CN203504818U - 太阳能路灯控制器 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种太阳能路灯控制器，包括光伏板、充电控制器和蓄电池组，所述充电控制器检测到光伏板具备充电条件时，控制光伏板为蓄电池组充电，其关键在于：所述蓄电池组通过放电电路为LED灯组供电，该蓄电池组电源输出端连接有采样电路，该采样电路将蓄电池组输出端电压值提供给主控器，该主控器控制端输出控制信号经PWM控制电路控制所述放电电路中电流的大小，该主控器中设置有实时时钟控制放电电路的开启和断开；本实用新型结构简单、维护方便；在电池的电量、电压发生变化时，LED灯组的工作电流能恒定于设定值，可有效保护LED灯组，延长其使用寿命；具有功率调整功能，能适应不同的LED灯组和不同环境对亮度的需求。

Description

太阳能路灯控制器
技术领域
本实用新型涉及太阳能发电领域，具体涉及一种太阳能路灯控制器。
背景技术
目前国家大力提倡构建节约型社会，积极鼓励利用绿色可再生能源，太阳能便成为绿色能源中最佳的选择。
在人们的生产和生活中，太阳能电池已经得到广泛的应用，如在阳光充足的偏远地区使用太阳能为人们提供照明、生活提供电源；在城市中也大量利用太阳路灯进行照明，可节省大量电力。
利用太阳能为城市路灯提供电源就必须有相应的太阳能路灯控制器，现有技术中的太阳能路灯控制器输出仅仅是简单的开关，输出电流的大小依靠路灯灯具内部的横流源装置来控制，并且路灯内部的恒流源装置的控制电路通常是升压电路，当蓄电池电量充足时，输出需要进行降压操作对电流进行控制，此时路灯内部的恒流源装置中的控制电路不起作用，输出电流大，路灯灯具容易烧坏，同时在路灯烧坏后需要对路灯中恒流源装置进行维修时，因路灯灯具较高，因此维修十分不方便。
实用新型内容
本实用新型针对现有技术的不足，提出一种结构简单、维修方便，输出电流恒定、可调，有效保护LED灯具的太阳能路灯控制器。具体技术方案如下：
一种太阳能路灯控制器，包括光伏板、充电控制器和蓄电池组，所述充电控制器检测到光伏板具备充电条件时，控制光伏板为蓄电池组充电，其关键在于：所述蓄电池组通过放电电路为LED灯组供电，该蓄电池组电源输出端连接有采样电路，该采样电路将蓄电池组输出端电压值提供给主控器，该主控器控制端输出控制信号经PWM控制电路控制所述放电电路中电流的大小，该主控器中设置有实时时钟控制放电电路的开启和断开；
所述放电电路设置有MOS管Q1，该MOS管Q1源极经二极管D2和电感L1后接在蓄电池组正电源端，所述二极管D2的正极串接MOS管Q3后接地，该MOS管Q3栅极接在所述PWM控制电路的一个信号输出端上，所述MOS管Q1漏极串接电阻R6后接在LED灯组电源正端，所述LED灯组电源负端接在蓄电池组负电源端，所述MOS管Q1栅极接在所述PWM控制电路（5）的另一个信号输出端上，所述LED灯组电源两端还并接有电容C1。
本实用新型是这样实现的，在主控器中的实时时钟到达开启LED灯组时间段，同时采样电路将采集的蓄电池组的输出端的电压值提供给主控器分析处理。在蓄电池组的输出电压值较高时，主控器信号输出端输出控制信号到驱动模块U2输入端中，由驱动模块U2输出端输出PWM信号触发MOS管Q1导通，主控器根据采样电路采集到的蓄电池组电压的变化情况调整输出端输出控制信号的占空比大小，从而使LED灯组中的电流保持相对恒定；在蓄电池组的输出电压值较低时，单独依靠控制MOS管Q1的导通时间已无法保证LED灯组工作在恒流状态，此时需要主控器信号输出端输出控制信号经驱动模块U2输出端PWM IN1输出PWM信号触发MOS管Q3瞬间导通，在MOS管Q3导通时电感L1迅速充电，同时电容C1放电，保证了LED灯组两端的电压稳定，MOS管Q3断开后电感L1放电，提升放电电路中的电压值，如此不断反复，保证LED灯组的工作在恒流状态，不因蓄电池组电量和电压的改变而发生变化。
为更好的实现本实用新型，可进一步为：
所述蓄电池组正电源端还串接电阻R2和电阻R5后接在蓄电池组1负电源端上，所述采样电路中设置有运算放大器U3，该运算放大器U3正相输入端经电阻R11后接在所述电阻R3和电阻R4之间，所述运算放大器U3反相输入端和输出端相连，该运算放大器U3输出端还与主控器信号采集端相连。采样电路采集的信号十分微弱和不规则，经过运算放大器U3放大处理后提供给主控器，使主控器更加精确的完成判断，做出正确的反应。
所述PWM控制电路中设置有驱动模块U2，该驱动模块U2输入端接所述主控器控制端，该驱动模块U2第一信号输出端接所述MOS管Q3栅极，第二信号输出端接所述MOS管Q1栅极。所述驱动模块U2为TC4469驱动芯片。
所述主控器连接有亮度传感器，通过设置亮度传感器可弥补主控器中实时时钟不能随着天气的变化调整LED灯组的开启时间的弊端。
本实用新型的有益效果为：结构简单、维护方便；在电池的电量、电压发生变化时，LED灯组的工作电流能恒定于设定值，可有效保护LED灯组，延长其使用寿命；具有功率调整功能，能适应不同的LED灯组和不同环境对亮度的需求。
附图说明
图1为本实用新型结构框图；
图2为本实用新型放电电路结构图；
图3为本实用新型采样电路结构图；
图4为本实用新型PWM控制电路结构图；
图5为本实用新型主控器结构图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。
如图1所示，一种太阳能路灯控制器，包括光伏板7、充电控制器6和蓄电池组1，所述充电控制器6检测到光伏板7的输出电压达到充电要求，便控制光伏板7对蓄电池组1进行充电，其关键在于：所述蓄电池组1通过放电电路2为LED灯组供电，该蓄电池组1电源输出端连接有采样电路，该采样电路将蓄电池组1输出端电压值提供给主控器4，该主控器4采用单片机完成相应的分析控制，该单片机控制端输出控制信号经PWM控制电路5控制所述放电电路2中电流的大小，该主控器4中设置有实时时钟控制放电电路2的开启和断开。
如图2所示，所述放电电路2设置有MOS管Q1，该MOS管Q1源极经二极管D2和电感L1后接在蓄电池组1正电源端，该电感L1为100uH,所述二极管D2的正极串接MOS管Q3后接地，该MOS管Q3栅极接在所述PWM控制电路5的信号输出端PWM IN1上，所述MOS管Q1漏极串接电阻R6后接在LED灯组3电源正端，所述LED灯组3电源负端接在蓄电池组1负电源端，所述MOS管Q1栅极接在所述PWM控制电路5的信号输出端PWM IN2上，所述LED灯组3电源两端还并接有电容C1,该电容C1为1000uF电容。所述MOS管Q1和MOS管Q3采用N沟道金氧半场效晶体管。
如图4和图5所示，所述PWM控制电路5中设置有驱动模块U2，该驱动模块U2为TC4469驱动芯片，该TC4469驱动芯片输入端接所述单片机控制端，该TC4469驱动芯片第一信号输出端PWM IN1接所述MOS管Q3栅极，第二信号输出端PWM IN2接所述MOS管Q1栅极。
如图3和图5所示，所述采样电路中设置有运算放大器U3，该运算放大器U3正向输入端经电阻R11后接在所述电阻R3和电阻R4之间，所述运算放大器U3反向输入端和输出端相连，该运算放大器U3输出端还与单片机信号采集端AD1相连。
所述单片机亮度采集端AD2连接有亮度传感器8，通过亮度传感器8检测环境中自然光的亮度，在单片机检测到自然光的亮度低于设定值时，便发出控制信号开启路灯，弥补采用单片机中的实时时钟控制路灯的开启和关闭不能随着天气的改变而改变的弊端。
本实用新型的工作原理如下：
主控器4中的实时时钟到达设定的路灯开启时间段，或者亮度传感器8检测到自然环境中亮度值低于设置值时，主控器4控制端发出控制信号通过TC4469驱动芯片触发N沟道金氧半场效晶体管Q1栅极，放电电路2导通开启路灯；在蓄电池组1输出电压较高时，采样电路将采集的蓄电池组1输出电压值实时提供给主控器4，该主控器4根据蓄电池组的输出电压值调整控制端控制信号的占空比大小，从而到达调整N沟道金氧半场效晶体管Q1源极和漏极间的电流值，实现负载LED灯组3中工作电流的相对恒定；在在蓄电池组1输出电压较低时，单独依靠调节N沟道金氧半场效晶体管Q1的导通时间已经无法达到LED灯组3工作电流恒定，需要主控器4发出控制信号通过TC4469驱动芯片驱动N沟道金氧半场效晶体管Q3导通，对电感L1进行快速充电，在N沟道金氧半场效晶体管Q3断开时电感L1放电，提高放电电路2的输出电压，如此不断的快速重复。最终实现LED灯组3不随着蓄电池组1电量、电压的的变化而工作电流发生变化，工作在恒流状态。

