CN204578839U - 一种改进的太阳能景观照明装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种改进的太阳能景观照明装置，包括多个光伏板功率捕获电路，光伏板功率捕获电路中的Boost变换电路直接与直流母线相连，直流母线还与对个蓄电池充电电路相连，直流母线与照度调节电路相连，照度调节电路与人体检测电路相连，Boost变换电路及蓄电池充电电路均包含有调节PWM占空比的装置，调节PWM占空比的装置均与控制器相连；所述蓄电池的两端与电压检测电路相连，电压检测电路与控制器相连。Boost变换器实现最大光伏捕获控制。有人进入探测区时，LED灯输出高亮度，起到照明作用。人体离开探测区域时，自动切换到低照度，消除园区黑暗冷静引起的生畏心理。更好的实现了节能控制。

Description

一种改进的太阳能景观照明装置

技术领域

本实用新型涉及一种改进的太阳能景观照明装置。

背景技术

现阶段，LED景观照明多采用图1所示拓扑结构。一个景观照明配备一块光伏板、一块蓄电池、一套照明系统。该拓扑结构方式简单易行，但每个LED照明都是独立的，互相之间没有联系。考虑到，每个景观灯装设位置不同，接收的光照不同，存在有的景观灯蓄电池充电多，有的景观灯蓄电池充电少，造成夜间亮度不一致，照明时间不一致的问题。即有的景观灯因白天储存电相对较少，夜间照明时间短，有的景观灯白天存电多，夜间照明时间长。

现有的景观照明在夜间时，不管有人、无人，都是输出较高亮度，造成不必要的电能浪费。

另外，现有的太阳能景观照明系统中的电压检测电路不够精确，原有电压检测电路是由同相放大、稳压电路构成。若传输线路存在共模干扰，原有电压检测电路不能消除该干扰，将同时放大被测信号和共模干扰，降低了测量的准确性。影响了控制精度。

实用新型内容

为解决现有技术存在的不足，本实用新型公开了一种改进的太阳能景观照明装置，实现了较高效率的捕获光能。此外，该系统将以前相对独立的光伏板、蓄电池、景观灯通过直流母线连接，实现了系统间功率的平衡控制。延长了景观灯夜间照明时间。另外，该系统设计了人体检测功能。当有人进入景观灯探测范围时，输出较高亮度，提供照明，当人体离开探测区域后，保持低亮度，消除冷静生畏心理。

为实现上述目的，本实用新型的具体方案如下：

一种改进的太阳能景观照明装置，包括多个光伏板功率捕获电路，光伏板功率捕获电路中的Boost变换电路直接与直流母线相连，直流母线还与对个蓄电池充电电路相连，直流母线与照度调节电路相连，照度调节电路与人体检测电路相连，Boost变换电路及蓄电池充电电路均包含有调节PWM占空比的装置，调节PWM占空比的装置均与控制器相连；所述蓄电池的两端与电压检测电路相连，电压检测电路与控制器相连；

所述电压检测电路包括放大器，放大器的正输入端分两路，一路与相并联的电阻R26’及电容C5’相连，另一路通过电阻R24’与相并联的电阻R22’及电容C4’相连，相并联的电阻R22’及电容C4’的一个公共端与蓄电池的一端，另一个公共端通过电阻R20’与蓄电池的另一端相连；

放大器的负输入端分两路，一路通过电阻R25’与相并联的电阻R22’及电容C4’的一个公共端相连，另一路通过电阻R27’与放大器的输出端相连；

放大器的输出端与电阻R28’的一端相连，电阻R28’的另一端分两路，一路与相并联的电容C8’及电容C12’相连，另一路与二极管D8’相连，电压检测电路的输出与控制器相连。

