CN203942670U - 自适应太阳能led灯控制装置 - Google Patents

Abstract

自适应太阳能LED灯控制装置，涉及LED灯。设有充电模块、放电模块和时钟传感控制模块；所述充电模块的输入端外接太阳能板，充电模块的输出端外接蓄电池，放电模块的输入端外接蓄电池，放电模块的时控制输入端接时钟传感控制模块的控制信号输出端，放电模块的输出端外接LED灯；时钟传感控制模块的输入端外接蓄电池的输出端。可对LED灯实现自适应控制驱动，尤其是对1～18W太阳能LED路灯、庭院灯等LED灯实现自适应控制驱动。对太阳能板较简单实现了MPPT功能，并对于四季变化的实用性较强。

Description

自适应太阳能LED灯控制装置

技术领域

本实用新型涉及LED灯，尤其是涉及一种自适应太阳能LED灯控制装置。

背景技术

随着人民生活水平的提高与科学技术的发展，人们对生活的质量提出了更高的要求。现有的生活能源，例如煤炭、石油等，都会产生对人体有害的污染气体，所以近年来绿色能源成为研究和发展的热门话题，尤其是以风能和太阳能发电的能源。基于太阳能发电的用于多类型照明负载节能控制装置的设计与实现，主要应用了电力电子变换技术及计算机控制技术，装置主要实现了在太阳能板发电的利用实现，同时也实现了在功率较小的时候，利用电力电子变换技术，通过升压、稳压的方法，也能实现对蓄电池的充电，实现能量的充分利用，在实现太阳能能量充分利用的同时，实现了节能以及多类型照明负载的控制。

现有的控制装置主要是针对太阳能照明系统进行设计，整个照明系统包括发电单元太阳能板、充放电控制装置、蓄电单元（蓄电池）和照明负载，充放电控制装置包括电力电子变换单元、充放电检测单元等。首先通过太阳能板对蓄电池充电，利用监测测单元，实时监测蓄电池的充电情况，控制对蓄电池的充电方式以及防止过充。在蓄电池电量深度不同的情况下，采用不同的充电方式，例如在起始的阶段采用恒流充电，在后一阶段采用恒压充电等。到了晚上，通过传感器单元或时钟单元对负载进行控制，当选择传感功能时，传感器检测到天黑，则控制负载运行及其工作功率；当选择时钟控制功能时，实现对负载按点运行按点退出的控制。为了节能，根据地区人、车的活动状态，设置了定点功率衰减的方式，此功能也可通过拨码开关设置。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有控制驱动装置存在的只能针对一定的额定负载，实现太阳能板的MPPT功能较复杂且经济性差，且对四季的变化适应固定等不足，提供一种自适应太阳能LED灯控制装置，该装置尤其适用于1～18W太阳能LED路灯、庭院灯等。

本实用新型设有充电模块、放电模块和时钟传感控制模块；所述充电模块的输入端外接太阳能板，充电模块的输出端外接蓄电池，放电模块的输入端外接蓄电池，放电模块的时控制输入端接时钟传感控制模块的控制信号输出端，放电模块的输出端外接LED灯；时钟传感控制模块的输入端外接蓄电池的输出端。

所述充电模块可设有充电检测回路，所述放电模块可设有放电检测回路。

当太阳能板充电后，通过充电模块对蓄电池进行充电，进行电能的储存。当充电检测回路检测蓄电池充满后，则实现浮充电。对负载LED灯的控制可以选择三种模式，分别是光控或/和时控。当选择光控时，光敏传感器检测到天黑，则时钟传感模块控制放电模块工作，实现蓄电池对LED灯等供电。通过放电检测回路的检测，实现LED灯的自适应控制，同时放电模块还具有PWM斩波输入回路，通过具有输出PWM功能的控制块GS，实现了LED灯功率的PWM控制，从而实现节能。

本实用新型的优点如下：

1、以往控制驱动装置只能针对一定的额定负载，本实用新型可对LED灯实现自适应控制驱动，尤其是对1～18W太阳能LED路灯、庭院灯等LED灯实现自适应控制驱动。

2、以往的装置实现太阳能板的MPPT功能较复杂且经济性差，且对四季的变化适应固定，本实用新型对太阳能板较简单实现了MPPT功能，并对于四季变化的实用性较强。

附图说明

图1为本实用新型实施例的电路组成框图。

图2为本实用新型实施例的电路组成原理图。

具体实施方式

参见图1和2，本实用新型实施例设有充电模块1、放电模块2和时钟传感控制模块3；所述充电模块1的输入端外接太阳能板A，充电模块1的输出端外接蓄电池B，放电模块2的输入端外接蓄电池B，放电模块2的时控制输入端接时钟传感控制模块3的控制信号输出端，放电模块2的输出端外接LED灯C；时钟传感控制模块3的输入端外接蓄电池B的输出端。

