本發(fā)明涉及照明裝置,特別涉及一種利用微光發(fā)電并將電能收集起來以照明的裝置。
背景技術(shù):
隨著人們節(jié)能環(huán)保觀念的增強(qiáng),很多照明設(shè)備不再采用市電供電,而是采用潔凈易于獲取的太陽能供電,同時(shí),也不再使用白熾燈作為光源,而是使用節(jié)能、使用壽命長(zhǎng)的led。目前很多公交站臺(tái)使用發(fā)光二極管將其點(diǎn)亮,夜里可為等待公交車的行人照明,發(fā)光二極管由太陽能板供電。
現(xiàn)有技術(shù)中,名稱為“一種led太陽能照明裝置”的中國(guó)發(fā)明專利,申請(qǐng)日為2010.03.12,申請(qǐng)?zhí)枮?01010126749.2,授權(quán)公告日為2011.11.02,授權(quán)公告號(hào)為cn101776241b,其結(jié)構(gòu)具體的為,包括太陽能板、充電開干、電池、供電開關(guān)、逆變器、led、充電比較器和供電比較器,太陽能板、充電開關(guān)、電池、供電開關(guān)、逆變器和led依次連接,充電比較器的兩個(gè)輸入端分別連接太陽能板的正極和電池的正極,輸出端連接至充電開關(guān),供電比較器采用遲滯比較器,其輸入端分別連接太陽能板的負(fù)極和電池的負(fù)極,比較二者的負(fù)極電位差后將結(jié)果送入mcu,mcu根據(jù)比較結(jié)果控制供電開關(guān)的通斷;此設(shè)計(jì)中,電池對(duì)led的供電控制采用遲滯比較器,遲滯比較器的兩個(gè)輸入端分別采樣太陽能板的負(fù)極電位和電池的負(fù)極電位,并比較二者的電位差,若太陽能板的負(fù)極采樣電位高于電池的負(fù)極采樣電位,則說明是白天,mcu控制供電開關(guān)斷開,電池不對(duì)led供電;當(dāng)太陽能板的負(fù)極采樣電位低于電池的負(fù)極采樣電位時(shí),遲滯比較器輸出低電平,作用于mcu,控制供電開關(guān)閉合,電池為led供電;此電路結(jié)構(gòu)只能判斷出白天和黑夜,無法對(duì)電池電量進(jìn)行合理分配,無法以最大功率給電池充電,電池的充電效率低,太陽光光線不好時(shí)電池很難充滿電,無法合理分配電池電量,led被點(diǎn)亮的時(shí)間短;另外,當(dāng)判斷出為黑夜時(shí),無論太陽能板中是否存在剩余電量,太陽能板都無法對(duì)電池進(jìn)行充電,或者說太陽能板的剩余電量無法再利用,造成能源的浪費(fèi)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明提供一種微光發(fā)電收集照明裝置,解決現(xiàn)有技術(shù)中充電效率不高及電池電量無法合理分配的技術(shù)問題,本發(fā)明的充電效率高,電池電量的分配可控,保證不影響led照明的前提下,保證led足夠長(zhǎng)的點(diǎn)亮?xí)r間,充分利用太陽能板的電量,不浪費(fèi)能源。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:一種微光發(fā)電收集照明裝置,包括太陽能板pv、主控芯片ic1、充電電路、led驅(qū)動(dòng)電路、led顯示屏驅(qū)動(dòng)電路和電源電路,所述太陽能板pv經(jīng)過充電電路給蓄電池bt充電,所述主控芯片ic1控制蓄電池bt的充電狀態(tài),主控芯片ic1控制led驅(qū)動(dòng)電路中若干個(gè)發(fā)光二極管的亮度,主控芯片ic1分配太陽能板pv和蓄電池bt的電量后給led顯示屏驅(qū)動(dòng)電路上的led顯示屏供電,所述電源電路給主控芯片ic1供電。
本發(fā)明工作時(shí),太陽能板pv經(jīng)過充電電路給蓄電池bt充電,主控芯片控制充電電路給蓄電池bt充電的狀態(tài),提高蓄電池bt的充電效率,給蓄電池bt充電時(shí)更加安全,通過主控芯片控制led驅(qū)動(dòng)電路中發(fā)光二極管的亮度,在不影響照明的前提下,保證發(fā)光二極管被點(diǎn)亮的時(shí)間;通過分配太陽能板pv和電池的電量給led顯示屏供電,充分利用太陽能板pv的電量,不造成能源的浪費(fèi),同時(shí),減少電池給led顯示屏的供電量,延長(zhǎng)led顯示屏和發(fā)光二極管被點(diǎn)亮的時(shí)間;可應(yīng)用于公交站臺(tái)等公共設(shè)施的照明工作中。
