CN219478165U - 一种文化灯控制电路及其文化灯 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种文化灯控制电路及其文化灯，包括光伏组件、充电管理单元、电源部、供电管理单元、主控单元和灯具，所述光伏组件、所述充电管理单元、所述电源部、所述供电管理单元和所述灯具依次电性连接，所述主控单元分别与所述供电管理单元和所述灯具电性连接；所述充电管理单元用于控制所述光伏组件对所述电源部的充电状态；所述供电管理单元用于控制所述电源部的供电状态；所述主控单元用于控制所述供电管理单元的开关状态和所述灯具的工作状态；通过光伏组件、充电管理单元、电源部和供电管理单元配合使用实现文化灯的自主发电和自主供电的需求，使文化灯无需采用市电供电，降低了文化灯的施工难度，无需进行长距离拉线。

Description

一种文化灯控制电路及其文化灯

技术领域

本实用新型涉及文化灯技术领域，特别涉及一种文化灯控制电路及其文化灯。

背景技术

文化灯是一种用于户外商业文旅的灯具，现有的文化灯无法满足无市电的户外使用环境，使用具有局限性。

可见，现有技术还有待改进和提高。

实用新型内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本实用新型的目的在于提供一种文化灯控制电路，其通过光伏组件自主进行充放电，无需采用市电对文化灯进行供电。

为了达到上述目的，本实用新型采取了以下技术方案：

一种文化灯控制电路，包括光伏组件、充电管理单元、电源部、供电管理单元、主控单元和灯具，所述光伏组件、所述充电管理单元、所述电源部、所述供电管理单元和所述灯具依次电性连接，所述主控单元分别与所述供电管理单元和所述灯具电性连接；所述充电管理单元用于控制所述光伏组件对所述电源部的充电状态；所述供电管理单元用于控制所述电源部的供电状态；所述主控单元用于控制所述供电管理单元的开关状态和所述灯具的工作状态。

所述的文化灯控制电路中，所述主控单元包括第一控制芯片U1和显示屏，所述第一控制芯片U1的引脚19与所述供电管理单元连接，所述第一控制芯片U1的引脚25和引脚26分别与所述显示屏连接；所述第一控制芯片U1的引脚19用于向所述供电管理单元发送PWM信号。

所述的文化灯控制电路中，所述供电管理单元包括第二三极管Q2和继电器K1，所述继电器K1的引脚1和引脚2均与所述电源部的正极连接，所述继电器K1的引脚3与所述灯具连接，所述继电器K1的引脚4与所述第二三极管Q2的集电极连接，所述第二三极管Q2的基极与所述第一控制芯片U1的引脚19连接，所述第二三极管Q2的发射极接地。

所述的文化灯控制电路中，所述供电管理单元包括第二控制芯片U2、第一发光二极管LED1和第二发光二极管LED2，所述第一发光二极管LED1的负极与所述第二控制芯片U2的引脚3连接，所述第二发光二极管LED2的负极与所述第二控制芯片U2的引脚4连接，所述光伏组件、所述第一发光二极管LED1的正极和所述第二发光二极管LED2的正极与所述第二控制芯片U2的引脚9连接，所述第二控制芯片U2的引脚7与所述电源部连接。

所述的文化灯控制电路中，所述的文化灯控制电路还包括第一开关S1，所述第一开关S1的引脚1-3分别与所述电源部的正极连接，所述第一开关S1的引脚4-6分别与所述继电器K1的引脚1-2连接。

所述的文化灯控制电路中，所述的文化灯控制电路还包括电量检测单元和输出检测单元，所述电量检测单元分别与所述继电器K1的引脚1-2和所述第一控制芯片U1的引脚5连接，所述输出检测单元分别与所述继电器K1的引脚3和所述第一控制芯片U1的引脚6连接；所述电量检测单元用于检测所述继电器K1的引脚1-2的输入电压并将输入电压反馈至所述第一控制芯片U1的引脚5；所述输出检测单元用于检测所述继电器K1的引脚3的输出电压并将输出电压反馈至所述第一控制芯片U1的引脚6。