所述人体检测电路包括人体红外传感器PIR、热释电处理芯片IC2(具体型号为CS9803)、以及电平转换电路，电平转换电路是由三极管T1、T2组成；

所述IC2的第四引脚通过电阻与三极管T1的基极相连，三极管T1的集电极分为两路，一路通过电阻与电源相连，另一路与三极管T2的基极相连，三极管T1的及三极管T2的发射极均与地相连，三极管T2的集电极分两路，一路通过电容与地相连，另一路与照度调节电路相连。

PIR接收人体释放的红外线。IC2处理PIR送来的信号，电平转换电路输出高电平(有人)，低电平(无人)。

所述光伏板功率捕获电路包括光伏板及与光伏板的两个输出端依次相并联的压敏电阻、第一电解电容、第一电容、场效应晶体管、第二电解电容及第二电容，所述压敏电阻与光伏板之间还串联有保险丝，第一电容与场效应晶体管还串联有电感，场效应晶体管与第二电解电容之间还串联有二极管。

所述照度调节电路包括IC1，IC1的第一引脚通过相并联的电解电容及电容与地相连，IC1的第二引脚通过相并联的电容及可调电阻VR2与地相连，IC1的第二引脚还通过电阻与人体检测电路相连，电阻与人体检测电路之间串联有与地相连电容，IC1的第三引脚分两路，一路通过电容与地相连，另一路与相串联的两个电阻与地相连，两个电阻的公共端与场效应晶体管的源极相连，IC1的第四引脚分两路，一路通过电阻与IC1的第五引脚相连，另一路通过电阻与场效应晶体管的栅极相连，场效应晶体管的漏极分两路，一路与照明装置相连，另一路与相并联的电感相连，电感与相串联的电容与二极管相连，电容与二极管之间与直流母线相连。

所述蓄电池充电电路包括蓄电池，蓄电池与电压检测电路相并联，电压检测电路与电感相串联后与第一场效应晶体管相连，第一场效应晶体管与第二场效应晶体管相串联后与电解电容相并联后接在直流母线上。

本实用新型的有益效果：

本实用新型改进了电压检测电路，提高了整个装置的电压检测精度，改进后的检测电路由差分放大、低通滤波、稳压三部分构成。被测电压首先经过分压电路分压，再经过差分放大进行信号放大。再经过低通滤波。最后传输给控制器模拟信号测量端口。电路的优点是：差分放大可以更为精确地测量微小的电压信号。同时，该电路可以抵消测量线路的共模干扰影响，提高了测量精度。低通滤波消除了杂散干扰信号，提高了测量的精确性。

本实用新型的光伏板输出直接与Boost变换器相接，调节Boost变换器占空比，即可调节光伏板输出电压，进而实现最大功率追踪控制。光伏板用于捕获太阳能。Boost变换器实现最大光伏捕获控制。蓄电池在白天存储光电，夜间向LED照明供电。设计的LED照明具备调光功能和人体探测功能。有人进入探测区时，LED灯输出高亮度，起到照明作用。人体离开探测区域时，自动切换到低照度，消除园区黑暗冷静引起的生畏心理。更好的实现了节能控制。

附图说明

图1现有技术结构示意图；

图2本申请的结构拓扑图；

图3光伏板功率捕获电路；

图4电压检测电路；

图5照度调节电路；

图6人体检测电路；

图7蓄电池充放电电路；

图8系统总体硬件电路。

具体实施方式：

下面结合附图对本实用新型进行详细说明：

如图1-5所示，一种改进的太阳能景观照明装置，包括多个光伏板功率捕获电路，光伏板功率捕获电路中的Boost变换电路直接与直流母线相连，直流母线还与对个蓄电池充电电路相连，直流母线与照度调节电路相连，照度调节电路与人体检测电路相连，Boost变换电路及蓄电池充电电路均包含有调节PWM占空比的装置，调节PWM占空比的装置均与控制器相连；所述蓄电池的两端与电压检测电路相连，电压检测电路与控制器相连。

