CN219248120U

CN219248120U - 一种锂电池供电带警示灯太阳能照明电路

Info

Publication number: CN219248120U
Application number: CN202223438184.9U
Authority: CN
Inventors: 王开; 殷飚; 汤飞; 卢其伟
Original assignee: Wuxi Yongjing Photoelectric Technology Co ltd
Current assignee: Wuxi Yongjing Photoelectric Technology Co ltd
Priority date: 2021-12-28
Filing date: 2022-12-21
Publication date: 2023-06-23
Anticipated expiration: 2032-12-21

Abstract

本实用新型公开了一种锂电池供电带警示灯太阳能照明电路，包括MCU、负载光源LED1、连接于MCU的导通开关电路，导通开关电路连接于负载光源LED1；还包括蓝光LED和红光LED，所述MCU连接有蓝光控制电路和红光控制电路，所述蓝光控制电路连接于所述蓝光LED，所述红光控制电路连接于所述红光LED。本实用新型通过单串多并锂电池、5V/6V光伏板、负载白光LED以及蓝光和红光LED形成一整套节能环保不依靠市电的照明且有警示效果的系统，可连续在多个阴雨天的情况下持续工作。

Description

一种锂电池供电带警示灯太阳能照明电路

技术领域

本实用新型涉及路灯，具体是一种锂电池供电带警示灯太阳能照明电路。

背景技术

目前的路灯一般是灯源不带警示灯，在一些特殊位置比如高速路口、道路拐角、公园等地方需要警示时，目前是采用外接警示灯，警示灯使用额外的电池供电或者使用市电，但是这种外接的方式会增多很多的成本，而且在阴雨天容易电路损坏。

实用新型内容

为解决上述现有技术的缺陷，本实用新型提供一种锂电池供电带警示灯太阳能照明电路，本实用新型通过单串多并锂电池、5V/6V光伏板、负载白光LED以及蓝光和红光LED形成一整套节能环保不依靠市电的照明且有警示效果的系统，可连续在多个阴雨天的情况下持续工作。

为实现上述技术目的，本实用新型采用如下技术方案：一种锂电池供电带警示灯太阳能照明电路，包括MCU、负载光源LED1、连接于MCU的导通开关电路，导通开关电路连接于负载光源LED1；还包括蓝光LED和红光LED，所述MCU连接有蓝光控制电路和红光控制电路，所述蓝光控制电路连接于所述蓝光LED，所述红光控制电路连接于所述红光LED。

进一步地，所述蓝光控制电路包括电阻R3和场效应管M1，电阻R3的一端连接于所述蓝光LED，另一端连接于场效应管M1的漏极，场效应管M1的源极接地，场效应管M1的栅极一路经过电阻R9接地，另一路经过电阻R6连接于MCU的7脚。

进一步地，所述红光控制电路包括电阻R4和场效应管M2，电阻R4的一端连接于所述红光LED，另一端连接于场效应管M2的漏极，场效应管M2的源极接地，场效应管M2的栅极一路经过电阻R10接地，另一路经过电阻R7连接于MCU的8脚。

进一步地，所述导通开关电路包括场效应管M3，场效应管M3的漏极连接至负载光源LED1的负极，栅极分为两路，第一路经过电阻R11连接至MCU的9脚，第二路经过电阻R12接地，源极连接有电阻R15、电阻R16、电阻R17，且电阻R15、电阻R16、电阻R17并联后接地，源极还连接有电阻R14，电阻R14一路经过电容C7接地，另一路连接至MCU的11脚。

进一步地，还包括电容5、电容C6、电阻R8；电容5的一端接地，另一端连接至MCU的12脚和IR1接头；电容C6的一端接地，另一端连接至MCU的13脚和电阻R8的正极；电阻R8的正极连接于电阻R7，电阻R8的负极接地；MCU的16脚接地。