所述的文化灯控制电路中，所述的文化灯控制电路还包括时钟单元，所述时钟单元分别与所述第一控制芯片U1的引脚17和引脚18连接；所述时钟单元用于向所述第一控制芯片U1提供时钟信号并使所述第一控制芯片U1根据时钟信号控制所述供电管理单元的工作状态。

所述的文化灯控制电路中，所述的文化灯控制电路还包括接收单元，所述接收单元与所述第一控制芯片U1的引脚1连接；所述接收单元用于接收外部遥控器的控制信号。

所述的文化灯控制电路中，所述的文化灯控制电路还包括通讯单元，所述通讯单元分别与所述第一控制芯片U1的引脚9、引脚11和引脚12连接。

本申请还提供一种文化灯，采用如上所述的文化灯控制电路进行工作控制。

有益效果：

本实用新型提供了一种文化灯控制电路，通过所述光伏组件、所述充电管理单元、所述电源部和所述供电管理单元配合使用实现文化灯的自主发电和自主供电的需求，使文化灯无需采用市电供电，降低了文化灯的施工难度，无需进行长距离拉线。

附图说明

图1为本实用新型提供的文化灯控制电路的电路框图。

图2为本实用新型提供的文化灯控制电路中所述主控单元的电路结构图。

图3为本实用新型提供的文化灯控制电路中所述充电管理单元的电路结构图。

图4为本实用新型提供的文化灯控制电路中所述供电管理单元的电路结构图。

图5为本实用新型提供的文化灯控制电路中所述电量检测单元、所述输出检测单元和所述温控单元的电路结构图。

图6为本实用新型提供的文化灯控制电路中所述时钟单元的电路结构图；

图7为本实用新型提供的文化灯控制电路中所述接收单元的电路结构图

图8为本实用新型提供的文化灯控制电路中所述通讯单元的电路结构图

图9为本实用新型提供的文化灯控制电路中所述供电单元的电路结构图。

主要元件符号说明：1-光伏组件、2-充电管理单元、3-电源部、4-供电管理单元、5-主控单元、6-灯具、7-显示屏、8-开关单元、9-电量检测单元、10-输出检测单元、11-时钟单元、12-接收单元、13-通讯单元、14-温控单元、15-供电单元。

具体实施方式

本实用新型提供一种文化灯控制电路及其文化灯，为使本实用新型的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明所指示的技术特征的数量。

请参阅图1至图9，本实用新型提供一种文化灯控制电路，包括光伏组件1、充电管理单元2、电源部3、供电管理单元4、主控单元5和灯具6，所述光伏组件1、所述充电管理单元2、所述电源部3、所述供电管理单元4和所述灯具6依次电性连接，所述主控单元5分别与所述供电管理单元4和所述灯具6电性连接；所述充电管理单元2用于控制所述光伏组件1对所述电源部3的充电状态；所述供电管理单元4用于控制所述电源部3的供电状态；所述主控单元5用于控制所述供电管理单元4的开关状态和所述灯具6的工作状态。

本申请的工作原理如下：当进入白天时，所述光伏组件1则自主将太阳能转化为电能，并通过所述充电管理单元2将电能转换为充电电压为15V、充电电流为1A的电源给所述电源部3进行充电，通过所述电源部3在白天的时间里储存电能，当进入夜间时，所述供电管理单元4则控制所述电源部3进行放电，使所述电源部3的电能供给至所述灯具6，使所述灯具6进行夜间照明，并且所述灯具6可根据所述主控单元5的控制信号进行工作控制，如基础白光照明、多色光效果照明灯；通过所述光伏组件1、所述充电管理单元2、所述电源部3和所述供电管理单元4配合使用实现文化灯的自主发电和自主供电的需求，使文化灯无需采用市电供电，降低了文化灯的施工难度，无需进行长距离拉线。

