CN2401960Y - 一种太阳能地图路牌照明装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种太阳能电池供电的路牌照明装置,技术特征是太阳能电池板背面和承托体之间有减震弹装置,盒体内密封蓄电池及控制电路,过充、过放保护,延时光强检测电路和延时电路。本实用新型可安装在任何路牌上,白天光电转换储能,夜间照明地图等。户外使用维修方便,实现了延时照明低电压保护功能。

Description

一种太阳能地图路牌照明装置

本实用新型公开了一种太阳能电池供电的照明装置，确切的说是一种太阳能地图路牌装置，可广泛应用在交通和道路标示设置上，属于太阳能照明技术领域。

目前，交通和道路设置的标示上的发光装置，分为两种类型：被动发光型和主动发光型。所谓被动发光型是指使用反光材料制成的，需要靠外界光源照射才能反光，如果没有光源照射或有光源但照射不到反光面也不会反光。主动发光型，通常使用市电或电池电供电。但有些地区没有市电，要解决市电就需要铺设电缆，从费用和时间上来说都不够经济。若用一次性电池，经常更换电池麻烦，对环境保护有负面影响。使用太阳能电池就可以克服以上所说的不足。目前，随着太阳能光伏技术的发展，太阳能电池光电转换效率的提高，对于这一清洁、再生能源的利用，正快步进入商业化成长期。还有近几年太阳电能电池产品价格大幅度降低，目前，市场上有许多用太阳能电池二次开发的新产品。仅照明灯具，如太阳能庭院灯、太阳能路灯、太阳能交通信号闪烁灯等，还有用于交通安全的太阳能示警装置，着重解决装置夜间反光材料的平面发光问题。

本实用新型的设计目的，旨在给交通路牌或街牌，提供一种立体的太阳能光伏发电照明装置，安装在任何路牌上，夜间发光清楚照明地图，交通路线图等。白天光电转换储能，夜间定时照明，户外使用安装维修方便。

为实现本实用新型的任务，本装置包括由太阳能光伏电源的基本组件太阳能电池板及其承托架，照明负载，还包括控制电路，蓄电池及电路辅助部件，其特征在于太阳能电池板镶嵌在承托架内，构成主框架，主框架的边框和太阳能电池板背面用减震弹螺丝固定，主框架的副框架承托一盒体，其盒内装控制电路、蓄电池、电路辅助部件，其盒体顶部开有窗口，窗口由密封盖密封胶圈密封，太阳能电池板的主框架和副框架的结合部有一定夹角，照明负载安装在主框架背光面框架内适当部位。

所说的控制电路包括一个过充控制电路，其正、负输入端分别与太阳能电池正、负极相连接，过充电路的信号输出端接蓄电池正、负极，白天太阳能光伏发电对蓄电池充电，其电压达到设定值后，过充电路关断；一个过放控制电路，其控制电路输出信号端与蓄电池正、负输出极相接，夜间控制蓄电池放电，当蓄电池放电电压达到设定值后，过放电控制电路关断；一个光强检测电路，其输入端与太阳能电池板正、负输出极相接，光强检测电路的输出信号端与延时电路输入端相接，通过检测太阳能电池板光电输出信号的变化，决定照明负载通路的开启，夜间太阳光照射减弱，电池输出端电压低于设定值，光强检测电路开启负载电路，由蓄电池给负载供电照明，白天光强检测信号强，关断蓄电池给负载充电回路；一个延时电路，其输入端接过放控制电路和光强检测电路的信号输出端，延时电路的输出端接负载电路，由光强检测电路输出控制信号，控制蓄电池对负载供电，同时延时电路开始计时，当时间达到设定值后，延时电路断开，切断蓄电池供电，实现延时供电功能。光强检测电路的输出信号端，通过检测太阳能电池输出信号的变化，延时开启照明负载通路，夜间太阳光照射减弱，电池输出端电压低于设定值，光强检测电路开启负载电路，由蓄电池给负载供电照明，白天光强信号强，关断蓄电池给负载充电回路。

本实用新型太阳能光伏发电照明装置所产生积极效果表现在，系统安全可靠性运行，实现了立体照明。减震装置使太阳能电池组件不易损坏，易安装和维修。延时照明功能使蓄电池使用寿命延长。

