專利名稱：太陽能直流雨水泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種雨水泵，具體涉及一種可利用太陽能電板為蓄電池充電的太陽能直流雨水泵，該太陽能直流雨水泵可用于澆水、澆花、洗車、擦玻璃等用途，特別適用于偏遠的山區(qū)、草原及郊外等區(qū)域工作。
背景技術(shù)：
目前廣泛使用的雨水泵一般采用普通的單相或者三相異步電機作為動力電機，對應(yīng)的就需要采用單相或者三相交流電為其提供電源，常造成偏遠的山區(qū)、草原及郊外等場合無法使用。另一方面，雨水泵多在潮濕的環(huán)境或水下工作，而供雨水泵工作的交流電源電壓要高于220V，所以在使用中存在一定的安全隱患。當今，隨著常規(guī)能源如石油、煤炭等的大量消耗，日益惡化的生態(tài)環(huán)境迫使世界各國開始積極尋找一條新的可持續(xù)發(fā)展的能源之路。太陽能、風能、地熱能等清潔能源已逐漸受到了人類的重視，而這其中，太陽能無疑處于最突出的地位，已被應(yīng)用于交通工具、家用電器等多種領(lǐng)域。為節(jié)約能源，將太陽能如何利用到雨水泵上，已成為本領(lǐng)域技術(shù)人員積極研究的課題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種太陽能直流雨水泵，利用太陽能轉(zhuǎn)化成電能，并采用直流無刷電機作為潛水泵動力電機，體積小、功率大，且節(jié)約能源、更加環(huán)保，應(yīng)用場合廣泛，使用安全可靠。為達到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是；一種太陽能直流雨水泵，包括太陽能電板、控制盒及水泵；所述水泵為采用直流無刷電機作為動力電機的潛水泵；所述控制盒內(nèi)設(shè)有蓄電池和控制系統(tǒng)；所述蓄電池的充電端與太陽能電板電連接，所述蓄電池的放電端經(jīng)控制系統(tǒng)與水泵的直流無刷電機電連接。上述技術(shù)方案中的有關(guān)內(nèi)容解釋如下I、上述方案中，所述控制系統(tǒng)包括一電源供電模塊、一控制模塊、一電機保護模塊以及一編程接口模塊。2、上述方案中,所述電源供電模塊用以根據(jù)一輸入電壓,產(chǎn)生一輸出電壓。該電源供電模塊電路中設(shè)有集成電路LMl 117-5V，用于將輸入的蓄電池電壓轉(zhuǎn)換成微控制器所需電壓輸出；該電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出端與所述微控制器ATtinyl3的VCC腳連接；所述蓄電池的電壓為12V，所以LM1117-5V的輸入電壓為12V，輸出電壓為5V。3、上述方案中，所述控制模塊耦接于所述電源供電模塊，其中設(shè)有微控制器，所述微控制器上設(shè)有VCC腳、CON腳、MOSI腳、SCK腳以及RST腳，用以根據(jù)場效應(yīng)管實施轉(zhuǎn)化，實現(xiàn)充電時不可以放電，放電時不可以充電功能。4、上述方案中，所述電機保護模塊耦接于所述控制模塊，根據(jù)一場效應(yīng)管、一第一三極管及第二三極管，用以控制電機調(diào)速、欠電壓保護及過流保護。其中場效應(yīng)管Q2，用于調(diào)節(jié)所述直流電機的轉(zhuǎn)速，進而控制水泵的揚程流量。第一三極管Q1，用于所述直流電機的欠電壓保護，由所述微控制器ATtinyl3控制，當電壓低于設(shè)定電壓時，主動切斷直流電機電源，保護電池不會過放電；第二三極管Q3，用于所述直流電機的過流保護，由所述微控制器ATtinyl3控制，當電流高于設(shè)定電流時，主動切斷直流電機電源，避免直流電機的異常損壞。 5、上述方案中，所述編程接口模塊，耦接于所述控制模塊。所述編程接口的MOSI腳、SCK腳、RST腳對應(yīng)地與所述微控制器ATtinyl3的MOSI腳、SCK腳、RST腳連接，從而可以根據(jù)實際情況調(diào)整及設(shè)定程序。所述電機控制電路的CON腳與微控制器ATtinyl3的CON腳連接，從而此電機控制電路接受微控制器ATtinyl3的統(tǒng)一管理。