CN216291515U

CN216291515U - 一种路灯供电装置、及路灯系统

Info

Publication number: CN216291515U
Application number: CN202122399066.0U
Authority: CN
Inventors: 贾刚; 李钊; 魏兴文; 押思梦
Original assignee: Zhengzhou Senyuan New Energy Technology Co ltd
Current assignee: Zhengzhou Senyuan New Energy Technology Co ltd
Priority date: 2021-09-30
Filing date: 2021-09-30
Publication date: 2022-04-12
Anticipated expiration: 2031-09-30

Abstract

本实用新型涉及一种路灯供电装置、及路灯系统，该路灯供电装置包括新能源供电单元、第一开关单元、控制器、蓄电池、至少一个DCDC转换器；新能源供电单元经由第一开关单元供电连接蓄电池，且新能源供电单元还依次经过第一开关单元和DCDC转换器用于供电连接相应的路灯；蓄电池通过DCDC转换器用于供电连接相应的路灯；控制器控制连接第一开关单元和DCDC转换器。根据本实用新型的路灯供电装置，利用通过控制器实现蓄电池的充放电和路灯的亮灭，能够解决现有技术中新能源路灯供电装置结构复杂的问题。

Description

一种路灯供电装置、及路灯系统

技术领域

本实用新型属于路灯系统技术领域，具体涉及一种路灯供电装置、及路灯系统。

背景技术

随着生态文明建设政策的提出以及人们环保意识的增强，越来越多的产业开始推广新能源产品，例如新能源车辆、新能源路灯等。其中，在新能源路灯中，例如考虑到太阳能是取之不尽、用之不竭的清洁能源，大力发展太阳能路灯可大量节省电能、减少环境污染，符合国家发展可再生能源、清洁能源，节能，降耗，减排的产业政策。然而现有的新能源路灯供电装置结构复杂，导致系统成本较高。

实用新型内容

本实用新型提供了一种路灯供电装置、及路灯系统，用以解决现有技术中新能源路灯供电装置结构复杂的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种路灯供电装置，其包括：

新能源供电单元、第一开关单元、控制器、蓄电池、至少一个DCDC转换器；

新能源供电单元经由第一开关单元供电连接蓄电池，且新能源供电单元还依次经过第一开关单元和DCDC转换器用于供电连接相应的路灯；蓄电池通过DCDC转换器用于供电连接相应的路灯；控制器控制连接第一开关单元和DCDC转换器。

上述技术方案的有益效果为：利用控制器控制第一开关单元的通断进而控制新能源供电单元对蓄电池和路灯的供电，利用控制器控制DCDC转换器的工作状态进而控制路灯的亮灭。在这种情况下，通过控制器实现蓄电池的充放电和路灯的亮灭，从而提供了一种结构简单的路灯供电装置，优化了新能源路灯供电装置结构，节约了系统成本，从而解决了现有技术新能源路灯供电装置结构复杂的问题。

进一步地，为了更好地实现新能源供电单元对蓄电池的充电控制，本实用新型提供了一种路灯供电装置，还包括所述第一开关单元包括控制端、输入端和输出端，所述第一开关单元的控制端与控制器连接，所述第一开关单元的输入端与新能源供电单元连接，所述第一开关单元的输出端同时与蓄电池和DCDC转换器连接。

进一步地，为了能够更好地实现新能源供电单元对蓄电池的充电控制，本实用新型提供了一种路灯供电装置，还包括所述第一开关单元为PMOS管，PMOS管的栅极与控制器连接，PMOS管的源极与新能源供电单元连接，PMOS管的漏极同时与蓄电池和DCDC转换器连接。

进一步地，为了避免电流反向，本实用新型提供了一种路灯供电装置，还包括新能源供电单元与第一开关单元之间的供电线路上串设有防反二极管，且防反二极管的阳极连接新能源供电单元。

进一步地，为了能够利用太阳能和风能，本实用新型提供了一种路灯供电装置，还包括新能源供电单元包括太阳能供电单元和/或风能供电单元，所述太阳能供电单元包括太阳能电池板，所述风能供电单元包括风机和风机整流器。

进一步地，为了能够对外通信，本实用新型提供了一种路灯供电装置，还包括路灯供电装置还包括无线通信模块，所述无线通信模块与所述控制器连接。

进一步地，为了获取蓄电池的电量信息，本实用新型提供了一种路灯供电装置，还包括所述控制器与所述蓄电池连接，用于获取蓄电池的电量信息。

进一步地，本实用新型提供了一种路灯供电装置，还包括所述路灯供电装置还包括第二开关单元，所述风机整流器为三相风机整流器，三相风机整流器中的两相之间串设有所述第二开关单元，控制器控制连接所述第二开关单元。

