CN204168546U - 一种太阳能led路灯控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及太阳能照明系统技术领域，尤其是一种太阳能LED路灯控制系统。一种太阳能LED路灯控制系统，它包括太阳能电板、充电电路、第一电压检测电路、第二电压检测电路、控制器、驱动电路和LED灯；太阳能电板将太阳能转换成电能并输入至充电电路，充电电路将电能进行储存并同时连接第二电压检测电路和LED灯，第二电压检测电路将充电电路的电压进行检测并将检测后的信号输入至控制器，第一电压检测电路检测太阳能电板电压信号并将检测到的电压信号输入至控制器，控制器进行信号整理并同时反馈给充电电路和驱动电路并通过驱动电路与LED灯连接。本实用新型通过第一检测电路和第二检测电路实时收集太阳能电池板和蓄电池的电压信号，从而时刻保证蓄电池的恒压供电。

Description

一种太阳能LED路灯控制系统

技术领域

本实用新型涉及太阳能照明系统技术领域，尤其是一种太阳能LED路灯控制系统。 

背景技术

随着科技不断发展，道路照明已慢慢从市电转换成太阳能路灯照明。太阳能LED路灯是太阳能开发利用和照明领域节能技术的综合应用，具有节能环保、投资少、施工简单，不需要铺设复杂的管线、无电费支出、维护量小和可以美化环境等优点，同时对解决边远地区、照明供电困难的地区和无电地区居民的照明用电问题起到重要作用，这种效果在农村很好的体现。目前，太阳能路灯采用阀控式密封铅酸蓄电池(VRLA)储存电能，而蓄电池成本是太阳能照明系统投资中较大的一部分，电池的使用寿命在很大程度上取决于正确的充电方法。 

实用新型内容

针对上述现有技术中存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种能够高效保护蓄电池的太阳能LED路灯控制系统。 

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案： 

一种太阳能LED路灯控制系统，它包括太阳能电板、充电电路、第一电压检测电路、第二电压检测电路、控制器、驱动电路和LED灯； 

所述太阳能电板将太阳能转换成电能并输入至充电电路，所述充电电路将电能进行储存并同时连接第二电压检测电路和LED灯，所述第二电压检测 电路将充电电路的电压进行检测并将检测后的信号输入至控制器，所述第一电压检测电路一端连接太阳能电板并检测太阳能电板的电压信号，所述第一电脑检测电路将检测到的电压信号输入至控制器，所述控制器将信号进行整理并同时反馈给充电电路和驱动电路，所述驱动电路接收控制器给出的信号并通过信号调节LED灯的工作状态。 

优选地，所述充电电路还包括瞬态电压抑制二极管、保险丝、蓄电池、第九电阻、第十电阻、第一三极管、第二三极管、第三三极管和第二稳压二极管，所述第九电阻和第十电阻依次串联后并联于瞬态电压抑制二极管两端，所述第九电阻和第十电阻之间连接与控制器的P1.2端脚，所述瞬态电压抑制二极管并联于太阳能电板的正负两端，所述太阳能电板的正极连接DC/DC转换电路的输入端，所述DC/DC转换电路的输出端与第二稳压二极管的一端连接，所述第二稳压二极管的另一端同时与PMOS开关的漏极和第二三极管的集电极连接并通过第七电阻与第一三极管的集电极连接，所述第一三极管的基极通过第五电阻与控制器的P1.3端脚连接，所述第二三极管的基极和第三三极管的基极连接后与第一三极管的集电极连接，所述第二三极管的发射端与第三三极管的集电极连接，所述第二三极管的发射端与第三三极管的集电极同时通过第八电阻与PMOS开关的栅极连接，所述第三三极管的发射极与蓄电池正极连接，所述蓄电池的负极与保险丝的一端连接，所述保险丝的另一端同时与第一二极管的一端和PMOS开关的源极连接，所述第一二极管的另一端与蓄电池的正极连接。 