如图1至图9所示，进一步地，所述主控单元5包括第一控制芯片U1和显示屏7，所述第一控制芯片U1的引脚19与所述供电管理单元4连接，所述第一控制芯片U1的引脚25和引脚26分别与所述显示屏7连接；所述第一控制芯片U1的引脚19用于向所述供电管理单元4发送PWM信号；在工作时，所述第一控制芯片U1通过所述引脚19向所述供电管理单元4发送PWM信号，所述供电管理单元4则根据该PWM信号实现通断动作，即控制所述电源部3与所述灯具6之间的供电状态，假定当PWM信号为高电平时，所述供电管理单元4导通，当PWM信号为低电平时，所述供电管理单元4则关断；此外，通过所述显示屏7显示所述第一控制芯片U1的工作状态，如所述供电原理单元的通断状态、所述供电原理单元的输出电流电压的数值、所述供电部的电量、所述充电管理单元2的输入电流电压的数值等。

在一个实施方式中，所述灯具6与所述第一控制芯片U1的引脚15或引脚16连接；在工作时，所述第一控制芯片U1通过引脚15或引脚16向所述灯具6发送PWM调光信号，所述灯具6根据该PWM调光信号选择照明模式，如基础白光照明、多色光效果照明灯；需要说明的是，所述灯具6可以为现有RBGW户外灯具6结构，其工作原理和具体结构均为现有技术，在此不再赘述。

在本实施方式中，所述第一控制芯片U1为型号为ML54LDIAELQFP-48的单片机控制芯片。

在本实施方式中，所述电源部3为三串两并的锂电池组。

需要说明的是，所述光伏组件1为现有太阳能光伏组件1、光伏板组件等，其工作原理及整体结构均为现有技术，在此不再赘述。

如图1至图9所示，进一步地，所述供电管理单元4包括第二三极管Q2和继电器K1，所述继电器K1的引脚1和引脚2均与所述电源部3的正极连接，所述继电器K1的引脚3与所述灯具6连接，所述继电器K1的引脚4与所述第二三极管Q2的集电极连接，所述第二三极管Q2的基极与所述第一控制芯片U1的引脚19连接，所述第二三极管Q2的发射极接地；在工作时，所述第一控制芯片U1通过引脚19向所述第二三极管Q2发送PWM信号，从而使所述第二三极管Q2向所述继电器K1发送电平信号，所述继电器K1则根据该电平信号实现引脚3的通断动作，从而控制对所述灯具6的供电状态。

在本实施方式中，所述继电器K1为型号为SJ-DM的继电器。

如图1至图9所示，进一步地，所述供电管理单元4包括第二控制芯片U2、第一发光二极管LED1和第二发光二极管LED2，所述第一发光二极管LED1的负极与所述第二控制芯片U2的引脚3连接，所述第二发光二极管LED2的负极与所述第二控制芯片U2的引脚4连接，所述光伏组件1、所述第一发光二极管LED1的正极和所述第二发光二极管LED2的正极与所述第二控制芯片U2的引脚9连接，所述第二控制芯片U2的引脚7与所述电源部3连接；在工作时，通过所述第二控制芯片U2对所述电源部3进行恒压恒流充电，所述光伏组件1的15V电源通过引脚9流入所述第二控制芯片U2，然后所述第二控制芯片U2对该电源进行恒流恒压处理，并通过引脚7向所述电源部3供电，从而达到所述电源部3的充电效果；此外，通过所述第一发光二极管LED1和所述第二发光二极管LED2的发光状态以表示所述电源部3的电量状态，当所述第一发光二极管LED1显示绿灯，则表示所述电源部3处于满电状态，当所述第一发光二极管LED1显示红灯，则表示所述电源部3处于充电状态。

在本实施方式中，所述第二控制芯片U2为型号为ZC3005电源管理芯片，其具有过压、过流、过温保护等功能。

需要说明的是，所述光伏组件1上配备有15V适配器，所述第二控制芯片U2的引脚9与所述光伏组件1的15V适配器连接。

如图1至图9所示，进一步地，所述的文化灯控制电路还包括第一开关S1，所述第一开关S1的引脚1-3分别与所述电源部3的正极连接，所述第一开关S1的引脚4-6分别与所述继电器K1的引脚1-2连接；所述第一开关S1为机械式开关，通过所述第一开关S1配合所述时钟单元可实现本控制电路的手动控制模式和时控模式，当本控制电路进入手动控制模式时，用户通过按压所述第一开关S1使所述电源部3向所述灯具供电，此外，所述第一开关S1可时所述电源部3的电源与所述灯具彻底断开，减少所述电源部3的能耗，防止所述电源部3过渡放电；在本实施方式中，所述第一开关S1为型号为PS-6830SVB-6PL的带自锁功能的按钮开关。