所述人体检测电路包括人体红外传感器PIR、热释电处理芯片IC2(具体型号为CS9803)、以及电平转换电路构成。电平转换电路是由三极管T1、T2构成。PIR接收人体释放的红外线。IC2处理PIR送来的信号，电平转换电路输出高电平(有人)，低电平(无人)。

所述IC2的第四引脚通过电阻与三极管T1的基极相连，三极管T1的集电极分为两路，一路通过电阻与电源相连，另一路与三极管T2的基极相连，三极管T1的及三极管T2的发射极均与地相连，三极管T2的集电极分两路，一路通过电容与地相连，另一路与照度调节电路相连。

所述光伏板功率捕获电路包括光伏板及与光伏板的两个输出端依次相并联的压敏电阻、第一电解电容、第一电容、场效应晶体管、第二电解电容及第二电容，所述压敏电阻与光伏板之间还串联有保险丝，第一电容与场效应晶体管还串联有电感，场效应晶体管与第二电解电容之间还串联有二极管。

所述照度调节电路包括IC1，IC1的第一引脚通过相并联的电解电容及电容与地相连，IC1的第二引脚通过相并联的电容及可调电阻VR2与地相连，IC1(IC1具体型号为CHIPLINK6804)的第二引脚还通过电阻与人体检测电路相连，电阻与人体检测电路之间串联有与地相连电容，IC1的第三引脚分两路，一路通过电容与地相连，另一路与相串联的两个电阻与地相连，两个电阻的公共端与场效应晶体管的源极相连，IC1的第四引脚分两路，一路通过电阻与IC1的第五引脚相连，另一路通过电阻与场效应晶体管的栅极相连，场效应晶体管的漏极分两路，一路与照明装置相连，另一路与相并联的电感相连，电感与相串联的电容与二极管相连，电容与二极管之间与直流母线相连。

所述电压检测电路包括放大器，放大器的正输入端分两路，一路与相并联的电阻R26’及电容C5’相连，另一路通过电阻R24’与相并联的电阻R22’及电容C4’相连，相并联的电阻R22’及电容C4’的一个公共端与蓄电池的一端，另一个公共端通过电阻R20’与蓄电池的另一端相连；

放大器的负输入端分两路，一路通过电阻R25’与相并联的电阻R22’及电容C4’的一个公共端相连，另一路通过电阻R27’与放大器的输出端相连；

放大器的输出端与电阻R28’的一端相连，电阻R28’的另一端分两路，一路与相并联的电容C8’及电容C12’相连，另一路与二极管D8’相连，电压检测电路的输出与控制器相连。

如图6所示，蓄电池充放电电路由buck-boost电路、电压检测电路构成。Buck-boost电路是由功率开关管Q8Q9、电感L8以及电容C30构成。蓄电池充电时，功率开关Q8打开、Q9关闭，此时，调节Q8的占空比，可调节充电电流大小，占空比越大，充电电流越大。蓄电池放电时，功率开关Q9打开、Q8关闭，调节Q9的占空比，可调节放电电流大小，占空比越大，放电电流越大。

图7为总体硬件电路示意图。编号为1、2、3的光伏板、蓄电池以及景观灯构成一个分布式网络(也可以是多组光伏板、蓄电池、景观灯组成一个网络)。

工作原理：光伏板功率捕获电路由光伏板、保护电路、BOOST变换器构成。保护电路由熔断器、压敏电阻构成，起到过电压、短路保护作用。调节BOOST变换器的占空比可实现最大功率追踪控制。

所述蓄电池充放电电路包括蓄电池、buckboost电路以及电压检测电路构成。Buck-boost电路是由功率开关管Q8Q9、电感L8以及电容C30构成。蓄电池与电压检测电路S3相并联，S3与电感相串联后与第一场效应晶体管相连，第一场效应晶体管与第二场效应晶体管相串联后与电解电容相并联后接在直流母线上。S3是电压检测电路的代指。