优选地，所述DC/DC转换电路包括第一稳压二极管、DC/DC转换器和电感线圈，所述DC/DC转换器的EN端脚与太阳能电板连接，所述DC/DC转换器的EN端脚和IN端脚并联有第四电阻，所述DC/DC转换器的FB端脚与一稳压二极管的一端连接，所述第一稳压二极管的另一端通过依次连接的第三电阻和第三电容与DC/DC转换器的CCMP端脚连接、并分别通过第二电容和第七电容与第二稳压管连接，所述DC/DC转换器的SW端脚与电感线圈的一端连接，所 述电感线圈的另一端与第二稳压二极管连接，所述DC/DC转换器的FB端脚通过第一电阻与第二稳压二极管连接。 

优选地，所述第二电压检测电路包括第二运算放大器，所述第二运算放大器的同相端通过第十三电阻与蓄电池的正极连接，所述第二运算放大器的输出端与控制器的P1.0端脚连接。 

优选地，所述驱动电路包括第四三极管和第五三极管，LED灯包括依次串联的第一发光二极管、第二发光二极管、第三发光二极管、第六发光二极管、第五发光二极管和第四发光二极管；所述第一发光二极管的输入端通过第十一电阻与第四三极管的集电极连接，所述第四发光二极管的输入端通过第十二电阻与第五三极管的集电极连接，所述第四三极管和第五三极管的发射端同时与蓄电池的正极连接，所述第四三极管的基极通过十六电阻与控制器的P2.1端脚连接，所述第五三极管的基极通过第十七电阻与控制器的P2.2端脚连接。 

优选地，它还包括温度检测电路和时钟电路，所述温度检测电路收集蓄电池的温度信号并输入至控制器，所述时钟电路实时向控制器输送时间信号。 

由于采用了上述方案，本实用新型通过第一检测电路和第二检测电路实时收集太阳能电池板和蓄电池的电压信号，从而时刻保证蓄电池的恒压供电；并且，采用PMOS开关进行脉冲电流调节来对蓄电池进行充电，一方面可以减轻蓄电池的内压；另一方面可以有效消除电池极化现象，使蓄电池可以吸收更多的电量，可以提高电池充电效率与充电质量。 

附图说明

图1是本实用新型实施例的系统原理框图； 

图2是本实用新型实施例的充电路的电路结构图； 

图3是本实用新型实施例的DC/DC转换电路的电路结构图； 

图4是本实用新型实施例的第二电压检测电路的电路结构图； 

图5是本实用新型实施例的驱动电路的电路结构图。 

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。 

如图1至图5所示，本实施例的一种太阳能LED路灯控制系统，它包括太阳能电板1、充电电路2、第一电压检测电路4、第二电压检测电路3、控制器5、驱动电路6和LED灯7；太阳能电板1将太阳能转换成电能并输入至充电电路2，充电电路2将电能进行储存并同时连接第二电压检测电路3和LED灯7，第二电压检测电路3将充电电路2的电压进行检测并将检测后的信号输入至控制器5，第一电压检测电路4一端连接太阳能电板1并检测太阳能电板1的电压信号，第一电脑检测电路4将检测到的电压信号输入至控制器5，控制器5将信号进行整理并同时反馈给充电电路2和驱动电路5，驱动电路6接收控制器5给出的信号并通过信号调节LED灯7的工作状态。 