进一步地，还包括红色指示灯RL1、红色指示灯RL2、红色指示灯RL3、红色指示灯RL4；且红色指示灯RL1、红色指示灯RL2、红色指示灯RL3、红色指示灯RL4均串联一个限流电阻后分别连接于MCU的2脚、3脚、4脚、5脚。

进一步地，所述MCU还连接有供电电路，所述供电电路包括光伏板、锂电池、稳压器U1、二极管D1、二极管D2、场效应管M4、场效应管M5、三极管Q1；光伏板的正极分为三路，第一路连接于场效应管M4的漏极，第二路连接于电阻R1，电阻R1经过电阻R2接地，电阻R2并联有电容C1，电阻R2的正极连接于MCU的10脚；第三路连接二极管D1；二极管D1分为三路，第一路经过二极管D2连接于锂电池、所述蓝光LED、所述红光LED、所述负载光源LED1、电阻R5，电阻R5连接于电阻R8；第二路经过电容C4接地；第三路连接于稳压器U1的1脚；稳压器U1的2脚接地，3脚分为三路，第一路经过电容C2接地，第二路经过电容C3接地，第三路连接于MCU的1脚；场效应管M4的栅极分为三路，第一路连接于场效应管M5的栅极，第二路连接于三极管Q1的集电极，第三路经过电阻R13连接于场效应管M5的源极；场效应管M4的源极连接于场效应管M5的源极；场效应管M5的漏极连接于锂电池；三极管Q1的发射极接地，基极一路经过电阻R19接地，另一路经过电阻R18连接于MCU的6脚。

综上所述，本实用新型取得了以下技术效果：

本实用新型通过单串多并锂电池、5V/6V光伏板、负载白光LED以及蓝光和红光LED形成一整套节能环保不依靠市电的照明加上警示效果的系统，可连续在多个阴雨天的情况下持续工作；

本实用新型利用自身的锂电池、光伏板供电，无需使用额外的电池，无需使用市电，成本低，使用方便，不易损坏；

本实用新型将警示效果集成在电路板内部，带有目前外界警示灯的方案，成本低，使用方便。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的一种锂电池供电带警示灯太阳能照明电路示意图；

图2是图1中的蓝光和红光控制电路示意图；

图3是图1中的导通开关电路示意图；

图4是图1中的供电电路示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例：

如图1所示，一种锂电池供电带警示灯太阳能照明电路，包括MCU、负载光源LED1、连接于MCU的导通开关电路，导通开关电路连接于负载光源LED1；还包括蓝光LED和红光LED，MCU连接有蓝光控制电路和红光控制电路，蓝光控制电路连接于蓝光LED，红光控制电路连接于红光LED。

本实用新型为基于型号为FT61F133A的MCU控制软硬件结合的锂电池驱动LED的控制电路，主要配件有一体化铝基板，单串多并的锂电池组，光伏板以及符合散热等其他安装条件的灯壳套件；通过MCU的电压采样脚位检测固定一个基准电压值不变，调节驱动MOS管的栅极，改变输出电流，控制基准电压不变的同时，实现LED驱动恒流的特性。U1为低压差线性稳压器，为MCU提供稳定的供电电压。U2为MCU，型号为FT61F133A，通过烧录与硬件电路以及客户要求相符合的软件，可控制整个电路。

如图2所示，蓝光控制电路包括电阻R3和场效应管M1，电阻R3的一端连接于蓝光LED，另一端连接于场效应管M1的漏极，场效应管M1的源极接地，场效应管M1的栅极一路经过电阻R9接地，另一路经过电阻R6连接于MCU的7脚。R6为M1栅极的驱动电阻，R9为M1栅极的下拉电阻。R3为蓝光LED的限流电阻，防止蓝光LED工作时的电流过高。R4为红光LED的限流电阻，防止红光LED工作时的电流过高。

如图2所示，红光控制电路包括电阻R4和场效应管M2，电阻R4的一端连接于红光LED，另一端连接于场效应管M2的漏极，场效应管M2的源极接地，场效应管M2的栅极一路经过电阻R10接地，另一路经过电阻R7连接于MCU的8脚。

