CN203839986U - 太阳能led控制电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电路技术领域，本实用新型提供一种太阳能LED控制电路，包括太阳能电池板、充电电路、电源输出电路和控制电路，所述太阳能电池板的电流输出端与充电电路的电流输入端电联接，充电电路的电流输出端用于与蓄电池的充电端口电联接，所述电源输出电路的电流输入端与蓄电池的电流输出端电联接，所述电源输出电路的电流输出端用于与LED的电源输入端电联接，所述控制电路的控制输出端与电源输出电路的控制端电联接，所述控制电路包括微控制器U2和电池电压采样电路，所述电池电压采样电路的信号输出端与微控制器U2的信号输入端电联接。

Description

太阳能LED控制电路

技术领域

本实用新型电路技术领域，特别涉及一种太阳能LED控制电路。

背景技术

节能减排是一直是一个备受瞩目的话题，太阳能LED灯具同时集合了光伏和LED的优点。太阳能LED灯具的关键点在于LED控制器，而现有LED控制器主要存在以下几个问题：

 LED控制器充电效率低。现有的太阳能LED控制器通常采用降压方式为蓄电池充电。如果在一些日照系数较好的城市还没有太大问题，通过加大太阳能电池板功率与蓄电池的容量也能将就使用，但是在一些日照系数很低的城市这样的方式就容易出现间歇性熄灯现象，特别是在冬季连续一个星期以上的阴雨天时更是无法点亮灯具，控制器根本没有办法充电。所以很多太阳能LED灯具只能采用市电互补方式弥补，适用性不高，价格昂贵。

目前的LED控制器无电源管理模式，电池寿命短。大多数控制器都没有真正意义上的实现电源管理，导致蓄电池经常过充、过放，加速了蓄电池的老化。

 目前的LED控制器的输出方式单一。市面上几乎所有的控制器仅有一种输出方式，要么是直接开关方式输出，要么是恒流方式输出，这样就给用户使用带来了诸多不便。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种可高效率充电的太阳能LED控制电路。

本实用新型通过以下技术手段解决上述技术问题：

太阳能LED控制电路，包括太阳能电池板、充电电路、电源输出电路和控制电路，所述太阳能电池板的电流输出端与充电电路的电流输入端电联接，充电电路的电流输出端用于与蓄电池的充电端口电联接，所述电源输出电路的电流输入端与蓄电池的电流输出端电联接，所述电源输出电路的电流输出端用于与LED的电源输入端电联接，所述控制电路的控制输出端与电源输出电路的控制端电联接，所述控制电路包括微控制器U2和电池电压采样电路，所述电池电压采样电路的信号输出端与微控制器U2的信号输入端电联接。

进一步，所述充电电路包括控制芯片U1、MOS管Q1、MOS管Q2、二极管D1、二极管D2和电感L1，MOS管Q1的栅极和控制芯片U1的控制端电联接，MOS管Q1的漏极用于与太阳能电池板的正极连接，MOS管Q1的源极分别连接二极管D1的负极和电感L1的一端；MOS管Q2的栅极和控制芯片U1的控制端电联接，MOS管Q2的漏极分别连接电感L1的另一端和二极管D2的正极，MOS管Q2的源极与太阳能电池板的负极电联接，二极管D2的负极用于与蓄电池的正极电联接，MOS管Q2的源极还用于与蓄电池的负极电联接。

进一步，所述控制电路包括微控制器U2、光照采样电路、电池电压采样电路和电流采样电路，所述光照采样电路、电池电压采样电路和电流采样电路的信号输出端与微控制器U2的信号输入端电联接。

进一步，所述电源输出电路包括MOS管Q3、MOS管Q4、二极管D3、二极管D4和电感L2, MOS管Q3的栅极和微控制器U2的控制端电联接，MOS管Q3的漏极和蓄电池的正极电联接，MOS管Q3的源极和电感L2的一端电联接，电感L2另一端和二极管D3的正极电联接，MOS管Q4的栅极和微控制器U2的控制端电连接，MOS管Q4的漏极与二极管D3的正极电联接，MOS管Q4的源极与蓄电池的负极电联接。