所述充电模块1设有充电检测回路11，所述放电模块2设有放电检测回路21。

充电模块通过充电检测回路11可判断蓄电池是否充满，以实现充电模块改变充电状态。具有PWM控制输出功能的控制块GS，通过对放电检测回路21，可判断蓄电池的放电状态，从而实现对放电模块的PWM输出控制，实现节能。图2给出本实用新型实施例的电路组成原理图，其工作原理如下：

（1）充电模块：太阳能板在发电后，通过充电管理控制芯片A1，对蓄电池实现涓流充电、恒流充电和恒压充电三个阶段，充电检测回路设有充电电流检测回路、太阳能电池最大功率点控制回路、电压反馈回路和蓄电池温度回路，充电管理控制芯片A1的引脚1、3构成电流检测回路，电流检测回路主要实现恒流充电过程中恒流的控制，通过查阅蓄电池参数手册，确定蓄电池恒流阶段的充电电流，通过选择电阻R1的阻值，则通过引脚1、3反馈到充电管理控制芯片A1的电压不同，充电管理控制芯片A1通过调制实现对充电电流的调节，从而实现恒流充电。电压检测回路通过电阻R4、R7的分压实现，即这两个电阻分压后，接入充电管理控制芯片A1的引脚5，电压检测回路主要用于蓄电池电压的检测，通过对蓄电池电压的检测，决定充电模块对蓄电池的充电状态。当蓄电池的电压低于某一值时，对应此时蓄电池放电深度较大，则充电管理控制芯片A1首先会实现对蓄电池以一个小于恒流充电的电流对蓄电池进行恒流充电，当蓄电池电压达到一定值时即恢复一定时，采用大电流恒流充电，当蓄电池电压接近到恒压充电值时，充电管理控制芯片A1实现自动切换到恒压充电，此时充电电流逐渐减小，当蓄电池电压为恒压充电电压时，充电电流接近为零，所以太阳能板不会对蓄电池过充，通过电阻R4、R7和一个充电管理控制芯片A1内置电压，实现充电阶段的控制以及恒压充电的电压设置。为了较好实现充电管理控制芯片A1检测的电压和电流回路的稳定性，采用了一个补偿回路，补偿回路由电阻R5和电容C5构成，由充电管理控制芯片A1的引脚5实现。充电管理控制芯片A1的引脚2实现对P沟道管的控制，充电管理控制芯片A1的引脚4、6实现了为充电管理控制芯片A1提供电源和充电显示，通过放光二极管的亮灭显示是否在充电状态。太阳能板最大功率点跟踪控制检测回路由电阻R3和R6构成，由充电管理控制芯片A1的引脚8实现检测控制，利用定电压法实现对太阳能板最大功率点的跟踪，通过太阳能板的参数手册可知，太阳能板有最优的工作电压，即在不同的温度和光照下，当太阳能板工作最优电压时，实现最大功率，通过充电管理控制芯片A1的内置电压以及配合电阻R3、R6，实现太阳能板的最大功率跟踪，即使是四季温差比较大，也可较好实现最大功率点跟踪。充电部分的蓄电池温度检测回路，主要实现当检测到蓄电池的温度过高时，停止充电，直到蓄电池温度降到允许的范围，蓄电池温度保护主要由热敏电阻MF1和检测引脚10构成。

（2）放电回路：放电回路部分主要由放电控制芯片F1和具有时钟光敏控制功能的控制块GS构成。通过放电控制芯片F1及外围电路，构成一个升降压的LED驱动电路，从而实现对LED的恒流驱动。通过拨码开关SW的设置，可以选择对负载的控制方式，即时控、光控和时控+光控，光控的实现通过光敏电阻G1回路实现。拨码开关设定后，时控光控芯片GS通过它的引脚1实现PWM控制输出，因为放电控制芯片F1的引脚5（PWM）可实现0～95%的控制。蓄电池通过电容C1接入F1的引脚3，电容C1主要实现消除噪音的作用，F1的引脚3为电源输入段，F1的引脚1连接至F1内部的开关管接地，同时配合外部的隔离变压器和电容C3构成升降压LED恒流驱动电路，F1的引脚6为电流回馈检测引脚，通过电阻Rsf1构成的电流检测回路实现对供电电路的电流检测，反馈到F1，从而实现对LED灯恒流的驱动,通过对系统中驱动电流设定元件参数的选择，本实用新型可对额定电流为350mA（1W）或1050mA（3W）的LED驱动，最大可达18W。

Claims (2)

1.自适应太阳能LED灯控制装置，其特征在于设有充电模块、放电模块和时钟传感控制模块；所述充电模块的输入端外接太阳能板，充电模块的输出端外接蓄电池，放电模块的输入端外接蓄电池，放电模块的时控制输入端接时钟传感控制模块的控制信号输出端，放电模块的输出端外接LED灯；时钟传感控制模块的输入端外接蓄电池的输出端。

2.如权利要求1所述自适应太阳能LED灯控制装置，其特征在于所述充电模块设有充电检测回路，所述放电模块设有放电检测回路。