M1，M2为N沟道场效应管，通过控制M1，M2栅极的高低电平来控制蓝光LED和红光LED的开关。R7为M2栅极的驱动电阻，R10为M2栅极的下拉电阻。

如图3所示，导通开关电路包括场效应管M3，场效应管M3的漏极连接至负载光源LED1的负极，栅极分为两路，第一路经过电阻R11连接至MCU的9脚，第二路经过电阻R12接地，源极连接有电阻R15、电阻R16、电阻R17，且电阻R15、电阻R16、电阻R17并联后接地，源极还连接有电阻R14，电阻R14一路经过电容C7接地，另一路连接至MCU的11脚。M3为N沟道场效应管，可以控制LED负载光源的导通状态，通过调节M3栅极的占空比来控制LED的驱动电流。R15，R16，R17为LED放电电流的采样电阻，R5为MCU对LED放电电流采样的保护电阻，C5起到采样滤波的效果。R11为M3栅极的驱动电阻，R12为M3栅极的下拉电阻，保证M3栅极在不确定信号的同时，M3处于关闭状态，即光源板处于关闭状态。

如图1所示，还包括电容5、电容C6、电阻R8；电容5的一端接地，另一端连接至MCU的12脚和IR1接头；电容C6的一端接地，另一端连接至MCU的13脚和电阻R8的正极；电阻R8的正极连接于电阻R7，电阻R8的负极接地；MCU的16脚接地。

IR1为红外接收头，可以接受红外遥控器的发射信号，通过MCU解码，可以控制LED负载光源的开关以及调整对应的模式和功率。

如图1所示，还包括红色指示灯RL1、红色指示灯RL2、红色指示灯RL3、红色指示灯RL4；且红色指示灯RL1、红色指示灯RL2、红色指示灯RL3、红色指示灯RL4均串联一个限流电阻后分别连接于MCU的2脚、3脚、4脚、5脚。RL1，RL2，RL3，RL4为4颗红色指示灯，根据电池电压，可以指示电池的剩余电量，当4颗指示灯全部亮起时，表示电量充足，剩余一颗亮起时，电量不足。NR1是4通道的网络排阻，即4颗红色指示灯的限流电阻。

如图4所示，MCU还连接有供电电路，供电电路包括光伏板、锂电池、稳压器U1、二极管D1、二极管D2、场效应管M4、场效应管M5、三极管Q1；光伏板的正极分为三路，第一路连接于场效应管M4的漏极，第二路连接于电阻R1，电阻R1经过电阻R2接地，电阻R2并联有电容C1，电阻R2的正极连接于MCU的10脚；第三路连接二极管D1；二极管D1分为三路，第一路经过二极管D2连接于锂电池、蓝光LED、红光LED、负载光源LED1、电阻R5，电阻R5连接于电阻R8；第二路经过电容C4接地；第三路连接于稳压器U1的1脚；稳压器U1的2脚接地，3脚分为三路，第一路经过电容C2接地，第二路经过电容C3接地，第三路连接于MCU的1脚；场效应管M4的栅极分为三路，第一路连接于场效应管M5的栅极，第二路连接于三极管Q1的集电极，第三路经过电阻R13连接于场效应管M5的源极；场效应管M4的源极连接于场效应管M5的源极；场效应管M5的漏极连接于锂电池；三极管Q1的发射极接地，基极一路经过电阻R19接地，另一路经过电阻R18连接于MCU的6脚。

D1、D2为肖特基二极管，光伏板和电池可以同时为核心的MCU供电，防止电池在过放时无法对MCU供电，从而光伏板对电池无法进行充电，也避免光伏板对电池直接充电以及电池对光伏板放电。M4，M5为P沟道场效应管，在光伏板对电池充电的过程中起到控制开启关闭充电的作用，也调整充电电流以及防止反向放电的作用。Q1为NPN三极管，可以控制M4，M5的导通状态以及调节对应的占空比。R13为M4，M5的上拉电阻，可以将M4，M5的栅极由一个不确定的信号通过一个电阻钳位在高电平，保证无其他信号输入时，M4和M5处于关闭导通状态。R19为Q1的下拉电阻，可以使Q1在不确定信号的同时可以一直关闭，R18为MCU对Q1基极的驱动电阻。R1和R2为光伏板电压的分压采样电阻，C1起到采样滤波的效果。R5和R8为电池电压的分压采样电阻，C6起到采样滤波的效果。C4为U1输入电压的滤波电容，C2，C3为U1输出电压的滤波电容。