如图1至图9所示，进一步地，所述的文化灯控制电路还包括电量检测单元9和输出检测单元10，所述电量检测单元9分别与所述继电器K1的引脚1-2和所述第一控制芯片U1的引脚5连接，所述输出检测单元10分别与所述继电器K1的引脚3和所述第一控制芯片U1的引脚6连接；所述电量检测单元9用于检测所述继电器K1的引脚1-2的输入电压并将输入电压反馈至所述第一控制芯片U1的引脚5；所述输出检测单元10用于检测所述继电器K1的引脚3的输出电压并将输出电压反馈至所述第一控制芯片U1的引脚6；通过所述电量检测单元9检测所述继电器K1的输入电压并反馈至所述第一控制芯片U1，所述第一控制芯片U1根据该输入电压对所述电源部3的电量进行检测，并将电量信息通过所述显示屏7进行显示，当所述第一控制芯片U1检测输入电压低于11.6V时，则表示所述电源部3的电量不足，并且所述第一控制芯片U1则控制所述灯具6将亮度调整为正常亮度的50％，同样地，通过所述输出检测单元10检测所述继电器K1的输出电压并反馈至所述第一控制芯片U1，所述第一控制芯片U1根据该输出电压检测所述继电器K1的工作是否正常，若所述继电器K1的电平高低与输出电压不匹配，则将所述继电器K1的异常报错信息通过所述显示屏7显示。

在本实施方式中，所述电量检测单元9包括第二十四电阻R24和第二十五电阻R25，所述第二十四电阻R24的一端与所述继电器K1的引脚1-2连接，所述第二十四电阻R24的另一端分别与所述第二十五电阻R25的一端和所述第一控制芯片U1的引脚5连接，所述第二十五电阻R25的另一端接地；通过第二十四电阻R24和第二十五电阻R25对所述继电器K1的输入电压进行分压采样，并将获取到的ADC1分压信号发送至所述第一主控芯片U1的引脚5，所述第一控制芯片U1则根据该ADC1分压信号对所述电源部3的电量进行计算，从而获取所述电源部3的电量状态。

在本实施方式中，所述输出检测单元10包括第二十八电阻R28和第二十九电阻R29，所述第二十八电阻R28的一端与所述继电器K1的引脚3连接，所述第二十八电阻R28的另一端分别与所述第二十九电阻R29的一端和所述第一控制芯片U1的引脚6连接，所述第二十九电阻R29的另一端接地；通过第二十八电阻R28和第二十九电阻R29对所述继电器K1的输出电压进行分压采样，并将获取到的ADC2分压信号发送至所述第一主控芯片U1的引脚6，所述第一控制芯片U1则根据该ADC2分压信号检测所述继电器K1的工作是否正常，若所述继电器K1的电平高低与输出电压不匹配，则将所述继电器K1的异常报错信息通过所述显示屏7显示。

在一个实施方式中，所述的文化灯控制电路还包括温控单元14，所述温控单元14包括第二十二电阻R22和热敏电阻R27，所述热敏电阻R27的一端接地，所述热敏电阻R27的另一端分别与所述第二十二电阻R22的一端和所述第一控制芯片U1的引脚4，所述第二十二电阻R22的另一端与外部3.3V电源连接；通过所述热敏电阻R27检测所述电源部3表面的温度，并将温度数据发送至所述第一控制芯片U1的引脚4，从而实现对所述电源部3的温度检测，当所述第一控制芯片U1检测所述电源部3的温度大于80℃时，则将温度异常信息发送至所述显示屏7上进行显示。