為了進(jìn)一步提高蓄電池bt的充電效率,所述充電電路包括肖特基二極管dp1,所述太陽能板pv與肖特基二極管dp1的正極連接,肖特基二極管dp1的負(fù)極分別連接二極管d2的負(fù)極、電阻r3一端、p溝道場(chǎng)效應(yīng)管qp1的源極和p溝道場(chǎng)效應(yīng)管qp2的源極,二極管d2的正極、電阻r3另一端、p溝道場(chǎng)效應(yīng)管qp1的柵極和p溝道場(chǎng)效應(yīng)管qp2的柵極連接在一起,p溝道場(chǎng)效應(yīng)管qp1的漏極分別連接肖特基二極管dp32的負(fù)極和電感l(wèi)31一端,肖特基二極管dp32的正極接地,電感l(wèi)31一端還連接p溝道場(chǎng)效應(yīng)管qp2的漏極,電感l(wèi)31另一端連接蓄電池bt的正極,p溝道場(chǎng)效應(yīng)管qp1的柵極連接電阻r4一端,電阻r4另一端連接晶體管q2的集電極,晶體管q2的發(fā)射極接地,晶體管q2的基極連接電阻r16一端,電阻r16另一端連接主控芯片ic1的p26端口,主控芯片ic1的p26端口為pwm的輸出口;蓄電池bt的正極連接用來檢測(cè)蓄電池bt電壓的電壓檢測(cè)電路,蓄電池bt的負(fù)極連接用來檢測(cè)充電電流的電流檢測(cè)電路,所述太陽能板pv上連接有用來檢測(cè)太陽能板pv電壓的太陽能板電壓檢測(cè)電路,主控芯片ic1根據(jù)檢測(cè)到的充電電流和太陽能板pv電壓控制p26端口輸出的pwm的占空比,以最大功率給蓄電池bt充電,根據(jù)檢測(cè)到的蓄電池bt電壓切換蓄電池bt的充電狀態(tài);此設(shè)計(jì)中,第一階段充電,采樣蓄電池bt的充電電流并實(shí)時(shí)將充電電流傳送給主控芯片ic1,通過太陽板電壓檢測(cè)電路檢測(cè)太陽能板pv的電壓,主控芯片ic1根據(jù)檢測(cè)到的太陽能板pv電壓調(diào)節(jié)p26端口輸出的脈波占空比,以調(diào)節(jié)充電電流,以最大功率給蓄電池bt恒流充電,提高充電效率;當(dāng)檢測(cè)到的蓄電池bt的電壓達(dá)到設(shè)定值時(shí),進(jìn)入第二階段充電,主控芯片ic1重新調(diào)節(jié)p26端口輸出的脈沖占空比,場(chǎng)效應(yīng)管qp1、qp2、肖特基二極管dp32、電感l(wèi)31同時(shí)構(gòu)成buck型降壓斬波電路,給蓄電池bt穩(wěn)壓充電,使蓄電池bt保持在浮充狀態(tài),可防止電池過充電,保護(hù)蓄電池bt。
為了檢測(cè)蓄電池bt的充電電流、蓄電池bt的電壓和太陽能板pv的電壓,所述電流檢測(cè)電路包括電阻r30,蓄電池bt的負(fù)極分別連接電阻r30一端和電阻r31一端,電阻r30另一端接地,電阻r31另一端分別連接二極管d31的負(fù)極、電容c31一端和主控芯片ic1的p12端口,二極管d31的正極和電容c31另一端均接地;所述電壓檢測(cè)電路包括電阻r5,所述蓄電池bt的正極分別連接電阻r5一端和極性電容c2的正極,電阻r5另一端連接電阻r6一端,電阻r6另一端和極性電容c2的負(fù)極均接地,電阻r5另一端還與主控芯片ic1的p10端口連接,p10端口為模數(shù)轉(zhuǎn)換口。