组装好一整套系统后，当从白天慢慢进入黑夜时，光伏板表面接收到的光线降低，即光伏板的电压逐渐降低，当MCU的10脚检测到光伏板电压逐渐低于一定值时，MCU判定此时即将进入黑夜状态，需要打开负载光源提供照明效果。MCU的9脚由低电平逐渐升高PWM，使MCU的11脚一直维持在一个固定的电压值，通过调节R15，R16，R17的值可以改变LED的输出电流，即改变负载光源的亮度。MCU的7脚和8脚变为交替变化的高低电平，蓝光和红光LED开始工作，交替变化的频率取决于需要闪烁的频率，可以起到警示的效果，默认为交通警示灯的闪烁效果，调整R3和R4可以调节蓝光和红光LED的亮度。此时LED负载光源开始按照预设的工作模式开始工作，电池随着电量的流失，电池电压逐渐开始下降，当MCU检测到电池电压低于一定值时，MCU会自动降低LED负载光源的输出电流，即MCU的9脚会降低PWM的输出，且4颗红色电量指示灯会逐渐熄灭；若电池电压继续低于过放保护值时，则MCU会关闭LED负载光源以及蓝光和红光LED的输出，4颗红色电量指示灯只剩下1颗在闪烁，表示电池坚持进入过放状态，MCU的9脚变为低电平，LED负载光源关闭，MCU的7脚和8脚变为低电平，蓝光和红光LED光源关闭，从而保护电池不会因过放损坏。若电池电压的未低于过放值，LED负载光源会一直工作，当黑夜慢慢进入白天时，光伏板表面的光线开始增加，光伏板的电压升高，当MCU的10脚检测到光伏板电压逐渐高于一定值时，MCU会判定此时即将进入白天状态，LED负载光源开始关闭，则MCU的6脚变为低电平。蓝光和红光LED开始关闭，MCU的7脚和8脚变为低电平。

当检测到光伏板电压高于电池电压时，MCU会打开光伏板对电池充电的通道，M4，M5会由关闭状态逐渐开启，跟电池电压相对应的红色电量指示灯开始闪烁，提示此时光伏板在对电池充电，为防止充电通道开启瞬间的充电电流过大，MCU的5脚会逐渐升高PWM，直到升高到高电平，会持续一段时间；当MCU检测到电池电压达到一定值时，会逐渐降低光伏板对电池的充电电流，可以使电池的电量更加饱和并且可以防止大电流过充对电池造成损伤，延长电池的使用寿命；当MCU检测到电池电压高于一定值时，判定电池进入过充状态，则关闭充电通道，即M4，M5处于关闭状态，4颗红色指示灯全部变为常亮状态，提示电池电量已满，直到电池自耗电，电压跌落低于一定值后再次恢复充电，与其电压相对应的指示灯开始闪烁，以此循环。当MCU检测到光伏板电压逐渐降低，低于一定值后，电池进入上述的放电状态，以此循环。

可实现的功能有：光伏板对锂电池的充电开启或者关闭，锂电池的充放电管理，即电池的过充过放保护，锂电池直接恒定电流驱动LED光源板，根据环境光线强度自动开启或者关闭光源板输出，根据光源板运行时间以及电池电量自适应调节输出亮度，可以用遥控器控制开启或者关闭红蓝光交替闪烁的警示效果，电池电量的显示。