当探测电路的S端口输出高电平时，LED驱动输出高亮度，当探测电路的S端口输出低电平时，LED驱动输出低亮度。调节滑动变阻器VR2可以调节LED的输出亮度。

当有人进入探测区时，PIR输出较高幅值的变化电平，经过IC2的放大、比较后，S端口输出高电平。

当人体离开探测区时，PIR输出较低幅值的变化电平，此时，S端口输出低电平。

探测电路的S端口与LED驱动相连接，探测电路S端口的输出电平可控制LED驱动处于高亮状态还是低亮状态。

Claims (5)

1.一种改进的太阳能景观照明装置，其特征是，包括多个光伏板功率捕获电路，光伏板功率捕获电路中的Boost变换电路直接与直流母线相连，直流母线还与对个蓄电池充电电路相连，直流母线与照度调节电路相连，照度调节电路与人体检测电路相连，Boost变换电路及蓄电池充电电路均包含有调节PWM占空比的装置，调节PWM占空比的装置均与控制器相连；所述蓄电池的两端与电压检测电路相连，电压检测电路与控制器相连；

所述电压检测电路包括放大器，放大器的正输入端分两路，一路与相并联的电阻R26’及电容C5’相连，另一路通过电阻R24’与相并联的电阻R22’及电容C4’相连，相并联的电阻R22’及电容C4’的一个公共端与蓄电池的一端，另一个公共端通过电阻R20’与蓄电池的另一端相连；

放大器的负输入端分两路，一路通过电阻R25’与相并联的电阻R22’及电容C4’的一个公共端相连，另一路通过电阻R27’与放大器的输出端相连；

放大器的输出端与电阻R28’的一端相连，电阻R28’的另一端分两路，一路与相并联的电容C8’及电容C12’相连，另一路与二极管D8’相连，电压检测电路的输出与控制器相连。

2.如权利要求1所述的一种改进的太阳能景观照明装置，其特征是，所述光伏板功率捕获电路包括光伏板及与光伏板的两个输出端依次相并联的压敏电阻、第一电解电容、第一电容、场效应晶体管、第二电解电容及第二电容，所述压敏电阻与光伏板之间还串联有保险丝，第一电容与场效应晶体管还串联有电感，场效应晶体管与第二电解电容之间还串联有二极管。

3.如权利要求1所述的一种改进的太阳能景观照明装置，其特征是，所述照度调节电路包括IC1，IC1的第一引脚通过相并联的电解电容及电容与地相连，IC1的第二引脚通过相并联的电容及可调电阻VR2与地相连，IC1的第二引脚还通过电阻与人体检测电路相连，电阻与人体检测电路之间串联有与地相连电容，IC1的第三引脚分两路，一路通过电容与地相连，另一路与相串联的两个电阻与地相连，两个电阻的公共端与场效应晶体管的源极相连，IC1的第四引脚分两路，一路通过电阻与IC1的第五引脚相连，另一路通过电阻与场效应晶体管的栅极相连，场效应晶体管的漏极分两路，一路与照明装置相连，另一路与相并联的电感相连，电感与相串联的电容与二极管相连，电容与二极管之间与直流母线相连。

4.如权利要求1所述的一种改进的太阳能景观照明装置，其特征是，所述人体检测电路包括人体红外传感器PIR、热释电处理芯片IC2以及电平转换电路，电平转换电路是由三极管T1、T2组成；

所述IC2的第四引脚通过电阻与三极管T1的基极相连，三极管T1的集电极分为两路，一路通过电阻与电源相连，另一路与三极管T2的基极相连，三极管T1的及三极管T2的发射极均与地相连，三极管T2的集电极分两路，一路通过电容与地相连，另一路与照度调节电路相连。

5.如权利要求1所述的一种改进的太阳能景观照明装置，其特征是，所述蓄电池充电电路包括蓄电池，蓄电池与电压检测电路相并联，S3与电感相串联后与第一场效应晶体管相连，第一场效应晶体管与第二场效应晶体管相串联后与电解电容相并联后接在直流母线上。