專利名稱：一種多時段pwm調(diào)光的led太陽能控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及太陽能和LED照明領(lǐng)域，具體地說是一種多時段PWM調(diào)光的LED 太陽能控制器。
背景技術(shù)：
目前，隨著太陽能應用的廣泛深入，其在LED路燈上的應用也越來越多。LED路燈優(yōu)勢在于節(jié)能，其最大特點是可以調(diào)光和調(diào)節(jié)功率。尤其在太陽能供電的情況下，在發(fā)電量有限的情況下，最大限度的延長路燈的照明時間成為太陽能路燈面臨的一個嚴峻問題。而且在路燈照明整個時間段，根據(jù)道路不同時間不同人流量來調(diào)節(jié)路燈亮度和功率是太陽能路燈領(lǐng)域需要解決的一個問題。傳統(tǒng)解決方案有1、采用雙燈頭照明，開始時兩盞燈同時工作，在后半夜滅掉其中一盞來達到減功率的目的。其方案存在弊端采用雙燈頭的路燈成本比較高，線路復雜。2、采用雙時段的模擬調(diào)光技術(shù)，開始全功率工作，后半夜降功率使用。此方案存在問題模擬調(diào)光使得led路燈在不同功率下色溫表現(xiàn)差，出現(xiàn)顏色不統(tǒng)一現(xiàn)象。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種操作方便、充電效率高、使用壽命長的多時段PWM 調(diào)光的LED太陽能控制器，根據(jù)定時時間自動調(diào)節(jié)LED負載功率，有效解決led路燈功率調(diào)節(jié)問題和led色溫問題，結(jié)構(gòu)簡單，成本低，安裝方便。本實用新型的目的通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)。一種多時段PWM調(diào)光的LED太陽能控制器，其特征在于所述多時段PWM調(diào)光的 LED太陽能控制器包括外殼及安裝在外殼內(nèi)的MCU主控制芯片、PWM功率驅(qū)動電路、恒流源模塊、溫度傳感器、光照度采集電路、按鍵及顯示電路與電流傳感器，MCU主控制芯片分別與 PWM功率驅(qū)動電路、恒流源模塊、溫度傳感器、光照度采集電路、按鍵及顯示電路及電流傳感器電路連接，恒流源模塊與電流傳感器電路連接，蓄電池與PWM功率驅(qū)動電路串聯(lián)連接后與光電池電路連接，MCU主控制芯片與光電池電路連接，MCU主控制芯片對蓄電池電壓、光電池電壓、放電電流、環(huán)境溫度的參數(shù)進行采樣、計算，實現(xiàn)符合蓄電池特性的放電率、溫度補償修正的控制，其中溫度傳感器檢測蓄電池溫度，MCU主控制芯片根據(jù)當前溫度計算出合理的蓄電池充電電壓，達到溫度補償?shù)淖饔?，恒流源模塊恒定負載電流的作用，該模塊支持 PWM數(shù)字調(diào)光，根據(jù)使用情況通過按鍵調(diào)節(jié)不同功率的工作時間，電流傳感器將負載電流值反饋到恒流源模塊，恒流源根據(jù)反饋值調(diào)節(jié)電流大小，達到恒流的目的，PWM功率驅(qū)動電路中設(shè)有PWM調(diào)光開關(guān)管，通過快速開關(guān)來達到調(diào)光的目的。所述所述光照度采集電路包括相互串聯(lián)的電阻Rl與R2，光電池與串聯(lián)后的電阻 R1、R2的兩端電連接，光照度采集電路通過檢測光電池兩端電壓判斷出目前光照度的大小， MCU檢測到光照度小于某個值時，控制恒流源模塊開始工作，打開負載，自動開燈，當光照度
3大于某個值時，關(guān)閉負載，自動關(guān)燈。所述光電池與一防雷管電路連接。所述按鍵可以調(diào)節(jié)負載全功率時間、四分之三功率時間、半功率時間和四分之一功率時間。所述多時段PWM調(diào)光的LED太陽能控制器為PWM數(shù)字LED調(diào)光，根據(jù)定時時間自動調(diào)節(jié)LED負載功率。所述PWM數(shù)字LED調(diào)光為4段式時間調(diào)節(jié)，每段時間可自由設(shè)置。本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點。本實用新型可將電池板發(fā)出的電量轉(zhuǎn)換到蓄電池，采用串聯(lián)PWM充電方式，使充電回路的電壓損失較使用二極管的充電電路降低近一半，充電效率較非PWM高3% -6%0 本控制器通過電腦芯片對蓄電池電壓、光電池電壓、放電電流、環(huán)境溫度等參數(shù)進行采樣， 通過控制模型計算，實現(xiàn)符合蓄電池特性的放電率、溫度補償修正的高準確控制。