為了點(diǎn)亮發(fā)光二極管一并提高發(fā)光二極管一亮度的可控性,所述led驅(qū)動(dòng)電路包括若干串接在一起的發(fā)光二極管一,串接在一起的發(fā)光二極管一的頭部和尾部分別為發(fā)光二極管一led1和發(fā)光二極管一ledn,n為串接在一起的發(fā)光二極管一的個(gè)數(shù),所述蓄電池bt的正極連接肖特基二極管dp2的正極,肖特基二極管dp2的負(fù)極連接發(fā)光二極管一led1的正極,發(fā)光二極管一ledn的負(fù)極連接電感l(wèi)2一端,電感l(wèi)2另一端連接n溝道場(chǎng)效應(yīng)管q6的漏極,場(chǎng)效應(yīng)管q6的柵極連接電阻r11一端,場(chǎng)效應(yīng)管q6的源極分別連接電阻r22一端和二極管d10的正極,二極管d10的負(fù)極連接電阻r21一端,電阻r21另一端和電阻r22另一端均接地,電阻r11另一端分別連接晶體管q5的發(fā)射極和晶體管q4的發(fā)射極,晶體管q4的集電極分別連接電源vcc1和電阻r9一端,電阻r9另一端分別連接晶體管q4的基極和晶體管q5的基極,晶體管q5的基極連接晶體管q3的集電極,晶體管q3的基極經(jīng)電阻r7連接主控芯片ic1的p25端口,p25端口為pwm輸出口,晶體管q3的發(fā)射極和晶體管q5的集電極均接地,所述晶體管q5為pnp型晶體管,晶體管q3和晶體管q4為npn型晶體管;此設(shè)計(jì)中,主控芯片ic1控制p25端口輸出的pwm的占空比,當(dāng)晶體管q3的基極電位越高,晶體管q3的集電極處的電壓越高,晶體管q5的基極上的電壓與晶體管q3的集電極上的電壓相同,則晶體管q5的發(fā)射極的電壓越高,即電阻r11的電壓越高,n溝道場(chǎng)效應(yīng)管q6的漏極電流越大,此時(shí)串接在一起發(fā)光二極管一越亮;反之,發(fā)光二極管一的亮度越暗;當(dāng)主控芯片ic1的p25端口輸出低電位,晶體管q3截止,則晶體管q5被截止,場(chǎng)效應(yīng)管q6的漏極無電流經(jīng)過,發(fā)光二極管一不亮。
為了點(diǎn)亮發(fā)光二極管一并提高發(fā)光二極管一亮度的可控性,所述led驅(qū)動(dòng)電路還包括串接在一起的發(fā)光二極管二,串接在一起的發(fā)光二極管二的頭部和尾部分別為發(fā)光二極管二led1’和發(fā)光二極管二ledk’,發(fā)光二極管一led1的正極連接發(fā)光二極管二led1’的正極,發(fā)光二極管二ledk’的負(fù)極連接電感l(wèi)3一端,電感l(wèi)3另一端連接n溝道場(chǎng)效應(yīng)管q7的漏極,n溝道場(chǎng)效應(yīng)管q7的源極分別連接電阻r23一端和二極管d11的正極,二極管d11的負(fù)極連接電阻r21一端,電阻r23另一端接地,n溝道場(chǎng)效應(yīng)管q7的柵極連接電阻r10一端,電阻r10另一端連接晶體管q4的發(fā)射極;此設(shè)計(jì)中,發(fā)光二極管二的點(diǎn)亮和亮度調(diào)節(jié)原理跟發(fā)光二極管一的相同。
為了加大容性電流,所述肖特基二極管dp2的兩端并聯(lián)有肖特基二極管dp2’;為了保護(hù)發(fā)光二極管一和發(fā)光二極管二,所述電感l(wèi)2一端連接二極管d8的正極,二極管d8的負(fù)極分別連接發(fā)光二極管led1和led1’的正極,電感l(wèi)2另一端連接二極管d6的正極,電感l(wèi)3另一端連接二極管d7的正極,二極管d7和二極管d6的負(fù)極均與二極管d8的負(fù)極連接;此設(shè)計(jì)中,經(jīng)過發(fā)光二極管一和發(fā)光二極管二的電壓反擊時(shí),反擊電壓經(jīng)過二極管d6、d7和d8,保護(hù)發(fā)光二極管一和發(fā)光二極管二。
為了檢測(cè)發(fā)光二極管一和發(fā)光二極管二上的電流,所述二極管d11的負(fù)極分別連接電容c5一端和電阻r24一端,電容c5一端還與主控芯片ic1的p13端口連接,電阻r24另一端連接晶體管q10的基極,晶體管q10的集電極連接晶體管q5的基極,晶體管q10的發(fā)射極和電容c5另一端均接地,晶體管q10為npn型晶體管;此設(shè)計(jì)中,通過檢測(cè)場(chǎng)效應(yīng)管q6的源極電流和場(chǎng)效應(yīng)管q7的源極電流之和,即流過發(fā)光二極管一和發(fā)光二極管二的電流之和,主控芯片ic1根據(jù)檢測(cè)的電流大小控制p25端口輸出的pwm的占空比,保證流過發(fā)光二極管一和發(fā)光二極管二的電流不過流,避免發(fā)光二極管一和發(fā)光二極管二的損壞。