进一步，所述微控制器U2的控制端还与控制芯片U1的控制端电联接。

进一步，所述的太阳能LED控制电路还包括电压指示屏、按钮和温度传感器，所述电压指示屏、按钮和温度传感器分别与微控制器U2电联接。

本实用新型的有益效果：本实用新型的太阳能LED控制电路，可实现通过监测蓄电池的电压去控制升降压电源充电管理芯片对蓄电池充电，通过监测蓄电池电压的高低来选择一种最佳的充电方式，达到最大功率点MPPT的捕捉，实现高效率充电；输出部分则灵活方便，通过适当的设置则可以选择不同的输出方式，达到最佳的利用率。

附图说明                      

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述。

图1为现有的太阳能LED控制器图；

图2为本发明太阳能LED控制电路的结构示意图。

具体实施方式

以下将结合附图对本实用新型进行详细说明。

如图1所示，太阳能LED控制电路，包括太阳能电池板、充电电路、电源输出电路和控制电路，所述太阳能电池板的电流输出端与充电电路的电流输入端电联接，充电电路的电流输出端用于与蓄电池BT1的充电端口电联接，所述电源输出电路的电流输入端与蓄电池BT1的电流输出端电联接，所述电源输出电路的电流输出端用于与LED的电源输入端电联接，所述控制电路的控制输出端与电源输出电路的控制端电联接。

所述充电电路包括控制芯片U1、MOS管Q1、MOS管Q2、二极管D1、二极管D2和电感L1，MOS管Q1的栅极和控制芯片U1的控制端电联接，MOS管Q1的漏极用于与太阳能电池板的正极连接，MOS管Q1的源极分别连接二极管D1的负极和电感L1的一端；MOS管Q2的栅极和控制芯片U1的控制端电联接，MOS管Q2的漏极分别连接电感L1的另一端和二极管D2的正极，MOS管Q2的源极与太阳能电池板的负极电联接，二极管D2的负极用于与蓄电池BT1的正极电联接，MOS管Q2的源极还用于与蓄电池BT1的负极电联接。

所述控制电路包括微控制器U2、光照采样电路、电池电压采样电路和电流采样电路，所述光照采样电路、电池电压采样电路和电流采样电路的信号输出端与微控制器U2的信号输入端电联接；太阳能LED控制电路还包括电压指示屏、按钮和温度传感器，所述电压指示屏、按钮和温度传感器分别与微控制器U2的对应端口电联接。所述电池电压采样电路包括串连于蓄电池BT1正负极之间的电阻R3和电阻R4，电流采样电路包括串联于蓄电池负极与LED之间的采样电阻R5，采样电阻R5的一端通过放大器与AD转换器与微控制器U2的信号输入端电联接。所述光照采样电路包括连接于太阳能电池板正负极之间的电阻R1、R2；所述微控制器U2的控制端还与控制芯片U1的控制端电联接。

所述控制芯片U1选用现有的升降压电源管理芯片，所述微控制器U2可选用单片机及其外围电路。

所述电源输出电路包括MOS管Q3、MOS管Q4、二极管D3、二极管D4和电感L2, MOS管Q3的栅极和微控制器U2的控制端电联接，MOS管Q3的漏极和蓄电池BT1的正极电联接，MOS管Q3的源极和电感L2的一端电联接，电感L2另一端和二极管D3的正极电联接，MOS管Q4的栅极和微控制器U2的控制端电连接，MOS管Q4的漏极与二极管D3的正极电联接，MOS管Q4的源极与蓄电池BT1的负极电联接。