如图1至图9所示，进一步地，所述的文化灯控制电路还包括时钟单元11，所述时钟单元11分别与所述第一控制芯片U1的引脚17和引脚18连接；所述时钟单元11用于向所述第一控制芯片U1提供时钟信号并使所述第一控制芯片U1根据时钟信号控制所述供电管理单元4的工作状态；通过所述时钟单元11为所述第一控制芯片U1提供时钟信号，使所述第一控制芯片U1可根据实际时间或日期控制所述灯具6的亮灭。

在一个实施方式中，多个文化灯之间的时钟单元所设置的时间一致，从而实现各个文化灯之间的时间同步，以便于工作人员同步控制所有文化灯的工作状态。

在本实施方式中，所述时钟单元11包括第三控制芯片U3，所述第三控制芯片U3的引脚1和引脚2之间连接有晶振单元，所述第三控制芯片U3的引脚6与所述第一控制芯片U1的引脚17连接，所述第三控制芯片U3的引脚5与所述第一控制芯片U1的引脚18连接，所述第三控制芯片U3的引脚8连接有纽扣电池BAT2；所述第三控制芯片U3可由扭控电池BAT2单独供电，即便所述第一开关S1断开时也不会影响所述时钟单元11的计时；在本实施方式中，所述第三控制芯片U3为型号为PCF8563的万年历芯片。

如图1至图9所示，进一步地，所述的文化灯控制电路还包括接收单元12，所述接收单元12与所述第一控制芯片U1的引脚1连接；所述接收单元12用于接收外部遥控器的控制信号；在使用时，工作人员还可通过外部遥控器对所述灯具6进行控制，通过所述接收单元12接收外部遥控器的控制信号，通过程序逻辑实现对所述第一控制芯片U1的参数设置和所述显示屏7的显示。

在本实施方式中，所述接收单元12为型号为IRM-H638T的红外接收芯片。

如图1至图9所示，进一步地，所述的文化灯控制电路还包括通讯单元13，所述通讯单元13分别与所述第一控制芯片U1的引脚9、引脚11和引脚12连接；通过所述通讯单元13可实现与外部终端的通讯连接，工作人员可通过外部终端向所述通讯单元13发送控制信息，使所述第一控制芯片U1可根据控制信息调节所述灯具6的发光模式。

在本实施方式中，所述通讯单元13包括第四控制芯片U4，所述第四控制芯片U4的引脚6和引脚7与外部终端连接，所述第四控制芯片U4的引脚1与所述第一控制芯片U1的引脚1连接，所述第四控制芯片U4的引脚3与所述第一控制芯片U1的引脚9连接，所述第四控制芯片U4的引脚4与所述第一控制芯片U1的引脚12连接；所述第四控制芯片U4通过引脚6和引脚7收发外部终端的485差分信号，并通过引脚1、引脚3和引脚4与所述第一控制芯片U1实现数据收发；在本实施方式中，所述第四控制芯片U4为型号为SIT3088EESA的485通讯芯片。

在本实施方式中，所述的文化灯控制电路还包括供电单元15，所述供电单元15包括第五控制芯片U5和第六控制芯片U6，所述第五控制芯片U5与所述继电器K1的引脚1和引脚2连接，所述第六控制芯片U6的引脚3与所述第五控制芯片U5的引脚3连接；所述第五控制芯片U5将所述电源部3的输出电压进行降压处理并输出5V电压，而所述第六控制芯片U6则再将所述第五控制芯片U5输出的5V电压降压至3V电压；通过所述供电单元15为所述主控单元5、所述时钟单元11、所述通讯单元13、所述接收单元12和所述温控单元14提供电源。