為了提高電能分配的可控性,所述led顯示屏電路包括晶體管q11,所述蓄電池bt的正極連接晶體管q11的發(fā)射極,晶體管q11的集電極連接port端口,port端口用來連接led顯示屏,晶體管q11的基極連接晶體管q12的集電極,晶體管q12的基極經(jīng)過電阻r25連接主控芯片ic1的p24端口,晶體管q12的發(fā)射極接地;所述晶體管q11的集電極還連接晶體管q13的集電極,所述太陽能板pv連接晶體管q13的發(fā)射極,晶體管q13的基極連接晶體管q14的集電極,所述晶體管q14的發(fā)射極接地,晶體管q14的基極經(jīng)過電阻r26連接主控芯片ic1的p23端口;所述晶體管q11和晶體管q13均為pnp型晶體管,晶體管q12和晶體管q14均為npn型晶體管;此設(shè)計(jì)中,主控芯片ic1根據(jù)檢測(cè)到的充電電流、蓄電池bt的電壓和太陽能板pv電壓分配太陽能板pv的電能,通過主控芯片ic1的p23和p24端口的電位大小,實(shí)現(xiàn)太陽能板pv和蓄電池bt的電能分配,檢測(cè)到電池充電結(jié)束時(shí),太陽能板pv停止對(duì)蓄電池bt的充電工作,此時(shí),太陽能板pv和蓄電池bt給led顯示屏供電,點(diǎn)亮led顯示屏,充分利用太陽能板pv的能量,避免能量的浪費(fèi),同時(shí),節(jié)約蓄電池bt儲(chǔ)存的電能,在確保led顯示屏、發(fā)光二極管一和發(fā)光二極管二照明的前提下,保證led顯示屏、發(fā)光二極管一和發(fā)光二極管二被點(diǎn)亮的時(shí)間。
為了給主控芯片供電,所述電源電路包括電源轉(zhuǎn)換電路一和電源轉(zhuǎn)換電路二,所述電源轉(zhuǎn)換電路一包括電阻r15,所述肖特基二極管dp2的負(fù)極連接電阻r15一端,電阻r15另一端分別連接極性電容c7的正極和電源轉(zhuǎn)換芯片ic2的輸入端口vin,電源轉(zhuǎn)換芯片ic2的輸出端口sw分別連接二極管dp3的負(fù)極和電感l(wèi)1一端,電感l(wèi)1另一端分別連接極性電容c2的正極和電阻r14一端,電阻r14另一端分別連接電源轉(zhuǎn)換芯片ic2的反饋端口fb和電阻r13一端,二極管dp3的正極、極性電容c2的負(fù)極和電阻r13另一端均接地,電感l(wèi)1另一端為電源vcc1的輸出口,電源轉(zhuǎn)換芯片ic2的電源地端口gnd接地;所述電源轉(zhuǎn)換電路二包括電源轉(zhuǎn)換芯片ic3,電源vcc1連接電源轉(zhuǎn)換芯片ic3的輸入端口vin1,電源轉(zhuǎn)換芯片ic3的輸出端口vout連接主控芯片ic1的供電端口vcc,電源轉(zhuǎn)換芯片ic3的輸出端口vout輸出電源vcc2,電源轉(zhuǎn)換芯片ic3的輸出端口vout與主控芯片ic1連接的線路上還分別連接極性電容c4的正極和電容c5一端,極性電容c4的負(fù)極和電容c5另一端均接地,電源轉(zhuǎn)換芯片ic3的電源地端口gnd接地;所述電源轉(zhuǎn)換芯片ic2是型號(hào)為xl7015的降壓芯片,電源轉(zhuǎn)換芯片ic3是型號(hào)為78l05的穩(wěn)壓芯片;此設(shè)計(jì)可提高供電的穩(wěn)定性。
為了自動(dòng)喚醒主控芯片ic1的工作狀態(tài),還包括喚醒電路,所述喚醒電路包括電阻r15,主控芯片ic1的p11端口連接電阻r15一端,電阻r5另一端連接晶體管q9的基極,晶體管q9的集電極經(jīng)過電阻r18連接給喚醒電路供電的電源vcc2,晶體管q9的集電極還連接主控芯片ic1的p33端口,晶體管q9的發(fā)射極接地,主控芯片ic1的p33端口為外部中斷口;此設(shè)計(jì)中,本發(fā)明通過時(shí)控來點(diǎn)亮led顯示屏、發(fā)光二極管一和發(fā)光二極管二,具體的為,從開始進(jìn)入黑夜時(shí),主控芯片ic1控制led顯示屏、發(fā)光二極管一和發(fā)光二極管二被點(diǎn)亮一段時(shí)間,進(jìn)入深夜時(shí),主控芯片ic1控制led顯示屏、發(fā)光二極管一和發(fā)光二極管二熄滅,同時(shí),主控芯片ic1進(jìn)入睡眠狀態(tài),整個(gè)裝置均進(jìn)入睡眠狀態(tài),降低功耗;白天,太陽能板pv收集光線的能量,當(dāng)太陽能板pv的電壓高到足夠?qū)ňw管q9時(shí),太陽能板pv的電壓信號(hào)發(fā)送給主控芯片ic1的p33端口,觸發(fā)主控芯片ic1開始工作,自動(dòng)喚醒整個(gè)裝置的工作。