可很方便實現(xiàn)調(diào)光，通過按鍵可以調(diào)節(jié)負載全功率時間、四分之三功率時間、半功率時間和四分之一功率時間?？茖W的蓄電池管理方式，當出現(xiàn)過放時，對蓄電池進行提升充電，進行一次補償維護，正常使用時，使用直充充電和浮充結(jié)合的充電方式，每7天進行一次提升充電，防止蓄電池硫化，大大延長了蓄電池的使用壽命；同時具有高精度溫度補償，使充電控制更加精確。具有過充、過放、過載保護以及電子短路保護與防反接保護和超壓保護，所有保護均不損害任何部件；具有TVS防雷保護，無跳線設(shè)計，可提高系統(tǒng)的可靠性、耐用性。參數(shù)設(shè)置具有掉電保存功能，即系統(tǒng)模式和控制參數(shù)等重要數(shù)據(jù)均保存在芯片內(nèi)部，掉電后不丟失，使調(diào)節(jié)更加方便，系統(tǒng)工作更可靠。具有自動識別功能，可自動識別12V的太陽能系統(tǒng)，或是 24V的太陽能系統(tǒng)。同時內(nèi)置高精度大功率LED恒流源，效率可達96%，驅(qū)動功率可達60W， 直接驅(qū)動LED燈頭。同時通過按鍵調(diào)節(jié)各功率檔位的工作時間，使用方便，安裝簡單。LED 直觀顯示太陽能電池、蓄電池和負載的狀態(tài)，數(shù)碼管顯示調(diào)節(jié)參數(shù)，讓用戶實時了解系統(tǒng)運行狀況?？傊緦嵱眯滦筒捎肞WM數(shù)字調(diào)光技術(shù)，并且可以調(diào)節(jié)4個時段，很好的解決了 led路燈功率調(diào)節(jié)問題，采用PWM調(diào)光技術(shù)使得led色溫表現(xiàn)出色，在不同亮度下led路燈顏色沒有差別。本實用新型內(nèi)部集成高性能LED恒流源驅(qū)動，結(jié)構(gòu)簡單，成本低，安裝、操作方便、充電效率高、使用壽命長。

圖1為本實用新型多時段PWM調(diào)光的LED太陽能控制器的電路原理圖。
具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本實用新型多時段PWM調(diào)光的LED太陽能控制器作進一步詳細描述。如圖1所示，本實用新型所述的多時段PWM調(diào)光的LED太陽能控制器，包括外殼及安裝在外殼內(nèi)的MCU主控制芯片、PWM功率驅(qū)動電路、恒流源模塊、溫度傳感器、光照度采集電路、按鍵及顯示電路與電流傳感器。MCU主控制芯片分別與PWM功率驅(qū)動電路、恒流源模塊、溫度傳感器、、光照度采集電路、按鍵及顯示電路及電流傳感器電連接，恒流源模塊與電流傳感器電連接；蓄電池通過PWM功率驅(qū)動電路與光電池電連接，MCU主控制芯片與光電池電連接。光照度采集電路包括相互串聯(lián)的電阻Rl與R2，光電池與串聯(lián)后的電阻Rl、R2的兩端電連接。光電池與一防雷管電連接。整個系統(tǒng)由電腦控制芯片MCU來控制，TVS為防雷管，因為光電池一般安裝位置較高，為避免雷電對控制器損害，故增加此裝置。Rl和R2為光照度采集電路，通過檢測光電池兩端電壓從而判斷出目前光照度大小，當MCU檢測到光照度小于某個值時，控制恒流源模塊開始工作，打開負載；當光照度大于某個值時，關(guān)閉負載，從而達到自動開燈和關(guān)燈的目的。Ql和Q2為充電控制開關(guān)管，當MCU檢測到光電池電壓大于蓄電池電壓時Ql和Q2 開始導通，對蓄電池充電，Ql和Q2由PWM功率控制器提供PWM驅(qū)動信號，MCU不斷的檢測蓄電池電壓，根據(jù)其電壓大小來調(diào)節(jié)PWM信號的占空比，達到使蓄電池電壓恒定在某個特定電壓的目的，防止蓄電池過沖。放電時，當蓄電池電壓小于某個值時，控制器關(guān)閉負載，防止蓄電池過放。溫度傳感器檢測蓄電池溫度，MCU根據(jù)當前溫度計算出合理的蓄電池充電電壓，達到溫度補償?shù)淖饔?。按鍵和LED顯示部分為人機交互界面，可以調(diào)節(jié)負載工作電流和工作模式。恒流源模塊起到恒定負載電流的作用，該模塊支持PWM數(shù)字調(diào)光。當客戶使用時， 可以通過按鍵調(diào)節(jié)不同功率的工作時間。Q3為PWM調(diào)光開關(guān)管，通過快速開關(guān)來達到調(diào)光的目的。Sl為電流傳感器，將負載電流值反饋到恒流源模塊，恒流源根據(jù)反饋值調(diào)節(jié)電流大小，達到恒流的目的。短路檢測模塊檢測LED負載是否有短路情況發(fā)生，如有發(fā)生立即關(guān)閉負載輸出，保護內(nèi)部電路不受損壞，當短路解除后控制器自動回復輸出。
