一種太陽能景觀照明系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種太陽能景觀照明系統(tǒng)，包括多個光伏板功率捕獲電路，光伏板功率捕獲電路中的Boost變換電路直接與直流母線相連，直流母線還與對個蓄電池充電電路相連，直流母線與照度調(diào)節(jié)電路相連，照度調(diào)節(jié)電路與人體檢測電路相連，Boost變換電路及蓄電池充電電路均包含有調(diào)節(jié)PWM占空比的裝置，調(diào)節(jié)PWM占空比的裝置均與控制器相連；所述蓄電池的兩端與電壓檢測電路相連，電壓檢測電路與控制器相連。Boost變換器實現(xiàn)最大光伏捕獲控制。有人進(jìn)入探測區(qū)時，LED燈輸出高亮度，起到照明作用。人體離開探測區(qū)域時，自動切換到低照度，消除園區(qū)黑暗冷靜引起的生畏心理。更好的實現(xiàn)了節(jié)能控制。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及一種太陽能景觀照明系統(tǒng)。 -種太陽能景觀照明系統(tǒng)

【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)階段，LED景觀照明多采用圖1所示拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。一個景觀照明配備一塊光伏板、 一塊蓄電池、一套照明系統(tǒng)。該拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)方式簡單易行，但每個LED照明都是獨立的，互相 之間沒有聯(lián)系?？紤]到，每個景觀燈裝設(shè)位置不同，接收的光照不同，存在有的景觀燈蓄電 池充電多，有的景觀燈蓄電池充電少，造成夜間亮度不一致，照明時間不一致的問題。即有 的景觀燈因白天儲存電相對較少，夜間照明時間短，有的景觀燈白天存電多，夜間照明時間 長。
[0003] 現(xiàn)有的景觀照明在夜間時，不管有人、無人，都是輸出較高亮度，造成不必要的電 能浪費。 實用新型內(nèi)容
[0004] 為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本實用新型公開了一種太陽能景觀照明系統(tǒng)，該系 統(tǒng)改進(jìn)了一種最大功率追蹤方法，實現(xiàn)了較高效率的捕獲光能。此外，該系統(tǒng)將以前相對獨 立的光伏板、蓄電池、景觀燈通過直流母線連接，實現(xiàn)了系統(tǒng)間功率的平衡控制。延長了景 觀燈夜間照明時間。另外，該系統(tǒng)設(shè)計了人體檢測功能。當(dāng)有人進(jìn)入景觀燈探測范圍時，輸 出較高亮度，提供照明，當(dāng)人體離開探測區(qū)域后，保持低亮度，消除冷靜生畏心理。
[0005] 為實現(xiàn)上述目的，本實用新型的具體方案如下：
[0006] -種太陽能景觀照明系統(tǒng)，包括多個光伏板功率捕獲電路，光伏板功率捕獲電路 中的Boost變換電路直接與直流母線相連，直流母線還與對個蓄電池充電電路相連，直流 母線與照度調(diào)節(jié)電路相連，照度調(diào)節(jié)電路與人體檢測電路相連，Boost變換電路及蓄電池充 電電路均包含有調(diào)節(jié)PWM占空比的裝置，調(diào)節(jié)PWM占空比的裝置均與控制器相連；所述蓄電 池的兩端與電壓檢測電路相連，電壓檢測電路與控制器相連；
[0007] 所述人體檢測電路包括人體紅外傳感器PIR、熱釋電處理芯片IC2 (具體型號為 CS9803)、以及電平轉(zhuǎn)換電路，電平轉(zhuǎn)換電路是由三極管ΤΙ、T2組成；
[0008] 所述IC2的第四引腳通過電阻與三極管T1的基極相連，三極管T1的集電極分為 兩路，一路通過電阻與電源相連，另一路與三極管T2的基極相連，三極管T1的及三極管T2 的發(fā)射極均與地相連，三極管T2的集電極分兩路，一路通過電容與地相連，另一路與照度 調(diào)節(jié)電路相連。
[0009] PIR接收人體釋放的紅外線。IC2處理PIR送來的信號，電平轉(zhuǎn)換電路輸出高電平 (有人)，低電平(無人)。