应用场景有：高速路口照明，路灯照明，道路拐角照明，公园亮化照明以及其他无交流电供电地段且需要警示效果的照明。

以上所述仅是对本实用新型的较佳实施方式而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims

1.一种锂电池供电带警示灯太阳能照明电路，其特征在于：包括MCU、负载光源LED1、连接于MCU的导通开关电路，导通开关电路连接于负载光源LED1；还包括蓝光LED和红光LED，所述MCU连接有蓝光控制电路和红光控制电路，所述蓝光控制电路连接于所述蓝光LED，所述红光控制电路连接于所述红光LED。

2.根据权利要求1所述的一种锂电池供电带警示灯太阳能照明电路，其特征在于：所述蓝光控制电路包括电阻R3和场效应管M1，电阻R3的一端连接于所述蓝光LED，另一端连接于场效应管M1的漏极，场效应管M1的源极接地，场效应管M1的栅极一路经过电阻R9接地，另一路经过电阻R6连接于MCU的7脚。

3.根据权利要求2所述的一种锂电池供电带警示灯太阳能照明电路，其特征在于：所述红光控制电路包括电阻R4和场效应管M2，电阻R4的一端连接于所述红光LED，另一端连接于场效应管M2的漏极，场效应管M2的源极接地，场效应管M2的栅极一路经过电阻R10接地，另一路经过电阻R7连接于MCU的8脚。

4.根据权利要求3所述的一种锂电池供电带警示灯太阳能照明电路，其特征在于：所述导通开关电路包括场效应管M3，场效应管M3的漏极连接至负载光源LED1的负极，栅极分为两路，第一路经过电阻R11连接至MCU的9脚，第二路经过电阻R12接地，源极连接有电阻R15、电阻R16、电阻R17，且电阻R15、电阻R16、电阻R17并联后接地，源极还连接有电阻R14，电阻R14一路经过电容C7接地，另一路连接至MCU的11脚。

5.根据权利要求4所述的一种锂电池供电带警示灯太阳能照明电路，其特征在于：还包括电容5、电容C6、电阻R8；电容5的一端接地，另一端连接至MCU的12脚和IR1接头；电容C6的一端接地，另一端连接至MCU的13脚和电阻R8的正极；电阻R8的正极连接于电阻R7，电阻R8的负极接地；MCU的16脚接地。

6.根据权利要求5所述的一种锂电池供电带警示灯太阳能照明电路，其特征在于：还包括红色指示灯RL1、红色指示灯RL2、红色指示灯RL3、红色指示灯RL4；且红色指示灯RL1、红色指示灯RL2、红色指示灯RL3、红色指示灯RL4均串联一个限流电阻后分别连接于MCU的2脚、3脚、4脚、5脚。

7.根据权利要求6所述的一种锂电池供电带警示灯太阳能照明电路，其特征在于：所述MCU还连接有供电电路，所述供电电路包括光伏板、锂电池、稳压器U1、二极管D1、二极管D2、场效应管M4、场效应管M5、三极管Q1；光伏板的正极分为三路，第一路连接于场效应管M4的漏极，第二路连接于电阻R1，电阻R1经过电阻R2接地，电阻R2并联有电容C1，电阻R2的正极连接于MCU的10脚；第三路连接二极管D1；二极管D1分为三路，第一路经过二极管D2连接于锂电池、所述蓝光LED、所述红光LED、所述负载光源LED1、电阻R5，电阻R5连接于电阻R8；第二路经过电容C4接地；第三路连接于稳压器U1的1脚；稳压器U1的2脚接地，3脚分为三路，第一路经过电容C2接地，第二路经过电容C3接地，第三路连接于MCU的1脚；场效应管M4的栅极分为三路，第一路连接于场效应管M5的栅极，第二路连接于三极管Q1的集电极，第三路经过电阻R13连接于场效应管M5的源极；场效应管M4的源极连接于场效应管M5的源极；场效应管M5的漏极连接于锂电池；三极管Q1的发射极接地，基极一路经过电阻R19接地，另一路经过电阻R18连接于MCU的6脚。