6、上述方案中，所述控制模塊上設(shè)有充電器接口和電池接口，所述充電器接口和 電池接口通過場效應(yīng)管Q5電連接。所述充電器接口用于插接AC充電器或者插接與太陽能板連接的太陽能充電器；所述充電器接口和電池接口通過場效應(yīng)管Q5電連接，即充電器接口和電池接口通過場效應(yīng)管Q5實施轉(zhuǎn)換，從而實現(xiàn)充電時不可以放電，放電時不可以充電的功能，以保護電池和電機壽命。7、上述方案中，所述充電器接口上插設(shè)有AC充電器或太陽能充電器。8、上述方案中，所述蓄電池與一蓄電池保護電路連接。該蓄電池保護電路預(yù)防電池在使用過程中發(fā)生的意外。該蓄電池保護電路中的電池由電池I、電池2、電池3組成。為了避免3節(jié)電池放電后容量相互間產(chǎn)生個體差異，該電路可實現(xiàn)對3節(jié)電池的分別管理，如3節(jié)電池中只有I節(jié)電量不足，由管理芯片Ul S8254可僅對該節(jié)電池實施充電，從而避免其他兩節(jié)電池異常損耗，有效地提高了電池的使用壽命。蓄電池保護電路中的CMS S14435為電池保護板的恒壓恒流管理芯片，通過該芯片，可保證電池在衡壓下充電，當電池快充滿電時轉(zhuǎn)化為恒流充電，完全充滿后切斷充電電源。蓄電池保護電路中的“C+”與“P-”接充電器，太陽能充電器或AC充電器?！癇+”與“ P-”接電機。蓄電池保護電路還設(shè)置了電池的溫度保護，R20與LM393形成溫控系統(tǒng)；當R20的溫度發(fā)生變化，則阻值將發(fā)生變化，通過LM393比較器判定電池是否過熱，當發(fā)生異常溫度時，電池保護板將主動切斷電源。電池保護板也具有低壓保護和過流保護，為電池的雙重保險，場效應(yīng)管DMS2用于當檢測到的放電電流大于預(yù)期值時切斷電源；場效應(yīng)管DMSl的作用為低壓保護，當電池電壓低于設(shè)定電壓時切斷電機電源，以避免電池被一下子用完。由于上述技術(shù)方案運用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點I、本發(fā)明的雨水泵的驅(qū)動電機采用直流無刷電機，由蓄電池供電，采用太陽能為蓄電池充電，節(jié)能環(huán)保?？捎糜谄h山區(qū)、郊外等無交流電的場合，應(yīng)用廣泛。2、本發(fā)明使用的蓄電池電壓一般為12V，電壓低，避免雨水泵在潮濕環(huán)境下或水下工作時的安全隱患，在任何情況下對人體無害，比普通交流產(chǎn)品更安全。 3、本發(fā)明的控制部分和蓄電池保護電路為蓄電池提供溫度、過電流、欠電壓、電池的不均勻放電平衡、充電的衡壓及衡流等雙重保護，使整個產(chǎn)品具有完善的自我保護功能。


圖I是本發(fā)明實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是實施例中的電壓轉(zhuǎn)換電路圖；圖3是實施例中的控制電路圖；圖4是實施例中的電機控制電路圖；圖5是實施例中編程接口的示意圖；圖6是實施例中的蓄電池保護電路圖。 其中1、太陽能電板；2、控制盒；3、水栗；4、有畜電池；5、控制系統(tǒng)。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步描述實施例如圖I 6所示，一種太陽能直流雨水泵，包括太陽能電板I、控制盒2及水泵3 ;所述水泵3為采用直流無刷電機作為動力電機的潛水泵；所述控制盒2內(nèi)設(shè)有蓄電池4和控制系統(tǒng)5 ;所述蓄電池4的充電端與太陽能電板I電連接，所述蓄電池4的放電端經(jīng)控制系統(tǒng)5與水泵3的直流無刷電機電連接。所述控制系統(tǒng)5包括一電源供電模塊、一控制模塊、一電機保護模塊以及一編程接口模塊。所述電源供電模塊用以根據(jù)一輸入電壓，產(chǎn)生一輸出電壓。