[0010] 所述光伏板功率捕獲電路包括光伏板及與光伏板的兩個輸出端依次相并聯(lián)的壓 敏電阻、第一電解電容、第一電容、場效應(yīng)晶體管、第二電解電容及第二電容，所述壓敏電阻 與光伏板之間還串聯(lián)有保險絲，第一電容與場效應(yīng)晶體管還串聯(lián)有電感，場效應(yīng)晶體管與 第二電解電容之間還串聯(lián)有二極管。
[0011] 所述照度調(diào)節(jié)電路包括ICl，IC1的第一引腳通過相并聯(lián)的電解電容及電容與地 相連，IC1的第二引腳通過相并聯(lián)的電容及可調(diào)電阻VR2與地相連，IC1的第二引腳還通過 電阻與人體檢測電路相連，電阻與人體檢測電路之間串聯(lián)有與地相連電容，IC1的第三引腳 分兩路，一路通過電容與地相連，另一路與相串聯(lián)的兩個電阻與地相連，兩個電阻的公共端 與場效應(yīng)晶體管的源極相連，IC1的第四引腳分兩路，一路通過電阻與IC1的第五引腳相 連，另一路通過電阻與場效應(yīng)晶體管的柵極相連，場效應(yīng)晶體管的漏極分兩路，一路與照明 裝置相連，另一路與相并聯(lián)的電感相連，電感與相串聯(lián)的電容與二極管相連，電容與二極管 之間與直流母線相連。
[0012] 所述電壓檢測電路包括隔離放大器，隔離放大器的第一引腳分兩路，一路通過電 阻與蓄電池的一端相連，另一路通過相并聯(lián)的電阻及電容與蓄電池的另一端相連，隔離放 大器的第二引腳通過放大電路與控制器相連。
[0013] 所述蓄電池充電電路包括蓄電池，蓄電池與電壓檢測電路相并聯(lián)，電壓檢測電路 與電感相串聯(lián)后與第一場效應(yīng)晶體管相連，第一場效應(yīng)晶體管與第二場效應(yīng)晶體管相串聯(lián) 后與電解電容相并聯(lián)后接在直流母線上。
[0014] 本實用新型的有益效果：
[0015] 本實用新型的光伏板輸出直接與Boost變換器相接，調(diào)節(jié)Boost變換器占空比，即 可調(diào)節(jié)光伏板輸出電壓，進(jìn)而實現(xiàn)最大功率追蹤控制。光伏板用于捕獲太陽能。Boost變換 器實現(xiàn)最大光伏捕獲控制。蓄電池在白天存儲光電，夜間向LED照明供電。設(shè)計的LED照 明具備調(diào)光功能和人體探測功能。有人進(jìn)入探測區(qū)時，LED燈輸出高亮度，起到照明作用。 人體離開探測區(qū)域時，自動切換到低照度，消除園區(qū)黑暗冷靜引起的生畏心理。更好的實現(xiàn) 了節(jié)能控制。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016] 圖1現(xiàn)有技術(shù)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017] 圖2本申請的結(jié)構(gòu)拓?fù)鋱D；
[0018] 圖3光伏板功率捕獲電路；
[0019] 圖4電壓檢測電路；
[0020] 圖5照度調(diào)節(jié)電路；
[0021] 圖6人體檢測電路；
[0022] 圖7蓄電池充放電電路；
[0023] 圖8系統(tǒng)總體硬件電路。

【具體實施方式】：
[0024] 下面結(jié)合附圖對本實用新型進(jìn)行詳細(xì)說明：
[0025] 如圖1-5所示，一種太陽能景觀照明系統(tǒng)，包括多個光伏板功率捕獲電路，光伏板 功率捕獲電路中的Boost變換電路直接與直流母線相連，直流母線還與對個蓄電池充電電 路相連，直流母線與照度調(diào)節(jié)電路相連，照度調(diào)節(jié)電路與人體檢測電路相連，Boost變換電 路及蓄電池充電電路均包含有調(diào)節(jié)PWM占空比的裝置，調(diào)節(jié)PWM占空比的裝置均與控制器 相連；所述蓄電池的兩端與電壓檢測電路相連，電壓檢測電路與控制器相連。
[0026] 所述人體檢測電路包括人體紅外傳感器PIR、熱釋電處理芯片IC2 (具體型號為 CS9803)、以及電平轉(zhuǎn)換電路構(gòu)成。電平轉(zhuǎn)換電路是由三極管T1、T2構(gòu)成。PIR接收人體釋 放的紅外線。IC2處理PIR送來的信號，電平轉(zhuǎn)換電路輸出高電平(有人)，低電平(無人)。