附圖說明
圖1為本發(fā)明的總體電路結(jié)構(gòu)圖。
圖2為本發(fā)明中充電電路的結(jié)構(gòu)圖。
圖3為本發(fā)明中l(wèi)ed驅(qū)動(dòng)電路的結(jié)構(gòu)圖。
圖4為本發(fā)明中電流檢測(cè)電路和電壓檢測(cè)電路的結(jié)構(gòu)圖。
圖5為本發(fā)明中l(wèi)ed顯示屏電路的結(jié)構(gòu)圖。
圖6為本發(fā)明中太陽能板電壓檢測(cè)電路和喚醒電路的結(jié)構(gòu)圖。
圖7為本發(fā)明中電源轉(zhuǎn)換電路一的結(jié)構(gòu)圖。
圖8為本發(fā)明中電源轉(zhuǎn)換電路二的結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
如圖1~8所示的一種微光發(fā)電收集照明裝置,包括太陽能板pv、主控芯片ic1、充電電路、led驅(qū)動(dòng)電路、led顯示屏驅(qū)動(dòng)電路和電源電路,太陽能板pv經(jīng)過充電電路給蓄電池bt充電,主控芯片ic1控制蓄電池bt的充電狀態(tài),主控芯片ic1控制led驅(qū)動(dòng)電路中若干個(gè)發(fā)光二極管的亮度,主控芯片ic1分配太陽能板pv和蓄電池bt的電量后給led顯示屏驅(qū)動(dòng)電路上的led顯示屏供電,電源電路給主控芯片ic1供電;
為了進(jìn)一步提高蓄電池bt的充電效率,充電電路包括肖特基二極管dp1,太陽能板pv與肖特基二極管dp1的正極連接,肖特基二極管dp1的負(fù)極分別連接二極管d2的負(fù)極、電阻r3一端、p溝道場(chǎng)效應(yīng)管qp1的源極和p溝道場(chǎng)效應(yīng)管qp2的源極,二極管d2的正極、電阻r3另一端、p溝道場(chǎng)效應(yīng)管qp1的柵極和p溝道場(chǎng)效應(yīng)管qp2的柵極連接在一起,p溝道場(chǎng)效應(yīng)管qp1的漏極分別連接肖特基二極管dp32的負(fù)極和電感l(wèi)31一端,肖特基二極管dp32的正極接地,電感l(wèi)31一端還連接p溝道場(chǎng)效應(yīng)管qp2的漏極,電感l(wèi)31另一端連接蓄電池bt的正極,p溝道場(chǎng)效應(yīng)管qp1的柵極連接電阻r4一端,電阻r4另一端連接晶體管q2的集電極,晶體管q2的發(fā)射極接地,晶體管q2的基極連接電阻r16一端,電阻r16另一端連接主控芯片ic1的p26端口,主控芯片ic1的p26端口為pwm的輸出口;蓄電池bt的正極連接用來檢測(cè)蓄電池bt電壓的電壓檢測(cè)電路,蓄電池bt的負(fù)極連接用來檢測(cè)充電電流的電流檢測(cè)電路,太陽能板pv上連接有用來檢測(cè)太陽能板pv電壓的太陽能板電壓檢測(cè)電路,主控芯片ic1根據(jù)檢測(cè)到的充電電流和太陽能板pv電壓控制p26端口輸出的pwm的占空比,以最大功率給蓄電池bt充電,根據(jù)檢測(cè)到的蓄電池bt電壓切換蓄電池bt的充電狀態(tài);
為了檢測(cè)蓄電池bt的充電電流、蓄電池bt的電壓和太陽能板pv的電壓,電流檢測(cè)電路包括電阻r30,蓄電池bt的負(fù)極分別連接電阻r30一端和電阻r31一端,電阻r30另一端接地,電阻r31另一端分別連接二極管d31的負(fù)極、電容c31一端和主控芯片ic1的p12端口,二極管d31的正極和電容c31另一端均接地;電壓檢測(cè)電路包括電阻r5,所述蓄電池bt的正極分別連接電阻r5一端和極性電容c2的正極,電阻r5另一端連接電阻r6一端,電阻r6另一端和極性電容c2的負(fù)極均接地,電阻r5另一端還與主控芯片ic1的p10端口連接,p10端口為模數(shù)轉(zhuǎn)換口;