在一个实施方式中，所述五控制芯片U5为型号为HT7555-1的稳压芯片，所述第六控制芯片U6为型号为CJT1117B-3.3的稳压芯片。

本申请还提供一种文化灯，采用如上所述的文化灯控制电路进行工作控制。

综上所述，通过所述光伏组件1、所述充电管理单元2、所述电源部3和所述供电管理单元4配合使用实现文化灯的自主发电和自主供电的需求，使文化灯无需采用市电供电，降低了文化灯的施工难度，无需进行长距离拉线；此外，利用所述时钟单元11统一各个灯具6之间的时间基准，从而实现灯具6的远距离同步控制，整个同步控制过程无需布设信号线，降低了施工难度。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种文化灯控制电路，其特征在于，包括光伏组件、充电管理单元、电源部、供电管理单元、主控单元和灯具，所述光伏组件、所述充电管理单元、所述电源部、所述供电管理单元和所述灯具依次电性连接，所述主控单元分别与所述供电管理单元和所述灯具电性连接；所述充电管理单元用于控制所述光伏组件对所述电源部的充电状态；所述供电管理单元用于控制所述电源部的供电状态；所述主控单元用于控制所述供电管理单元的开关状态和所述灯具的工作状态。

2.根据权利要求1所述的文化灯控制电路，其特征在于，所述主控单元包括第一控制芯片U1和显示屏，所述第一控制芯片U1的引脚19与所述供电管理单元连接，所述第一控制芯片U1的引脚25和引脚26分别与所述显示屏连接；所述第一控制芯片U1的引脚19用于向所述供电管理单元发送PWM信号。

3.根据权利要求2所述的文化灯控制电路，其特征在于，所述供电管理单元包括第二三极管Q2和继电器K1，所述继电器K1的引脚1和引脚2均与所述电源部的正极连接，所述继电器K1的引脚3与所述灯具连接，所述继电器K1的引脚4与所述第二三极管Q2的集电极连接，所述第二三极管Q2的基极与所述第一控制芯片U1的引脚19连接，所述第二三极管Q2的发射极接地。

4.根据权利要求2所述的文化灯控制电路，其特征在于，所述供电管理单元包括第二控制芯片U2、第一发光二极管LED1和第二发光二极管LED2，所述第一发光二极管LED1的负极与所述第二控制芯片U2的引脚3连接，所述第二发光二极管LED2的负极与所述第二控制芯片U2的引脚4连接，所述光伏组件、所述第一发光二极管LED1的正极和所述第二发光二极管LED2的正极与所述第二控制芯片U2的引脚9连接，所述第二控制芯片U2的引脚7与所述电源部连接。

5.根据权利要求3所述的文化灯控制电路，其特征在于，所述的文化灯控制电路还包括第一开关S1，所述第一开关S1的引脚1-3分别与所述电源部的正极连接，所述第一开关S1的引脚4-6分别与所述继电器K1的引脚1-2连接。

6.根据权利要求3所述的文化灯控制电路，其特征在于，所述的文化灯控制电路还包括电量检测单元和输出检测单元，所述电量检测单元分别与所述继电器K1的引脚1-2和所述第一控制芯片U1的引脚5连接，所述输出检测单元分别与所述继电器K1的引脚3和所述第一控制芯片U1的引脚6连接；所述电量检测单元用于检测所述继电器K1的引脚1-2的输入电压并将输入电压反馈至所述第一控制芯片U1的引脚5；所述输出检测单元用于检测所述继电器K1的引脚3的输出电压并将输出电压反馈至所述第一控制芯片U1的引脚6。

7.根据权利要求2所述的文化灯控制电路，其特征在于，所述的文化灯控制电路还包括时钟单元，所述时钟单元分别与所述第一控制芯片U1的引脚17和引脚18连接；所述时钟单元用于向所述第一控制芯片U1提供时钟信号并使所述第一控制芯片U1根据时钟信号控制所述供电管理单元的工作状态。

8.根据权利要求2所述的文化灯控制电路，其特征在于，所述的文化灯控制电路还包括接收单元，所述接收单元与所述第一控制芯片U1的引脚1连接；所述接收单元用于接收外部遥控器的控制信号。

9.根据权利要求2所述的文化灯控制电路，其特征在于，所述的文化灯控制电路还包括通讯单元，所述通讯单元分别与所述第一控制芯片U1的引脚9、引脚11和引脚12连接。

10.一种文化灯，其特征在于，所述文化灯采用如权利要求1-9任一所述的文化灯控制电路进行工作控制。