如圖2所不，該電源供電模塊包括一與蓄電池電連接的電壓轉(zhuǎn)換電路，該電壓轉(zhuǎn)換電路中設(shè)有集成電路LMl 117-5V,用于將輸入的蓄電池電壓轉(zhuǎn)換成微控制器所需電壓輸出；該電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出端與所述微控制器ATtinyl3的VCC腳連接。本實施例中，所述蓄電池的電壓為12V，所以LM1117-5V的輸入電壓為12V，輸出電壓為5V。所述控制模塊耦接于所述電源供電模塊，如圖3所示，包括一控制電路，該控制電路中設(shè)有微控制器，所述微控制器上設(shè)有VCC腳、CON腳、MOSI腳、SCK腳以及RST腳，用以根據(jù)場效應(yīng)管實施轉(zhuǎn)化，實現(xiàn)充電時不可以放電，放電時不可以充電功能。所述電機保護模塊耦接于所述控制模塊，根據(jù)一場效應(yīng)管、一第一三極管及第二三極管，用以控制電機調(diào)速、欠電壓保護及過流保護。該電機保護模塊包括一與蓄電池和直流電機電連接的電機控制電路，如圖4所示，所述電機控制電路的CON腳與微控制器ATtinyl3的CON腳連接，從而此電機控制電路接受微控制器ATtinyl3的統(tǒng)一管理。該電機控制電路中還設(shè)有場效應(yīng)管Q2，用于調(diào)節(jié)所述直流電機的轉(zhuǎn)速，進而控制水泵的揚程流量。第一三極管Q1，用于所述直流電機的欠電壓保護，由所述微控制器ATtinyl3控制，當電壓低于設(shè)定電壓8. 5V時，主動切斷直流電機電源，保護電池不會過放電。第二三極管Q3，用于所述直流電機的過流保護，由所述微控制器ATtinyl3控制，當電流高于設(shè)定電流15A時，主動切斷直流電機電源，避免直流電機的異常損壞。可以預(yù)防非預(yù)期的情況，如水泵葉輪絞入石子，導(dǎo)致電機堵轉(zhuǎn)，從而瞬間產(chǎn)生電機高溫，通過電流保護措施，當出現(xiàn)類似情況，電機電流一旦超過預(yù)期，則由芯片主動切斷電源。所述編程接口模塊，耦接于所述控制模塊。該編程接口，如圖5所示，所述編程接口的MOSI腳、SCK腳、RST腳對應(yīng)地與所述微控制器ATtinyl3的MOSI腳、SCK腳、RST腳連接，從而可以根據(jù)實際情況調(diào)整及設(shè)定程序。
所述控制模塊的控制電路上設(shè)有充電器接口和電池接口，所述充電器接口和電池接口通過場效應(yīng)管Q5電連接。即充電器接口和電池接口通過場效應(yīng)管Q5實施轉(zhuǎn)換，從而實現(xiàn)充電時不可以放電，放電時不可以充電的功能，以保護電池和電機壽命。所述充電器接口用于插接與太陽能板連接的太陽能充電器，也可以根據(jù)使用情況插接AC充電器。所述蓄電池4與一蓄電池保護電路連接，預(yù)防電池在使用過程中發(fā)生的意外。。該蓄電池保護電路如圖6所示，該蓄電池保護電路中的電池由電池I、電池2、電池3組成。為了避免3節(jié)電池放電后容量相互間產(chǎn)生個體差異，該電路可實現(xiàn)對3節(jié)電池的分別管理，如3節(jié)電池中只有I節(jié)電量不足，由管理芯片Ul S8254可僅對該節(jié)電池實施充電，從而避免其他兩節(jié)電池異常損耗，有效地提高了電池的使用壽命。
蓄電池保護電路中的CMS S14435為電池保護板的恒壓恒流管理芯片，通過該芯片，可保證電池在衡壓12. 68V下充電，當電池快充滿電時轉(zhuǎn)化為恒流充電，完全充滿后切斷充電電源。蓄電池保護電路中的“C+”與“P-”接充電器，太陽能充電器或AC充電器?！癇+”與“ P-”接電機。蓄電池保護電路還設(shè)置了電池的溫度保護，R20與LM393形成溫控系統(tǒng)；當R20的溫度發(fā)生變化，則阻值將發(fā)生變化，通過LM393比較器判定電池是否過熱，當發(fā)生異常溫度時，電池保護板將主動切斷電源。電池保護板也具有低壓保護和過流保護，為電池的雙重保險，場效應(yīng)管DMS2用于當檢測到的放電電流大于預(yù)期值30A時切斷電源；場效應(yīng)管DMSl的作用為低壓保護，當電池電壓低于設(shè)定電壓9V時切斷電機電源，以避免電池被一下子用完。