為了點(diǎn)亮發(fā)光二極管一并提高發(fā)光二極管一亮度的可控性,led驅(qū)動(dòng)電路包括若干串接在一起的發(fā)光二極管一,串接在一起的發(fā)光二極管一的頭部和尾部分別為發(fā)光二極管一led1和發(fā)光二極管一ledn,n為串接在一起的發(fā)光二極管一的個(gè)數(shù),蓄電池bt的正極連接肖特基二極管dp2的正極,肖特基二極管dp2的負(fù)極連接發(fā)光二極管一led1的正極,發(fā)光二極管一ledn的負(fù)極連接電感l(wèi)2一端,電感l(wèi)2另一端連接n溝道場(chǎng)效應(yīng)管q6的漏極,場(chǎng)效應(yīng)管q6的柵極連接電阻r11一端,場(chǎng)效應(yīng)管q6的源極分別連接電阻r22一端和二極管d10的正極,二極管d10的負(fù)極連接電阻r21一端,電阻r21另一端和電阻r22另一端均接地,電阻r11另一端分別連接晶體管q5的發(fā)射極和晶體管q4的發(fā)射極,晶體管q4的集電極分別連接電源vcc1和電阻r9一端,電阻r9另一端分別連接晶體管q4的基極和晶體管q5的基極,晶體管q5的基極連接晶體管q3的集電極,晶體管q3的基極經(jīng)電阻r7連接主控芯片ic1的p25端口,p25端口為pwm輸出口,晶體管q3的發(fā)射極和晶體管q5的集電極均接地,晶體管q5為pnp型晶體管,晶體管q3和晶體管q4為npn型晶體管;
為了點(diǎn)亮發(fā)光二極管一并提高發(fā)光二極管一亮度的可控性,led驅(qū)動(dòng)電路還包括串接在一起的發(fā)光二極管二,串接在一起的發(fā)光二極管二的頭部和尾部分別為發(fā)光二極管二led1’和發(fā)光二極管二ledk’,發(fā)光二極管一led1的正極連接發(fā)光二極管二led1’的正極,發(fā)光二極管二ledk’的負(fù)極連接電感l(wèi)3一端,電感l(wèi)3另一端連接n溝道場(chǎng)效應(yīng)管q7的漏極,n溝道場(chǎng)效應(yīng)管q7的源極分別連接電阻r23一端和二極管d11的正極,二極管d11的負(fù)極連接電阻r21一端,電阻r23另一端接地,n溝道場(chǎng)效應(yīng)管q7的柵極連接電阻r10一端,電阻r10另一端連接晶體管q4的發(fā)射極;
需要具體說明的是,串接在一起的發(fā)光二極管一分別為led1、led2、led3·······ledn,發(fā)光二極管一led1的負(fù)極與發(fā)光二極管一led2的正極連接,發(fā)光二極管一led2的負(fù)極與發(fā)光二極管一led3的正極連接,依次類推,led(n-1)的負(fù)極與ledn的正極連接,總共有n個(gè)發(fā)光二極管一串接在一起;串接在一起的發(fā)光二極管二與串接在一起的發(fā)光二極管一的連接原理相同,在此不再贅述;
為了加大容性電流,肖特基二極管dp2的兩端并聯(lián)有肖特基二極管dp2’;為了保護(hù)發(fā)光二極管一和發(fā)光二極管二,電感l(wèi)2一端連接二極管d8的正極,二極管d8的負(fù)極分別連接發(fā)光二極管led1和led1’的正極,電感l(wèi)2另一端連接二極管d6的正極,電感l(wèi)3另一端連接二極管d7的正極,二極管d7和二極管d6的負(fù)極均與二極管d8的負(fù)極連接;
為了檢測(cè)發(fā)光二極管一和發(fā)光二極管二上的電流,二極管d11的負(fù)極分別連接電容c5一端和電阻r24一端,電容c5一端還與主控芯片ic1的p13端口連接,電阻r24另一端連接晶體管q10的基極,晶體管q10的集電極連接晶體管q5的基極,晶體管q10的發(fā)射極和電容c5另一端均接地,晶體管q10為npn型晶體管;
為了提高電能分配的可控性,led顯示屏電路包括晶體管q11,蓄電池bt的正極連接晶體管q11的發(fā)射極,晶體管q11的集電極連接port端口,port端口用來連接led顯示屏,晶體管q11的基極連接晶體管q12的集電極,晶體管q12的基極經(jīng)過電阻r25連接主控芯片ic1的p24端口,晶體管q12的發(fā)射極接地;晶體管q11的集電極還連接晶體管q13的集電極,太陽能板pv連接晶體管q13的發(fā)射極,晶體管q13的基極連接晶體管q14的集電極,晶體管q14的發(fā)射極接地,晶體管q14的基極經(jīng)過電阻r26連接主控芯片ic1的p23端口;晶體管q11和晶體管q13均為pnp型晶體管,晶體管q12和晶體管q14均為npn型晶體管;