进一步地，本实用新型提供了一种路灯供电装置，还包括所述新能源供电单元连接所述控制器，用于向所述控制器发送所述新能源供电单元是否正常工作的状态信号，各DCDC转换器连接所述控制器，用于向所述控制器发送各DCDC转换器是否正常工作的状态信号。

本实用新型还提供一种路灯系统，其包括至少一个路灯和上述所述的路灯供电装置。

附图说明

图1是本实用新型的路灯系统的框图；

图2是本实用新型的梯次放电的原理图。

具体实施方式

本实用新型的基本构思为：利用控制器控制第一开关单元的通断进而控制新能源供电单元对蓄电池和/或路灯的供电，利用控制器控制DCDC转换器的工作状态进而控制路灯的亮灭。在这种情况下，通过控制器实现蓄电池的充放电和路灯的亮灭，优化了新能源路灯供电装置结构，节约了系统成本，从而解决了现有技术新能源路灯供电装置结构复杂的问题。

为了使本实用新型的目的、技术方案及技术效果更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例对本实用新型进行进一步详细说明。

路灯供电装置实施例：

图1是本实用新型的路灯系统的框图；图2是本实用新型的梯次放电的原理图。如图1所示，路灯供电装置包括新能源供电单元、第一开关单元、控制器、蓄电池和至少一个DCDC转换器。新能源供电单元经由第一开关单元与蓄电池供电连接，新能源供电单元还依次经过第一开关单元和DCDC转换器用于供电连接相应的路灯，控制器控制连接第一开关单元和各DCDC转换器，蓄电池通过DCDC转换器用于供电连接相应的路灯。

具体地，新能源供电单元包括多种类型供电单元。各种类型的供电单元用于将对应类型的新能源转换成电能。如图1所示，多种类型例如包括太阳能和风能，太阳能供电单元包括太阳能电池板。风能供电单元包括风机(即风力发电机)和风机整流器。由此，能够利用太阳能和/或风能为蓄电池提供能量。太阳能电池板和风机整流器分别经由第一开关单元与蓄电池供电连接。太阳能电池板和风机整流器均依次经过第一开关单元和DCDC转换器用于供电连接相应的路灯。

第一开关单元为开关管。开关管包括输入端、输出端和控制端。如图1所示，开关管为PMOS管Q1。该PMOS管Q1的栅极G(即开关管的控制端)与控制器连接。控制器输出低电平时PMOS管Q1导通，控制器输出高电平时PMOS管Q1关断。PMOS管Q1的源极S(即开关管的输入端)与新能源供电单元(各供电单元)连接。PMOS管Q1的漏极D(即开关管的输出端)同时与蓄电池和DCDC转换器连接。由此，能够更好地根据需求实现新能源供电单元对蓄电池和路灯的供电。

在本实施例中，在第一开关单元与各供电单元的连接支路上串联设置有对应的防反二极管。防反二极管的阳极连接对应的供电单元。如图1所示，第一开关单元与太阳能电池板的连接支路上设置有二极管D1。第一开关单元与风机整流器的连接支路上设置有二极管D2。二极管D1的阳极连接风机整流器。二极管D1的阴极连接PMOS管Q1的源极S。二极管D2的阳极连接太阳能电池板。二极管D2的阴极连接PMOS管Q1的源极S。由此，能够进一步避免电流反向流向不同的供电单元。

在本实施例中，路灯供电装置还包括第二开关单元。风机整流器经过第二开关单元与控制器连接。第二开关单元为开关管。具体地，风机整流器为三相风机整流器。如图1所示，开关管为NMOS管Q2。该NMOS管Q2的栅极G与控制器连接。三相风机整流器中的两相分别连接NMOS管Q2的源极S和漏极D，控制器输出低电平时NMOS管Q2关断，风力发电机发电，控制器输出高电平时NMOS管Q2导通，风力发电机刹车。NMOS管Q2的源极S与控制器的OCP1引脚连接。在这种情况下，通过NMOS管Q2的通断以控制风机整流器是否参与蓄电池的充电。

蓄电池用于存储来自新能源供电单元的电能，且为路灯提供电能。如图1所示，蓄电池的正极与PMOS管Q1的漏极D连接，蓄电池的负极经下拉电阻R1与控制器的OCP1引脚连接。在这种情况下，在PMOS管Q1导通时新能源供电单元能够对蓄电池充电。蓄电池例如是密封铅酸电池。