同时，本实施例的充电电路2如图2所示，即充电电路2包括DC/DC转换电路J、瞬态电压抑制二极管TVS、保险丝F、蓄电池U4、第九电阻R9、第十电阻R10、第一三极管Q1、第二三极管Q2、第三三极管Q3和第二稳压二极管D2，第九电阻R9和第十电阻R19依次串联后并联于瞬态电压抑制二极管TVS两端，第九电阻R9和第十电阻R10之间连接与控制器5的P1.2端脚，瞬态电压抑制二极管TVS并联于太阳能电板1的正负两端，太阳能电板1的正极连接DC/DC转换电路J的输入端，DC/DC转换电路J的输出端与第二稳压二极管D2的一端连接，第二稳压二极管D2的另一端同时与PMOS开关U3的漏极和第二三极管Q2的集电极连接并通过第七电阻R7与第一三极管Q1的集电极连接，第一三极管Q1的基极通过第五电阻R5与控制器5的P1.3端脚连接， 第二三极管Q2的基极和第三三极管Q3的基极连接后与第一三极管Q1的集电极连接，第二三极管Q2的发射端与第三三极管Q3的集电极连接，第二三极管Q2的发射端与第三三极管Q3的集电极同时通过第八电阻R8与PMOS开关U3的栅极连接，第三三极管Q3的发射极与蓄电池U4正极连接，蓄电池U4的负极与保险丝F的一端连接，保险丝F的另一端同时与第一二极管D3的一端和PMOS开关U3的源极连接，第一二极管D3的另一端与蓄电池U4的正极连接。电路中pmos开关U3为增强型PMOS管AO4413，此POMOS管的漏源最大反向电压为30V，最大漏源反向电流为15A，其导通电阻小于8.5mΩ，工作环境温度范围在55°到150°之间，具有很好的开关性能，适合系统的正常工作，控制器通过P1.3端口输出信号来控制PMOS管的开关；电路中的瞬态电压抑制二极管TVS起到防雷的作用，第二稳压二极管D2采用肖特基二极管，为防止阴天或者夜间蓄电池向太阳能电池板放电，并且，通过第九电阻R9和第十电阻R10对太阳能电池板的输出电压进行检测。 

本实施例的DC/DC转换电路J的电路结构如图3所示，即DC/DC转换电路J包括第一稳压二极管D1、DC/DC转换器U1和电感线圈L1，DC/DC转换器U1的EN端脚与太阳能电板1连接，DC/DC转换器U1的EN端脚和IN端脚并联有第四电阻R4，DC/DC转换器U1的FB端脚与一稳压二极管D1的一端连接，第一稳压二极管D1的另一端通过依次连接的第三电阻R3和第三电容与DC/DC转换器U1的CCMP端脚连接、并分别通过第二电容C2和第七电容C7与第二稳压管D2连接，DC/DC转换器U1的SW端脚与电感线圈L1的一端连接，电感线圈L1的另一端与第二稳压二极管D2连接，DC/DC转换器U1的FB端脚通过第一电阻R1与第二稳压二极管D2连接。其DC/DC转换器U1是一个单片同步BUCK调节器，该器件集成可调控制器输出的MOSFET信号，输入电压范围4.7-23V，输出电压范围0.925V-20V，能连续输出3A电流最高可达4A，最高工作效率可达95％，在开通和关断模式下，电源电流降至1μA以下，从而可防止涌流。 

另外，本实施例的电压检测电路如图4所示，即第二电压检测电路3包括第二运算放大器U2，第二运算放大器U2的同相端通过第十三电阻R13与蓄电池U4的正极连接，第二运算放大器U2的输出端与控制器5的P1.0端脚连接。第一电压检测电路4的电路结构与第二电压检测电路3结构相同；本实施例的驱动电路如图5所示，即驱动电路包括第四三极管Q4和第五三极管Q5，LED灯7包括依次串联的第一发光二极管D4、第二发光二极管D5、第三发光二极管D6、第六发光二极管D7、第五发光二极管D8和第四发光二极管D9；第一发光二极管D4的输入端通过第十一电阻R11与第四三极管Q4的集电极连接，第四发光二极管D9的输入端通过第十二电阻R12与第五三极管Q5的集电极连接，第四三极管Q4和第五三极管Q5的发射端同时与蓄电池U4的正极连接，第四三极管Q4的基极通过十六电阻R16与控制器5的P2.1端脚连接，第五三极管Q5的基极通过第十七电阻R17与控制器5的P2.2端脚连接。 

此外，本实施例还包括温度检测电路8和时钟电路9，温度检测电路8收集蓄电池U3的温度信号并输入至控制器5，时钟电路9实时向控制器5输送时间信号。 

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。 

Claims (6)

