大于10.5V时，中央处理单元将放电电路的占空比调整为1，使LED路灯在全功率状态下工作。
当蓄电池电压小于等于10.5V时，中央处理单元控制放电电路断开，蓄电池停止放电，防止蓄电池亏电损坏蓄电池。
作为优选，所述太阳能LED路灯控制系统还包括第一光电耦合器和第二光电耦合器，所述第一光电耦合器两端分别与中央处理单元和充电电路的控制端相连，所述第二光电耦合器两端分别与中央处理单元和放电电路的控制端相连。第一光电耦合器和第二光电耦合器起电气隔离作用，减少电路噪声干扰。
作为优选，所述充电电路为Buck充电电路。
作为优选，所述放电电路为Boost放电电路。
作为优选，所述太阳能LED路灯控制系统还包括充电指示灯，所述充电指示灯与中央处理单元相连。充电指示灯点亮表示蓄电池正在进行充电；充电指示灯熄灭表示蓄电池停止充电。
作为优选，所述太阳能LED路灯控制系统还包括负载指示灯，所述负载指示灯与中央处理单元相连。负载指示灯点亮表示LED路灯正在工作；负载指示灯熄灭表示LED路灯停止工作。
作为优选，所述太阳能LED路灯控制系统还包括能发出三种不同颜色光的蓄电池电量指示灯，所述蓄电池电量指示灯与中央处理单元相连。蓄电池电量指示灯发出红光表示蓄电池亏电，蓄电池电量指示灯发出绿光表示蓄电池满电量，蓄电池电量指示灯发出橙光表示蓄电池电压在正常范围。
作为优选，所述太阳能LED路灯控制系统还包括与中央处理单元相连的无线通信模块，所述无线通信模块通过无线网络与远程电脑终端相连。中央处理单元通过无线通信模块与远程电脑终端通信，可以将太阳能光伏板发电电压、太阳能光伏板输出电流、蓄电池电压、LED路灯工作状态、蓄电池充放电状态等信息发送到远程电脑终端，便于工作人员监控。
本实用新型的有益效果是：（1）能够自动调节太阳能光伏板的输出电压，使太阳能光伏板始终工作在最大功率点，提高了蓄电池的充电效率。（2）通过太阳能光伏板的发电电压判断光照强度，根据光照强度调整LED路灯的工作功率，节省电能。（3）通过无线通信模块与远程电脑终端通信，便于工作人员监控太阳能LED路灯工作状态。
附图说明
图1是本实用新型的一种电路原理连接框图。
图中：1、中央处理单元，2、第一电压检测模块，3、第二电压检测模块，4、第一电流检测模块，5、充电电路，6、放电电路，7、太阳能光伏板，8、蓄电池，9、LED路灯，10、第一光电耦合器，11、第二光电耦合器，12、充电指示灯，13、负载指示灯，14、蓄电池电量指示灯，15、无线通信模块，16、远程电脑终端。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。
实施例：本实施例的太阳能LED路灯控制系统，如图1所示，包括中央处理单元1、第一电压检测模块2、第二电压检测模块3、第一电流检测模块4、可调节占空比的充电电路5、可调节占空比的放电电路6、第一光电耦合器10、第二光电耦合器11、充电指示灯12、负载指示灯13、蓄电池电量指示灯14和无线通信模块15，第一电流检测模块2的输入端与太阳能光伏板7相连，第一电流检测模块4的输出端与充电电路5的输入端相连，充电电路5的输出端与蓄电池8相连，放电电路6的输入端与蓄电池8相连，放电电路6的输出端与LED路灯9相连，第一电压检测模块2的检测端与太阳能光伏板7相连，第二电压检测模块3的检测端与蓄电池8相连，中央处理单元1分别与第一电压检测模块2的数据输出端、第二电压检测模块3的数据输出端、第一电流检测模块4的数据输出端、充电指示灯12、负载指示灯13、蓄电池电量指示灯14和无线通信模块15相连，第一光电耦合器10两端分别与中央处理单元1和充电电路5的控制端相连，第二光电耦合器11两端分别与中央处理单元1和放电电路6的控制端相连，无线通信模块15通过无线网络与远程电脑终端16相连。
充电电路5为Buck充电电路，放电电路6为Boost放电电路。蓄电池电量指示灯14为能发出红光、橙光和绿光的三色指示灯。第一光电耦合器10和第二光电耦合器11起电气隔离作用，减少电路噪声干扰。
第一电压检测模块2检测太阳能光伏板7的发电电压，并将其发送到中央处理单元1；第二电压检测模块3检测蓄电池8的电压，并将其发送到中央处理单元1；第一电流检测模块4检测太阳能光伏板7的输出电流，并将其发送到中央处理单元1。