權(quán)利要求1.一種多時段PWM調(diào)光的LED太陽能控制器，其特征在于所述多時段PWM調(diào)光的LED 太陽能控制器包括外殼及安裝在外殼內(nèi)的MCU主控制芯片、PWM功率驅(qū)動電路、恒流源模塊、溫度傳感器、光照度采集電路、按鍵及顯示電路與電流傳感器，MCU主控制芯片分別與 PWM功率驅(qū)動電路、恒流源模塊、溫度傳感器、光照度采集電路、按鍵及顯示電路及電流傳感器電路連接，恒流源模塊與電流傳感器電路連接，蓄電池與PWM功率驅(qū)動電路串聯(lián)連接后與光電池電路連接，MCU主控制芯片與光電池電路連接，MCU主控制芯片對蓄電池電壓、光電池電壓、放電電流、環(huán)境溫度的參數(shù)進行采樣、計算，實現(xiàn)符合蓄電池特性的放電率、溫度補償修正的控制，其中溫度傳感器檢測蓄電池溫度，MCU主控制芯片根據(jù)當前溫度計算出合理的蓄電池充電電壓，達到溫度補償?shù)淖饔?，恒流源模塊恒定負載電流的作用，該模塊支持PWM數(shù)字調(diào)光，根據(jù)使用情況通過按鍵調(diào)節(jié)不同功率的工作時間，電流傳感器將負載電流值反饋到恒流源模塊，恒流源根據(jù)反饋值調(diào)節(jié)電流大小，達到恒流的目的，PWM功率驅(qū)動電路中設(shè)有 PWM調(diào)光開關(guān)管，通過快速開關(guān)來達到調(diào)光的目的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多時段PWM調(diào)光的LED太陽能控制器，其特征在于所述所述光照度采集電路包括相互串聯(lián)的電阻Rl與R2，光電池與串聯(lián)后的電阻Rl、R2的兩端電連接，光照度采集電路通過檢測光電池兩端電壓判斷出目前光照度的大小，MCU檢測到光照度小于某個值時，控制恒流源模塊開始工作，打開負載，自動開燈，當光照度大于某個值時， 關(guān)閉負載，自動關(guān)燈。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多時段PWM調(diào)光的LED太陽能控制器，其特征在于所述光電池與一防雷管電路連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多時段PWM調(diào)光的LED太陽能控制器，其特征在于所述按鍵可以調(diào)節(jié)負載全功率時間、四分之三功率時間、半功率時間和四分之一功率時間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多時段PWM調(diào)光的LED太陽能控制器，其特征在于所述多時段P麗調(diào)光的LED太陽能控制器為PWM數(shù)字LED調(diào)光，根據(jù)定時時間自動調(diào)節(jié)LED負載功率。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的多時段PWM調(diào)光的LED太陽能控制器，其特征在于所述PWM 數(shù)字LED調(diào)光為4段式時間調(diào)節(jié)，每段時間可自由設(shè)置。
專利摘要本實用新型公開了一種多時段PWM調(diào)光的LED太陽能控制器，包括外殼及安裝在外殼內(nèi)的MCU主控制芯片、PWM功率驅(qū)動電路、恒流源模塊、溫度傳感器、光照度采集電路、按鍵及顯示電路與電流傳感器，MCU主控制芯片分別與PWM功率驅(qū)動電路、恒流源模塊、溫度傳感器、光照度采集電路、按鍵及顯示電路及電流傳感器電路連接，恒流源模塊與電流傳感器電路連接，蓄電池與PWM功率驅(qū)動電路串聯(lián)連接后與光電池電路連接，MCU主控制芯片與光電池電路連接，MCU主控制芯片對蓄電池電壓、光電池電壓、放電電流、環(huán)境溫度的參數(shù)進行采樣、計算，實現(xiàn)符合蓄電池特性的放電率、溫度補償修正的控制。本實用新型具有操作方便、充電效率高、使用壽命長的優(yōu)點。
文檔編號H05B37/02GK202276495SQ201120211279
公開日2012年6月13日 申請日期2011年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月21日
發(fā)明者陳勇 申請人:深圳碩日新能源科技有限公司