1.一种太阳能LED路灯控制系统，它包括太阳能电板、充电电路、第一电压检测电路、第二电压检测电路、控制器、驱动电路和LED灯； 

所述太阳能电板将太阳能转换成电能并输入至充电电路，所述充电电路将电能进行储存并同时连接第二电压检测电路和LED灯，所述第二电压检测电路将充电电路的电压进行检测并将检测后的信号输入至控制器，所述第一电压检测电路一端连接太阳能电板并检测太阳能电板的电压信号，所述第一电脑检测电路将检测到的电压信号输入至控制器，所述控制器将信号进行整理并同时反馈给充电电路和驱动电路，所述驱动电路接收控制器给出的信号并根据反馈的信号进行LED灯的工作状态调节。 

2.如权利要求1所述的一种太阳能LED路灯控制系统，其特征在于：所述充电电路还包括瞬态电压抑制二极管、保险丝、蓄电池、第九电阻、第十电阻、第一三极管、第二三极管、第三三极管和第二稳压二极管，所述第九电阻和第十电阻依次串联后并联于瞬态电压抑制二极管两端，所述第九电阻和第十电阻之间连接与控制器的P1.2端脚，所述瞬态电压抑制二极管并联于太阳能电板的正负两端，所述太阳能电板的正极连接DC/DC转换电路的输入端，所述DC/DC转换电路的输出端与第二稳压二极管的一端连接，所述第二稳压二极管的另一端同时与PMOS开关的漏极和第二三极管的集电极连接并通过第七电阻与第一三极管的集电极连接，所述第一三极管的基极通过第五电阻与控制器的P1.3端脚连接，所述第二三极管的基极和第三三极管的基极连接后与第一三极管的集电极连接，所述第二三极管的发射端与第三三极管的集电极连接，所述第二三极管的发射端与第三三极管的集电极同时通过第八电阻与PMOS开关的栅极连接，所述第三三极管的发射极与蓄电池正极连接，所述蓄电池的负极与保险丝的一端连接，所述保险丝的另一端同时与第一二极管的一端和PMOS开关的源极连接，所述第一二极管的另一端与蓄电池的正极连接。 

3.如权利要求2所述的一种太阳能LED路灯控制系统，其特征在于：所述DC/DC转换电路包括第一稳压二极管、DC/DC转换器和电感线圈，所述DC/DC转换器的EN端脚与太阳能电板连接，所述DC/DC转换器的EN端脚和IN端脚并联有第四电阻，所述DC/DC转换器的FB端脚与一稳压二极管的一端连接，所述第一稳压二极管的另一端通过依次连接的第三电阻和第三电容与DC/DC转换器的CCMP端脚连接、并分别通过第二电容和第七电容与第二稳压管连接，所述DC/DC转换器的SW端脚与电感线圈的一端连接，所述电感线圈的另一端与第二稳压二极管连接，所述DC/DC转换器的FB端脚通过第一电阻与第二稳压二极管连接。 

4.如权利要求2所述的一种太阳能LED路灯控制系统，其特征在于：所述第二电压检测电路包括第二运算放大器，所述第二运算放大器的同相端通过第十三电阻与蓄电池的正极连接，所述第二运算放大器的输出端与控制器的P1.0端脚连接。 

5.如权利要求4所述的一种太阳能LED路灯控制系统，其特征在于：所述驱动电路包括第四三极管和第五三极管，LED灯包括依次串联的第一发光二极管、第二发光二极管、第三发光二极管、第六发光二极管、第五发光二极管和第四发光二极管；所述第一发光二极管的输入端通过第十一电阻与第四三极管的集电极连接，所述第四发光二极管的输入端通过第十二电阻与第五三极管的集电极连接，所述第四三极管和第五三极管的发射端同时与蓄电池的正极连接，所述第四三极管的基极通过十六电阻与控制器的P2.1端脚连接，所述第五三极管的基极通过第十七电阻与控制器的P2.2端脚连接。 

6.如权利要求5所述的一种太阳能LED路灯控制系统，其特征在于：它还包括温度检测电路和时钟电路，所述温度检测电路收集蓄电池的温度信号并输入至控制器，所述时钟电路实时向控制器输送时间信号。