如图1所示，DCDC转换器的输入端连接蓄电池的正极和PMOS管Q1的漏极D，DCDC转换器的输出端连接路灯，控制器输出PWM波控制DCDC转换器工作与否。DCDC转换器的保护端连接控制器的OCP2引脚。DCDC转换器工作时将来自蓄电池或新能源供电单元的电压进行电压转换，并将转换后的电压提供给路灯。

DCDC转换器的数量与路灯的数量相同，一个路灯对应一个DCDC转换器。DCDC转换器的数量至少为一个。若DCDC转换器的数量为多个，则多个DCDC转换器可以包括至少2种输出功率的DCDC转换器。如图1所示，DCDC转换器的数量为2个。2个DCDC转换器的输出功率分别为150W和30W。不同的输出功率的DCDC转换器连接不同功率需求的路灯。由此，能够实现对不同功率路灯的控制。

控制器为智能化的单片机(MCU)。控制器包括多个引脚。控制器与第一开关单元、第二开关单元、DCDC转换器通过不同的引脚连接。例如图1所示的路灯供电装置，控制器为MCU处理器，DCDC转换器的数量为2个。此时控制器包括PWM1引脚，PWM2引脚，PWM3引脚、FAN-STOP引脚、OCP1引脚和OCP2引脚。PWM1引脚连接PMOS管Q1的栅极G。PWM2引脚连接输出功率为150W的DCDC转换器。PWM3引脚连接输出功率为30W的DCDC转换器。FAN-STOP引脚连接NMOS管Q2的栅极G。输出功率为150W和30W的两个DCDC转换器的保护端连接OCP2引脚，用于向控制器发送各DCDC转换器是否正常工作的状态信号。风机整流器的一相和太阳能电池板分别与OCP1引脚连接，用于向控制器发送风机整流器或太阳能电池板是否正常工作的状态信号。OCP1引脚经过有下拉电阻R1和下拉电阻R2连接OCP2引脚。

在本实施例中，控制器与蓄电池连接。控制器先获取监测信号，然后基于监测信号生成蓄电池的电量信息。具体地，控制器还内置有SOC(State of Charge)测量电路和预设的放电方法。放电方法为基于不同电池SOC情况(即充电能量情况)的梯次放电方法。预设的放电方法如图2所示。若充电能量充足，则放电深度梯次上升，若充电能量充足不足，则放电深度梯次下降。SOC测量电路基于获取接收的监测信号生成蓄电池的SOC情况，控制器基于电池的SOC情况按照图2所示的梯次放电方法控制蓄电池的放电深度。在这种情况下，能够通过逐步放电以控制路灯后半夜的亮度防止过度放电。由此，能够实现SOC测量分析功能。

在本实施例中，控制器还可以控制蓄电池处于充电状态或放电状态。

在本实施例中，控制器还可以控制减少路灯亮灯时间，亮灯功率的影响，来延长电池寿命。

在本实施例中，控制器还可以判断当前时间是否为非敏感时间，若是非敏感时间，则控制器调整路灯的功率来控制放电深度。

在本实施例中，路灯供电装置还包括无线通信模块。如图1所示，无线通信模块(WIRELESS)与控制器连接。无线通信模块获取控制器中的处理数据，另外，外部的指令也可以通过无线通信模块输送至控制器，以便控制控制器进行对应的处理。由此，能够实现对外通信。

基于本实施例的路灯供电装置的工作原理如下：如图1所示，当控制器的PWM1引脚输出低电平时PMOS管Q1导通，若控制器通过PWM2引脚和PWM3引脚输出控制信号使得DCDC转换器工作，则太阳能电池板和风机整流器分别通过二极管D2和二极管D1，然后依次经过PMOS管Q1和DCDC转换器给路灯供电；若蓄电池电量不满，控制器控制蓄电池处于充电状态，则太阳能电池板和风机整流器分别通过二极管D2和二极管D1，然后经过PMOS管Q1给蓄电池充电，这种情况例如为白天且有风的情况；若控制器的FAN-STOP引脚输出高电平时NMOS管Q2导通，风力发电机刹车，则风力发电机停止给路灯供电或给蓄电池充电；当控制器的PWM1引脚输出高电平时PMOS管Q1关断，若控制器通过PWM2引脚和PWM3引脚输出控制信号使得DCDC转换器工作，则蓄电池通过DCDC转换器给路灯供电，在蓄电池给路灯供电时，控制器的SOC测量电路基于获取接收的监测信号生成蓄电池的SOC情况，控制器基于电池的SOC情况按照图2所示的梯次放电方法控制蓄电池的放电深度。