[0027] 所述IC2的第四引腳通過電阻與三極管Τ1的基極相連，三極管Τ1的集電極分為 兩路，一路通過電阻與電源相連，另一路與三極管Τ2的基極相連，三極管Τ1的及三極管Τ2 的發(fā)射極均與地相連，三極管Τ2的集電極分兩路，一路通過電容與地相連，另一路與照度 調(diào)節(jié)電路相連。
[0028] 所述光伏板功率捕獲電路包括光伏板及與光伏板的兩個輸出端依次相并聯(lián)的壓 敏電阻、第一電解電容、第一電容、場效應(yīng)晶體管、第二電解電容及第二電容，所述壓敏電阻 與光伏板之間還串聯(lián)有保險絲，第一電容與場效應(yīng)晶體管還串聯(lián)有電感，場效應(yīng)晶體管與 第二電解電容之間還串聯(lián)有二極管。
[0029] 所述照度調(diào)節(jié)電路包括IC1，IC1的第一引腳通過相并聯(lián)的電解電容及電容與地 相連，IC1的第二引腳通過相并聯(lián)的電容及可調(diào)電阻VR2與地相連，IC1 (IC1具體型號為 CHIPLINK6804)的第二引腳還通過電阻與人體檢測電路相連，電阻與人體檢測電路之間串 聯(lián)有與地相連電容，IC1的第三引腳分兩路，一路通過電容與地相連，另一路與相串聯(lián)的兩 個電阻與地相連，兩個電阻的公共端與場效應(yīng)晶體管的源極相連，IC1的第四引腳分兩路， 一路通過電阻與IC1的第五引腳相連，另一路通過電阻與場效應(yīng)晶體管的柵極相連，場效 應(yīng)晶體管的漏極分兩路，一路與照明裝置相連，另一路與相并聯(lián)的電感相連，電感與相串聯(lián) 的電容與二極管相連，電容與二極管之間與直流母線相連。
[0030] 所述電壓檢測電路包括隔離放大器，隔離放大器的第一引腳分兩路，一路通過電 阻與蓄電池的一端相連，另一路通過相并聯(lián)的電阻及電容與蓄電池的另一端相連，隔離放 大器的第二引腳通過放大電路與控制器相連。
[0031] 如圖6所示，蓄電池充放電電路由buck-boost電路、電壓檢測電路構(gòu)成。 Buck-boost電路是由功率開關(guān)管Q8Q9、電感L8以及電容C30構(gòu)成。蓄電池充電時，功率開 關(guān)Q8打開、Q9關(guān)閉，此時，調(diào)節(jié)Q8的占空比，可調(diào)節(jié)充電電流大小，占空比越大，充電電流 越大。蓄電池放電時，功率開關(guān)Q9打開、Q8關(guān)閉，調(diào)節(jié)Q9的占空比，可調(diào)節(jié)放電電流大小， 占空比越大，放電電流越大。
[0032] 圖7為總體硬件電路示意圖。編號為1、2、3的光伏板、蓄電池以及景觀燈構(gòu)成一 個分布式網(wǎng)絡(luò)(也可以是多組光伏板、蓄電池、景觀燈組成一個網(wǎng)絡(luò))。
[0033] 工作原理：光伏板功率捕獲電路由光伏板、保護電路、BOOST變換器構(gòu)成。保護電 路由熔斷器、壓敏電阻構(gòu)成，起到過電壓、短路保護作用。調(diào)節(jié)BOOST變換器的占空比可實 現(xiàn)最大功率追蹤控制。
[0034] 電壓檢測電路由電阻分壓網(wǎng)絡(luò)、隔離放大、低通濾波、高通濾波構(gòu)成。電阻分壓網(wǎng) 絡(luò)由電阻、電容組成，它將被測電壓成比例的衰減，調(diào)整到適合DSP檢測的范圍。隔離放大 由芯片AD210組成，他實現(xiàn)了電壓的隔離檢測。低通濾波、高通濾波共同構(gòu)成了帶通濾波， 消除了測量過程中的干擾。
[0035] 所述蓄電池充放電電路包括蓄電池、buckboost電路以及電壓檢測電路構(gòu)成。 Buck-boost電路是由功率開關(guān)管Q8Q9、電感L8以及電容C30構(gòu)成。蓄電池與電壓檢測電 路S3相并聯(lián)，S3與電感相串聯(lián)后與第一場效應(yīng)晶體管相連，第一場效應(yīng)晶體管與第二場效 應(yīng)晶體管相串聯(lián)后與電解電容相并聯(lián)后接在直流母線上。S3是電壓檢測電路的代指。
[0036] 當(dāng)探測電路的S端口輸出高電平時，LED驅(qū)動輸出高亮度，當(dāng)探測電路的S端口輸 出低電平時，LED驅(qū)動輸出低亮度。調(diào)節(jié)滑動變阻器VR2可以調(diào)節(jié)LED的輸出亮度。