中央处理单元1监控太阳能光伏板7发电电压和蓄电池8电压。当太阳能光伏板7发电电压大于6V且比蓄电池8电压大0.4V时，中央处理单元1判断蓄电池8电压是否小于14.5V。如果蓄电池8电压小于14.5V（电量不足），中央处理单元1读取太阳能光伏板7发电电压和输出电流，采用变步长导电增量法计算出太阳能光伏板7的最大功率点，并向充电电路5发送对应的PWM信号调节充电电路5的占空比，从而调节太阳能光伏板7的输出电压，使太阳能光伏板7始终工作在最大功率点给蓄电池8充电，提高蓄电池8的充电效率；如果蓄电池8电压大于等于14.5V（满电量），中央处理单元1控制充电电路5断开停止充电，防止蓄电池8过充电。
当太阳能光伏板7发电电压大于1.5V小于等于3.5V（光照较弱）且蓄电池8电压大于10.5V时，中央处理单元1向放电电路6发送PWM信号调节放电电路6的占空比，使LED路灯9在半功率状态下工作，节省电能。
当太阳能光伏板7发电电压小于等于1.5V（光照很弱）且蓄电池8电压大于10.5V时，中央处理单元1将放电电路6的占空比调整为1，使LED路灯9在全功率状态下工作。
当蓄电池8电压小于等于10.5V时，中央处理单元1控制放电电路6断开，蓄电池8停止放电，防止蓄电池8亏电损坏蓄电池8。
中央处理单元1控制充电指示灯12、负载指示灯13和蓄电池电量指示灯14工作。充电指示灯12点亮表示蓄电池8正在进行充电；充电指示灯12熄灭表示蓄电池8停止充电。负载指示灯13点亮表示LED路灯9正在工作；负载指示灯13熄灭表示LED路灯9停止工作。蓄电池电量指示灯14发出红光表示蓄电池8亏电（蓄电池8电压小于等于10.5V），蓄电池电量指示灯14发出绿光表示蓄电池8满电量（蓄电池8电压大于等于14.5V），蓄电池电量指示灯14发出橙光表示蓄电池8压在正常范围（蓄电池8电压大于10.5V小于14.5V）。
中央处理单元1通过无线通信模块15与远程电脑终端16通信，可以将太阳能光伏板7发电电压、太阳能光伏板7输出电流、蓄电池8电压、LED路灯9工作状态、蓄电池8充放电状态等信息发送到远程电脑终端16，便于工作人员监控。
Claims (8)
1.一种太阳能LED路灯控制系统，其特征在于：包括中央处理单元（1）、第一电压检测模块（2）、第二电压检测模块（3）、第一电流检测模块（4）、可调节占空比的充电电路（5）和可调节占空比的放电电路（6），所述第一电流检测模块（4）的输入端与太阳能光伏板（7）相连，第一电流检测模块（4）的输出端与充电电路（5）的输入端相连，所述充电电路（5）的输出端与蓄电池（8）相连，所述放电电路（6）的输入端与蓄电池（8）相连，放电电路（6）的输出端与LED路灯（9）相连，所述第一电压检测模块（2）的检测端与太阳能光伏板（7）相连，所述第二电压检测模块（3）的检测端与蓄电池（8）相连，所述中央处理单元（1）分别与第一电压检测模块（2）的数据输出端、第二电压检测模块（3）的数据输出端、第一电流检测模块（4）的数据输出端、充电电路（5）的控制端和放电电路（6）的控制端相连。
2.根据权利要求1所述的太阳能LED路灯控制系统，其特征在于：还包括第一光电耦合器（10）和第二光电耦合器（11），所述第一光电耦合器（10）两端分别与中央处理单元（1）和充电电路（5）的控制端相连，所述第二光电耦合器（11）两端分别与中央处理单元（1）和放电电路（6）的控制端相连。
3.根据权利要求1所述的太阳能LED路灯控制系统，其特征在于：所述充电电路（5）为Buck充电电路。
4.根据权利要求1所述的太阳能LED路灯控制系统，其特征在于：所述放电电路（6）为Boost放电电路。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的太阳能LED路灯控制系统，其特征在于：还包括充电指示灯（12），所述充电指示灯（12）与中央处理单元（1）相连。
6.根据权利要求1或2或3或4所述的太阳能LED路灯控制系统，其特征在于：还包括负载指示灯（13），所述负载指示灯（13）与中央处理单元（1）相连。
7.根据权利要求1或2或3或4所述的太阳能LED路灯控制系统，其特征在于：还包括能发出三种不同颜色光的蓄电池电量指示灯（14），所述蓄电池电量指示灯（14）与中央处理单元（1）相连。
8.根据权利要求1或2或3或4所述的太阳能LED路灯控制系统，其特征在于：还包括与中央处理单元（1）相连的无线通信模块（15），所述无线通信模块（15）通过无线网络与远程电脑终端（16）相连。
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