為了給主控芯片供電,電源電路包括電源轉(zhuǎn)換電路一和電源轉(zhuǎn)換電路二,電源轉(zhuǎn)換電路一包括電阻r15,肖特基二極管dp2的負(fù)極連接電阻r15一端,電阻r15另一端分別連接極性電容c7的正極和電源轉(zhuǎn)換芯片ic2的輸入端口vin,電源轉(zhuǎn)換芯片ic2的輸出端口sw分別連接二極管dp3的負(fù)極和電感l(wèi)1一端,電感l(wèi)1另一端分別連接極性電容c2的正極和電阻r14一端,電阻r14另一端分別連接電源轉(zhuǎn)換芯片ic2的反饋端口fb和電阻r13一端,二極管dp3的正極、極性電容c2的負(fù)極和電阻r13另一端均接地,電感l(wèi)1另一端為電源vcc1的輸出口,電源轉(zhuǎn)換芯片ic2的電源地端口gnd接地;電源轉(zhuǎn)換電路二包括電源轉(zhuǎn)換芯片ic3,電源vcc1連接電源轉(zhuǎn)換芯片ic3的輸入端口vin1,電源轉(zhuǎn)換芯片ic3的輸出端口vout連接主控芯片ic1的供電端口vcc,電源轉(zhuǎn)換芯片ic3的輸出端口vout輸出電源vcc2,電源轉(zhuǎn)換芯片ic3的輸出端口vout與主控芯片ic1連接的線路上還分別連接極性電容c4的正極和電容c5一端,極性電容c4的負(fù)極和電容c5另一端均接地,電源轉(zhuǎn)換芯片ic3的電源地端口gnd接地;電源轉(zhuǎn)換芯片ic2是型號(hào)為xl7015的降壓芯片,電源轉(zhuǎn)換芯片ic3是型號(hào)為78l05的穩(wěn)壓芯片;
為了自動(dòng)喚醒主控芯片ic1的睡眠狀態(tài),還包括喚醒電路,喚醒電路包括電阻r15,主控芯片ic1的p11端口連接電阻r15一端,電阻r5另一端連接晶體管q9的基極,晶體管q9的集電極經(jīng)過電阻r18連接給喚醒電路供電的電源vcc2,晶體管q9的集電極還連接主控芯片ic1的p33端口,晶體管q9的發(fā)射極接地,主控芯片ic1的p33端口為外部中斷口。
本發(fā)明工作時(shí),太陽能板pv經(jīng)過充電電路給蓄電池bt充電,通過二階段充電法給蓄電池bt充電,具體的為,第一階段為恒流充電,r31端采樣充電電流并實(shí)時(shí)將充電電流傳送給主控芯片ic1,檢測(cè)電阻r3上的電壓,電阻r3上的電壓與太陽能板pv的電壓成線性比,計(jì)算出太陽能板pv的電壓,主控芯片ic1根據(jù)太陽能板pv的電壓調(diào)節(jié)p26端口輸出的脈波占空比,以調(diào)節(jié)充電電流,以最大功率給蓄電池bt恒流充電,提高充電效率;電壓檢測(cè)電路檢測(cè)電阻r6上的電壓,蓄電池bt的電壓與電阻r6的電壓呈線性比,可計(jì)算出蓄電池bt的電壓,當(dāng)蓄電池bt電壓達(dá)到設(shè)定值時(shí),進(jìn)入第二階段充電,主控芯片ic1重新調(diào)節(jié)p26端口輸出的脈沖占空比,場(chǎng)效應(yīng)管qp1、qp2、肖特基二極管dp32、電感l(wèi)31同時(shí)構(gòu)成buck型降壓斬波電路,給蓄電池bt穩(wěn)壓充電,使蓄電池bt保持在浮充狀態(tài),可防止電池過充電,保護(hù)蓄電池bt;同時(shí),根據(jù)檢測(cè)到的太陽能板pv的電壓可判斷出是白天還是黑夜,白天,主控芯片ic1控制p24、p23和p25端口輸出低電位,使得led顯示屏驅(qū)動(dòng)電路中的晶體管q12、晶體管q11、晶體管q14、晶體管q13均處于截止?fàn)顟B(tài),led顯示屏不被點(diǎn)亮,led驅(qū)動(dòng)電路中的晶體管q3的基極為低電位,晶體管q3截止,則晶體管q5和q4均處于截止?fàn)顟B(tài),場(chǎng)效應(yīng)管q6的柵極上無電壓,場(chǎng)效應(yīng