[0037] 當(dāng)有人進(jìn)入探測區(qū)時，PIR輸出較高幅值的變化電平，經(jīng)過IC2的放大、比較后，S 端口輸出高電平。
[0038] 當(dāng)人體離開探測區(qū)時，PIR輸出較低幅值的變化電平，此時，S端口輸出低電平。
[0039] 探測電路的S端口與LED驅(qū)動相連接，探測電路S端口的輸出電平可控制LED驅(qū) 動處于商殼狀態(tài)還是低殼狀態(tài)。
【權(quán)利要求】
1. 一種太陽能景觀照明系統(tǒng)，其特征是，包括多個光伏板功率捕獲電路，光伏板功率 捕獲電路中的Boost變換電路直接與直流母線相連，直流母線還與對個蓄電池充電電路相 連，直流母線與照度調(diào)節(jié)電路相連，照度調(diào)節(jié)電路與人體檢測電路相連，Boost變換電路及 蓄電池充電電路均包含有調(diào)節(jié)PWM占空比的裝置，調(diào)節(jié)PWM占空比的裝置均與控制器相連； 所述蓄電池的兩端與電壓檢測電路相連，電壓檢測電路與控制器相連； 所述人體檢測電路包括人體紅外傳感器PIR、熱釋電處理芯片IC2以及電平轉(zhuǎn)換電路， 電平轉(zhuǎn)換電路是由三極管ΤΙ、T2組成； 所述IC2的第四引腳通過電阻與三極管T1的基極相連，三極管T1的集電極分為兩路， 一路通過電阻與電源相連，另一路與三極管T2的基極相連，三極管T1的及三極管T2的發(fā) 射極均與地相連，三極管T2的集電極分兩路，一路通過電容與地相連，另一路與照度調(diào)節(jié) 電路相連。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種太陽能景觀照明系統(tǒng)，其特征是，所述光伏板功率捕獲電 路包括光伏板及與光伏板的兩個輸出端依次相并聯(lián)的壓敏電阻、第一電解電容、第一電容、 場效應(yīng)晶體管、第二電解電容及第二電容，所述壓敏電阻與光伏板之間還串聯(lián)有保險絲，第 一電容與場效應(yīng)晶體管還串聯(lián)有電感，場效應(yīng)晶體管與第二電解電容之間還串聯(lián)有二極 管。
3. 如權(quán)利要求1所述的一種太陽能景觀照明系統(tǒng)，其特征是，所述照度調(diào)節(jié)電路包括 IC1，IC1的第一引腳通過相并聯(lián)的電解電容及電容與地相連，IC1的第二引腳通過相并聯(lián) 的電容及可調(diào)電阻VR2與地相連，IC1的第二引腳還通過電阻與人體檢測電路相連，電阻與 人體檢測電路之間串聯(lián)有與地相連電容，IC1的第三引腳分兩路，一路通過電容與地相連， 另一路與相串聯(lián)的兩個電阻與地相連，兩個電阻的公共端與場效應(yīng)晶體管的源極相連，IC1 的第四引腳分兩路，一路通過電阻與IC1的第五引腳相連，另一路通過電阻與場效應(yīng)晶體 管的柵極相連，場效應(yīng)晶體管的漏極分兩路，一路與照明裝置相連，另一路與相并聯(lián)的電感 相連，電感與相串聯(lián)的電容與二極管相連，電容與二極管之間與直流母線相連。
4. 如權(quán)利要求1所述的一種太陽能景觀照明系統(tǒng)，其特征是，所述電壓檢測電路包括 隔離放大器，隔離放大器的第一引腳分兩路，一路通過電阻與蓄電池的一端相連，另一路通 過相并聯(lián)的電阻及電容與蓄電池的另一端相連，隔離放大器的第二引腳通過放大電路與控 制器相連。
5. 如權(quán)利要求1所述的一種太陽能景觀照明系統(tǒng)，其特征是，所述蓄電池充電電路包 括蓄電池，蓄電池與電壓檢測電路相并聯(lián)，S3與電感相串聯(lián)后與第一場效應(yīng)晶體管相連，第 一場效應(yīng)晶體管與第二場效應(yīng)晶體管相串聯(lián)后與電解電容相并聯(lián)后接在直流母線上。
【文檔編號】F21S9/03GK203868913SQ201420159092
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年4月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月2日
【發(fā)明者】王一彬, 楊棟, 文鵬, 王柯, 藺國強 申請人:山東同圓設(shè)計集團有限公司