Claims (5)

1.一种太阳能路灯控制器，包括光伏板（7）、充电控制器（6）和蓄电池组（1），其特征在于：所述蓄电池组（1）通过放电电路（2）为LED灯组（3）供电，该蓄电池组（1）电源输出端连接有采样电路，该采样电路将蓄电池组（1）输出端电压值提供给主控器（4），该主控器（4）控制端输出控制信号经PWM控制电路（5）控制所述放电电路（2）中电流的大小； 
所述放电电路（2）设置有MOS管Q1，该MOS管Q1源极经二极管D2和电感L1后接在蓄电池组（1）正电源端，所述二极管D2的正极串接MOS管Q3后接地，该MOS管Q3栅极接在所述PWM控制电路（5）的一个信号输出端上，所述MOS管Q1漏极串接电阻R6后接在LED灯组（3）电源正端，所述LED灯组（3）电源负端接在蓄电池组（1）负电源端，所述MOS管Q1栅极接在所述PWM控制电路（5）的另一个信号输出端上，所述LED灯组（3）电源两端还并接有电容C1。 
2.根据权利要求1所述太阳能路灯控制器，其特征在于：所述蓄电池组（1）正电源端还串接电阻R3和电阻R4后接在蓄电池组(1)负电源端上，所述采样电路中设置有运算放大器U3，该运算放大器U3正相输入端经电阻R11后接在所述电阻R3和电阻R4之间，所述运算放大器U3反相输入端和输出端相连，该运算放大器U3输出端还与主控器（4）信号采集端相连。 
3.根据权利要求1所述太阳能路灯控制器，其特征在于：所述PWM控制电路（5）中设置有驱动模块U2，该驱动模块U2输入端接所述主控器（4）控制端上，该驱动模块U2第一信号输出端接所述MOS管Q3栅极，第二信号输出端接所述MOS管Q1栅极。 
4.根据权利要求3所述太阳能路灯控制器，其特征在于：所述驱动模块 U2为TC4469驱动芯片。 
5.根据权利要求1所述太阳能路灯控制器，其特征在于：所述主控器（4）上连接有亮度传感器（8）。 
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