以下用12V系统为例，太阳能电池板发电时，如果发电电压高于预设的光控开光电压值8V时，微控制器U2则打开控制芯片U1的使能端口，控制芯片U1正常开始工作。白天当太阳能电池板的输入电压高于蓄电池电压2V时，控制芯片U1让MOS管Q1直通，对MOS管Q2进行PWM控制，电感L1、MOS管Q2和二极管D2则构成DC/DC降压模式对蓄电池进行充电；白天当日照不是很强时或者阴雨天时，太阳能电池板的输出电压会比较低，太阳能电池板电压小于等于蓄电池电压时，控制芯片U1让MOS管 Q1进行PWM控制，让Q2处于关断状态，电感L1、MOS管Q1、二极管D1、二极管D2则构成DC/DC升压模式对蓄电池进行充电。在正常充电的过程中，控制芯片U1的MPPSET引脚通过监测太阳能电池板的电压，来实现最大功率点MPPT的捕捉。充电过程中升降压电源充电芯片还会适时监测蓄电池的电压，并实施电源管理。

太阳能电池板发电电压低于预设的光控开光电压值，并且超过预先设置的时间数分钟以上，微控制器U2则关闭如果高效升降压电源充电芯片U1的使能端口, 高效升降压电源充电芯片停止工作，与此同时单片机则识别为晚上到来。当设置为开关模式时MOS管Q4完全断开，MOS管Q3则负责开关，直接将蓄电池的电能输出给LED或者用电设备，当设置为DC/DC降压恒流模式时，MOS管Q3则直通，MOS管Q4进行PWM控制，MOS管Q4、电感L2、二极管D3构成DC/DC降压恒流模式输出给LED灯具供电，当设置为DC/DC升压恒流模式时，MOS管Q4完全断开，电感L2、MOS管Q3、二极管D3、二极管D4则构成DC/DC升压恒流模式输出给LED供电。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (1)

1.太阳能LED控制电路，其特征在于：包括太阳能电池板、充电电路、电源输出电路和控制电路，所述太阳能电池板的电流输出端与充电电路的电流输入端电联接，充电电路的电流输出端用于与蓄电池的充电端口电联接，所述电源输出电路的电流输入端与蓄电池的电流输出端电联接，所述电源输出电路的电流输出端用于与LED的电源输入端电联接，所述控制电路的控制输出端与电源输出电路的控制端电联接，所述控制电路包括微控制器U2和电池电压采样电路，所述电池电压采样电路的信号输出端与微控制器U2的信号输入端电联接。

2.根据权利要求1所述的太阳能LED控制电路，其特征在于：所述充电电路包括控制芯片U1、MOS管Q1、MOS管Q2、二极管D1、二极管D2和电感L1，MOS管Q1的栅极和控制芯片U1的控制端电联接，MOS管Q1的漏极用于与太阳能电池板的正极连接，MOS管Q1的源极分别连接二极管D1的负极和电感L1的一端；MOS管Q2的栅极和控制芯片U1的控制端电联接，MOS管Q2的漏极分别连接电感L1的另一端和二极管D2的正极，MOS管Q2的源极与太阳能电池板的负极电联接，二极管D2的负极用于与蓄电池的正极电联接，MOS管Q2的源极还用于与蓄电池的负极电联接。

3.根据权利要求1或2所述的太阳能LED控制电路，其特征在于：所述控制电路还包括光照采样电路和电流采样电路，所述光照采样电路和电流采样电路的信号输出端与微控制器U2的信号输入端电联接。

4.根据权利要求3所述的太阳能LED控制电路，其特征在于：所述电源输出电路包括MOS管Q3、MOS管Q4、二极管D3、二极管D4和电感L2, MOS管Q3的栅极和微控制器U2的控制端电联接，MOS管Q3的漏极和蓄电池的正极电联接，MOS管Q3的源极和电感L2的一端电联接，电感L2另一端和二极管D3的正极电联接，MOS管Q4的栅极和微控制器U2的控制端电连接，MOS管Q4的漏极与二极管D3的正极电联接，MOS管Q4的源极与蓄电池的负极电联接。

5.根据权利要求3所述的太阳能LED控制电路，其特征在于：所述微控制器U2的控制端还与控制芯片U1的控制端电联接。

6.根据权利要求4-5中任一项所述的太阳能LED控制电路，其特征在于：所述的太阳能LED控制电路还包括电压指示屏、按钮和温度传感器，所述电压指示屏、按钮和温度传感器分别与微控制器U2电联接。