)管q6的源極和漏極內(nèi)無電流流過,串接在一起的各個(gè)發(fā)光二極管一和串接在一起的各個(gè)發(fā)光二極管二均不亮;當(dāng)?shù)搅送砩蠒r(shí),太陽能板pv的電壓很小,主控芯片ic1控制p24和p23端口的輸出電位,蓄電池bt和太陽能板pv同時(shí)給led顯示屏供電,點(diǎn)亮led顯示屏;控制p25端口輸出的pwm的占空比,當(dāng)晶體管q3的基極電位越高,晶體管q3的集電極處的電壓越高,晶體管q5的基極上的電壓與晶體管q3的集電極上的電壓相同,則晶體管q5的發(fā)射極的電壓越高,即電阻r11的電壓越高,n溝道場(chǎng)效應(yīng)管q6的漏極電流越大,此時(shí)串接在一起發(fā)光二極管一越亮;反之,發(fā)光二極管一的亮度越暗;發(fā)光二極管二的點(diǎn)亮和亮度調(diào)節(jié)原理跟發(fā)光二極管一的相同;檢測(cè)蓄電池bt的電壓,主控芯片ic1根據(jù)蓄電池bt的電量控制p24端口、p23端口和p25端口的輸出電位,以合理分配蓄電池bt的電量,保證led顯示屏、發(fā)光二極管一和發(fā)光二極管二的照明的前提下,延長(zhǎng)蓄電池bt點(diǎn)亮led顯示屏、發(fā)光二極管一和發(fā)光二極管二的時(shí)間,當(dāng)led顯示屏、發(fā)光二極管一和發(fā)光二極管二被點(diǎn)亮的時(shí)間達(dá)到主控芯片ic1內(nèi)設(shè)定的時(shí)間極限值時(shí),主控芯片ic1控制led顯示屏、發(fā)光二極管一和發(fā)光二極管二熄滅,隨后,主控芯片ic1進(jìn)入睡眠狀態(tài),使得整個(gè)裝置處于睡眠狀態(tài),大大降低功耗;第二天白天,太陽能板pv的電壓逐漸升高,當(dāng)太陽能板pv的電能依次經(jīng)過電阻r2、電阻r15至晶體管q9時(shí),太陽能板pv的電壓上升到足夠?qū)ňw管q9時(shí),主控芯片ic1的p33端口接收到此觸發(fā)信號(hào),主控芯片ic1被喚醒,不再處于睡眠狀態(tài),主控芯片ic1開始工作;本發(fā)明通過太陽能板pv的電壓檢測(cè)和蓄電池的bt充電電流檢測(cè)相結(jié)合,主控芯片ic1控制p26端口輸出的pwm的占空比,使得恒流充電時(shí)始終以最大功率給蓄電池bt充電,提高充電效率,恒流充電結(jié)束進(jìn)入恒壓充電,使蓄電池bt進(jìn)入浮充狀態(tài),防止蓄電池bt由于過充而損壞;實(shí)時(shí)檢測(cè)蓄電池bt的電壓,本裝置自動(dòng)分配電池電量給led顯示屏、發(fā)光二極管一和發(fā)光二極管二,確保led顯示屏、發(fā)光二極管一和發(fā)光二極管二能照明的前提下,保證其被點(diǎn)亮的時(shí)間;蓄電池bt充電結(jié)束,太陽能板bt不需要對(duì)蓄電池bt再充電,利用太陽能板pv中的剩余電能對(duì)led顯示屏供電,減小蓄電池bt給led顯示屏供電的負(fù)擔(dān),節(jié)約電能,延長(zhǎng)蓄電池bt的使用時(shí)間;led顯示屏、發(fā)光二極管一和發(fā)光二極管二達(dá)到設(shè)定的點(diǎn)亮?xí)r間時(shí),主控芯片ic1進(jìn)入睡眠狀態(tài),整個(gè)裝置隨其進(jìn)入睡眠狀態(tài),太陽能板pv的電壓升到足夠?qū)ňw管q9時(shí),主控芯片ic1被喚醒,繼續(xù)工作,可降低功耗,延長(zhǎng)使用壽命;可使用于公交站臺(tái)等公共設(shè)施的照明和廣告宣傳的工作中。
不局限于上述實(shí)施例,在本發(fā)明公開的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上,本領(lǐng)域的技術(shù)人員根據(jù)所公開的技術(shù)內(nèi)容,不需要?jiǎng)?chuàng)造性的勞動(dòng)就可以對(duì)其中的一些技術(shù)特征作出一些替換和變形,這些替換和變形均在發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。