以下结合附图举例说明本实用新型的技术内容。

图1是本实用新型的结构原理示意图。

也是本实用新型的最佳实施例1。

图2是本实用新型的控制电路工作原理图。

也是本实用新型的最佳实施例2。

实施例1，见图1本装置的基本组件为太阳能电池板4，为增强太阳能电池板4的抗震，太阳电池板4的背面和主框架边框之间用减震弹簧螺丝1固定，太阳能电池板4和主框架的边框形成矩形窗口，太阳能电池板4是封闭矩形窗口的一个受光面，利于采光，防雨。副框架盒体6内装有蓄电池，控制电路及电路辅助部件。盒体6顶部开窗口，该窗口用密封胶圈和盒盖9盒密封。太阳能电池板4的主框架和副框架是由整块钢板弯曲而成，盒体6和副框架焊接在一起。太阳能电池板主框架和盒体6构成屋檐式外形。盒体6两侧有侧板，用螺栓7，8盒体侧板的圆弧形槽安装孔，将装置安在固定在地图牌的立柱10上。圆弧形槽便于安装时调整承托架，确保太阳能电池板获得最佳采光角度。照明体，灯3和灯罩2设置在主框架背光面框中，在主框内安装八字形灯罩2，并采用镜面材料反射光，增强灯光照射亮度。

实施例2，见图3 E1太阳能电池，E2为蓄电池，为使本装置能在户外，无人控制和管理下正常工作，要提高蓄电池使用寿命来实现。过充控制电路：由电阻R2和稳压管Z1串联，电位器W2和电阻串联跨接在太阳能电池正、负输出极上，经分压后分别接电压比较器U1A的同相3和反相端2，U1A的输出端1接场效应管Q1栅极，U1A脚11接Q1源极，Q1的漏极太阳能电池负极。

过放控制电路：由电阻R5和稳压管Z3串联，R6和电位器W3串联后，并联在蓄电池正，负极上，分压后分别接在电压分压器U1B的同相输入端脚5和反相输入端脚6，U1B的输出端脚7接Q2的栅极，Q2漏极接蓄电池负极，源极接开关电路三极管Q3集电极。

延时电路：由三极管Q3发射极接继电器JD通过节点开关接电容C1正极，经电阻R7接场效应管栅极，场效应管Q4源极接负载FZ照明回路，漏极接三极管集电极和电容负极。

光强检测电路：由电阻R1和电位器W1串联并联在太阳能电池正，负输出极，经分压接U1C同相输入端脚10，反相端接9接U1A同相端脚3和稳压管Z1的负极。

负载回路：由电容C2和二极管D3，电感L1，负载FZ组成。

电压比较器U1A，U1B，U1C是LM324型集成电路芯片，与电阻R4和稳压管Z2组成稳压电路。

白天，太阳能电池板受光面接受太阳照射进行光伏发电，使太阳能电池E1两端电压升高，由光检测电路U1C的同相输入端10电压升高，当U1C同相输入端电压高于反相输入端脚9的电压后，其输出端脚8输出高电平给开关三极管Q3的基极，使Q3截止，反射极接继电器JD线圈，其开关节点关断蓄电池与负载之间的供点回路，蓄电池E2给电容C1充电，同时太阳能电池E1经二极管D1给蓄电池充电，使蓄电池E2两端电压升高，同时U1A的反相输入端2的电压升高，当U1A的反相输入端2的电压达到或超过U1A同相端3的基准电压，U1A脚1的电位由高电平反转输出低电平至场效应管Q1栅极，Q1关断截止，使太阳能电池E1经二极管D1给蓄电池E2充电的回路断开，保护了蓄电池过充。

傍晚到夜间，太阳光线逐渐减弱，太阳能电池E1的输出电压亦逐渐降低，由光强检测电路U1C同相输入端10的电压随之降低，当U1C的同相输入端10的电压低于U1C反相输入端9的电压时，光强检测电路的U1C脚8电位由高电平反转为低电平，三极管Q3导通，发射极接继电器JD吸合，接通蓄电池E2与负载FZ之间的供电回路，同时延时电路启动，电容C1通过电阻R7和场效应管Q4放电，C1放电完毕，Q4截止，使蓄电池E2与负载之间的供电回路断开，放电过程开始计时，延时时间由电容C1和电阻R7的参数所决定，实现了延时放电功能。

当遇到连续阴雨天气，太阳能光伏发电E1对蓄电池E2充电不足若E2长时间放电会使E2电位处于低电压状态，为此设计过充保护电路U1B，当U1B同相输入端5的电压低于反相输入端6的电压，U1B输出端脚7的电位由高反转为低电平，场效应管Q2栅极接到低电平信号立刻截止，断开蓄电池的放电回路。实现蓄电池低压保护，有利于延长蓄电池使用寿命。