本發(fā)明的設(shè)定電壓、設(shè)定電流、衡壓以及電流預(yù)期值等不局限于上述組合，可以根據(jù)實際需要調(diào)整。上述實施例只為說明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術(shù)的人士能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實施，并不能以此限制本發(fā)明的保護范圍。凡根據(jù)本發(fā)明精神實質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種太陽能直流雨水泵，其特征在于包括太陽能電板(I)、控制盒(2)及水泵(3)；所述水泵(3)為采用直流無刷電機作為動カ電機的潛水泵；所述控制盒(2)內(nèi)設(shè)有蓄電池(4)和控制系統(tǒng)(5);所述蓄電池⑷的充電端與太陽能電板⑴電連接，所述蓄電池(4)的放電端經(jīng)控制系統(tǒng)(5)與水泵(3)的直流無刷電機電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的太陽能直流雨水泵，其特征在于所述控制系統(tǒng)(5)包括一電源供電模塊、ー控制模塊、一電機保護模塊以及ー編程接ロ模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的太陽能直流雨水泵，其特征在于所述電源供電模塊用以根據(jù)ー輸入電壓，產(chǎn)生ー輸出電壓。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的太陽能直流雨水泵，其特征在于所述控制模塊耦接于所述電源供電模塊，其中設(shè)有微控制器，所述微控制器上設(shè)有VCC腳、CON腳、MOSI腳、SCK腳以及RST腳，用以根據(jù)場效應(yīng)管實施轉(zhuǎn)化，實現(xiàn)充電時不可以放電，放電時不可以充電功能。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的太陽能直流雨水泵，其特征在于所述電機保護模塊耦接于所述控制模塊，根據(jù)一場效應(yīng)管、一第一三極管及第二三極管，用以控制電機調(diào)速、欠電壓保護及過流保護。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的太陽能直流雨水泵，其特征在于所述編程接ロ模塊，耦接于所述控制模塊。
7.根據(jù)權(quán)利要求2或4所述的太陽能直流雨水泵，其特征在于所述控制模塊上設(shè)有充電器接口和電池接ロ，所述充電器接口和電池接ロ通過場效應(yīng)管(Q5)電連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的太陽能直流雨水泵，其特征在于所述充電器接口上插設(shè)有AC充電器或太陽能充電器。
9.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的太陽能直流雨水泵，其特征在于所述蓄電池(4)與一蓄電池保護電路連接。
全文摘要
一種太陽能直流雨水泵，包括太陽能電板、控制盒及水泵；所述水泵為采用直流無刷電機作為動力電機的潛水泵；所述控制盒內(nèi)設(shè)有蓄電池和控制系統(tǒng)；所述蓄電池的充電端與太陽能電板電連接，所述蓄電池的放電端經(jīng)控制系統(tǒng)與水泵的直流無刷電機電連接。本發(fā)明的雨水泵的驅(qū)動電機采用直流電機，由太陽能電板向蓄電池供電，可用于偏遠山區(qū)、郊外等無交流電的場合，應(yīng)用廣泛。本發(fā)明使用的蓄電池電壓一般為12V，電壓低，避免雨水泵在潮濕環(huán)境下或水下工作時的安全隱患，在任何情況下對人體無害，比普通交流產(chǎn)品更安全。
文檔編號H02N6/00GK102628434SQ20121011611
公開日2012年8月8日 申請日期2012年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月19日
發(fā)明者姜俊 申請人:蘇州沃達園林機械有限公司