基于本实施例的路灯供电装置，利用控制器控制第一开关单元的通断进而控制新能源供电单元对蓄电池进行充电，利用控制器控制DCDC转换器的工作状态进而控制路灯的亮灭。在这种情况下，通过控制器实现蓄电池的充放电和路灯的亮灭，优化了新能源路灯供电装置结构，节约了系统成本，从而解决了现有技术新能源路灯供电装置结构复杂、系统成本高的问题。另外，第一开关单元为PMOS管，通过PMOS管的通断能够更好地实现新能源供电单元对蓄电池的充电控制，新能源供电单元包括太阳能电池板和风机整流器，由此，能够利用太阳能和风能为路灯供电装置提供能量，在太阳能电池板和风机整流器与PMOS管之间串设防反二极管，由此，能够避免电流反向流动。DCDC转换器的数量为至少两个时，至少两个DCDC转换器包括至少2种输出功率的DCDC转换器，由此能够实现对不同功率路灯的亮灭控制，控制器中内置SOC(State of Charge)测量电路和预设的放电方法，SOC测量电路基于获取接收的监测信号生成蓄电池的SOC情况，控制器基于电池的SOC情况按照图2所示的梯次放电方法控制蓄电池的放电深度。在这种情况下，增加远程放电控制，使太阳能路灯在轻微影响后半夜亮灯照度的情况下，利于减少电池深度放电机会，保障蓄电池处于良好的工作状态，降低对蓄电池的寿命影响，同时尽量减少对路灯亮灯时间，亮灯功率的影响，来延长电池寿命。

在本实施例中，第一开关单元为PMOS管、第二开关单元为NMOS管。在另一些实施例中，第一开关单元和/或第二开关单元为三极管。

路灯系统实施例：

本实施例还提供一种路灯系统，路灯系统包括至少一个路灯和本实用新型的系统实施例中的路灯供电装置。路灯可以是设置有LED发光二极管的LED路灯。路灯内设有整流全桥，灯具正负极通过整流全桥与灯具内部电路板连接，防止反接。路灯供电装置的相关内容具体可以参照方法实施例中相应的介绍，此处不再赘述。

本实施例的路灯系统，优化了新能源路灯供电装置结构，节约了系统成本，从而解决了现有技术新能源路灯供电装置结构复杂繁琐、系统成本高的问题。

Claims

1.一种路灯供电装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的路灯供电装置，其特征在于，所述第一开关单元包括控制端、输入端和输出端，所述第一开关单元的控制端与控制器连接，所述第一开关单元的输入端与新能源供电单元连接，所述第一开关单元的输出端同时与蓄电池和DCDC转换器连接。

3.根据权利要求2所述的路灯供电装置，其特征在于，所述第一开关单元为PMOS管，PMOS管的栅极与控制器连接，PMOS管的源极与新能源供电单元连接，PMOS管的漏极同时与蓄电池和DCDC转换器连接。

4.根据权利要求1所述的路灯供电装置，其特征在于，新能源供电单元与第一开关单元之间的供电线路上串设有防反二极管，且防反二极管的阳极连接新能源供电单元。

5.根据权利要求1所述的路灯供电装置，其特征在于，新能源供电单元包括太阳能供电单元和/或风能供电单元，所述太阳能供电单元包括太阳能电池板，所述风能供电单元包括风机和风机整流器。

6.根据权利要求1所述的路灯供电装置，其特征在于，路灯供电装置还包括无线通信模块，所述无线通信模块与所述控制器连接。

7.根据权利要求1所述的路灯供电装置，其特征在于，所述控制器与所述蓄电池连接，用于获取蓄电池的电量信息。

8.根据权利要求5所述的路灯供电装置，其特征在于，所述路灯供电装置还包括第二开关单元，所述风机整流器为三相风机整流器，三相风机整流器中的两相之间串设有所述第二开关单元，控制器控制连接所述第二开关单元。

9.根据权利要求1所述的路灯供电装置，其特征在于，所述新能源供电单元连接所述控制器，用于向所述控制器发送所述新能源供电单元是否正常工作的状态信号，各DCDC转换器连接所述控制器，用于向所述控制器发送各DCDC转换器是否正常工作的状态信号。

10.一种路灯系统，包括至少一个路灯，其特征在于，所述路灯系统还包括权利要求1-9中任一项所述的路灯供电装置。