Claims (8)

1，一种太阳能地图路牌照明装置，本装置包括由太阳能光伏电源的基本组件太阳能电池板及其承托架，照明负载，还包括控制电路，蓄电池及电路辅助部件，其特征在于太阳能电池板镶嵌在承托架内，构成主框架，主框架的边框和太阳能电池板背面用减震弹螺丝固定，主框架的副框架承托一盒体，其盒内装控制电路，蓄电池，电路辅助部件，其盒体顶部开有窗口，窗口由密封盖密封胶圈密封，太阳能电池板的主框架和副框架的结合部有一定夹角，照明负载安装在主框架背光面框架内适当部位。

2，根据权利要求1所说的一种太阳能地图路牌照明装置，其特征在于所说的盒体内的控制电路，包括一个过充控制电路：其正、负输入端分别与太阳能电池正，负极相连接，过充电路的信号输出端接蓄电池正、负极，白天太阳能光伏发电对蓄电池充电，其电压达到设定值后，过充电路关断；

一个过放控制电路：其电路输出端与蓄电池正，负输出极相接，夜间控制蓄电池放电，当蓄电池放电电压达到设定值后，过放电控制电路关断；

一个光强检测电路：其电路的输入端与太阳能电池板正、负输出极相接，光强检测电路的输出信号端与延时电路输入端相接，通过检测太阳能电池板光电输出信号的变化，决定照明负载通路的开启，夜间太阳光照射减弱，电池输出端电压低于设定值，光强检测电路开启负载电路，由蓄电池给负载供电照明，白天光强信号强，关断蓄电池给负载充电回路；

一个延时电路：其电路输入端接光强检测电路的信号输出端，延时电路的输出端接负载电路，由光强检测电路输出控制信号，控制蓄电池对负载供电，同时延时电路开始计时，当时间达到设定值后，延时电路断开，切断蓄电池供电，实现延时供电功能。

3，根据权利要求1或2所说的一种太阳能地图路牌照明装置，其特征在于所说的过充控制电路：由电阻R2和稳压管Z1串联，电位器W2和电阻串联跨接在太阳能电池正、负输出极上，经分压后分别接电压比较器U1A的同相(3)和反相端(2，)U1A的输出端(1)接场效应管Q1栅极，U1A脚(11)接Q1的源极，Q1的漏极太阳能电池负极；

过放控制电路：由电阻R5和稳压管Z3串联，R6和电位器W3串联后，并联在蓄电池正、负极上，分压后分别接在电压分压器U1B的同相输入端脚(5)和反相输入端脚(6)，U1B的输出端脚(7)接Q2的栅极，Q2漏极接蓄电池负极，源极接开关电路三极管Q3集电极；

延时电路：由三极管Q3发射极接继电器JD通过节点开关接电容C1正极，经电阻R7接场效应管Q4栅极，场效应管Q4源极接负载FZ照明路路，Q4漏极接开关三极管Q3的集电极和电容负极；

光检测电路：由电阻R1和电位器W1串联并联在太阳能电池正、负极输出端，经分压接U1C同相输入端脚(10)，反相端(9)接U1A同相端脚(3)和稳压管Z1的负极。

4，根据权利要求1所说的一种太阳能地图路牌照明装置，其特征在于所说装置的基础组件太阳电池板的背面和主框架边框之间用减震弹簧螺丝固定，太阳能电池板和主框架的边框形成矩形窗口，太阳能电池板是封闭矩形窗口的受光面，副框架盒体内装有蓄电池，控制电路及电路辅助部件，盒体顶部开窗口，该窗口用密封胶圈和盒盖9盒密封。

5，根据权利要求1所说的一种太阳能地图路牌照明装置，其特征在于所说装置的承托体主框架主框架和副框架是由整块钢板弯曲而成，太阳能电池板主框架和盒体6构成屋檐式外形。

6，根据权利要求1所说的一种太阳能地图路牌照明装置，其特征在于所说装置的承托副框架的体盒体两侧的侧板上开有圆弧形槽。

7，根据权利要求1或2所说的一种太阳能地图路牌照明装置，其特征在于所说控制电路分别由U1A，U1B，U1C组成的过充，过放，延时，光强检测电路是IC芯片LM324。

8根据权利要求1或2所说的一种太阳能地图路牌照明装置，其特征在于所说照明负载电路是由电容C2，二极管D3，电感L1，负载FZ组成。

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