專利名稱：一種基于太陽能電板的led路燈控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到LED路燈控制裝置，尤其涉及到一種基于太陽能電板的LED路燈控制裝置。
背景技術(shù)：
目前，基于太陽能電板的LED路燈照明，其控制裝置通常包括充電器模塊、LED驅(qū)動(dòng)模塊、蓄電池保護(hù)模塊等，各個(gè)模塊之間相互獨(dú)立、各自為政，沒有協(xié)同工作，從而不能做到最大的能效管理，無法使整個(gè)路燈照明系統(tǒng)達(dá)到最佳工作狀態(tài)。一旦遇到陰雨天，路燈控制器就不能正常給路燈供電，從而無法實(shí)現(xiàn)道路照明功能。除此之外，目前的路燈控制器沒有無線通訊功能，不能組網(wǎng)，每個(gè)路燈都是一個(gè)孤立的個(gè)體，不能根據(jù)實(shí)際天氣情況將所有路燈作為一個(gè)照明系統(tǒng)來調(diào)整其對整個(gè)路段的照明，要么太亮，要么太暗，太亮造成能源的浪費(fèi)，太暗又會給交通造成不便?！?br>
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種可以讓其各個(gè)組成部分協(xié)同工作、并能組網(wǎng)的基于太陽能電板的LED路燈控制裝置。為解決上述的技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為基于太陽能電板的LED路燈控制裝置，包括太陽能電板、控制電路以及LED驅(qū)動(dòng)電路和蓄電池，蓄電池的輸出端與LED驅(qū)動(dòng)電路的輸入端相連，太陽能電板與蓄電池之間設(shè)置有可控充電電路，可控充電電路、LED驅(qū)動(dòng)電路與控制電路之間分別設(shè)置有脈寬調(diào)制電路，可控充電電路中設(shè)置有充電電壓電流檢測電路，太陽能電板的正、負(fù)母線之間設(shè)置有電板電壓檢測電路，LED驅(qū)動(dòng)電路的正、負(fù)輸出端上設(shè)置有輸出電壓電流檢測電路，充電電壓電流檢測電路、電板電壓檢測電路、輸出電壓電流檢測電路各自的輸出端分別與控制電路的相應(yīng)輸入端相連，可控充電電路、LED驅(qū)動(dòng)電路各自的控制端分別與控制電路的相應(yīng)輸出端相連，可控充電電路的輸出端與蓄電池的相應(yīng)輸入端相連，蓄電池的正、負(fù)輸出端與LED驅(qū)動(dòng)電路的相應(yīng)輸入端相連,所述的控制電路還連接有具有自動(dòng)轉(zhuǎn)發(fā)功能的無線通訊電路。所述的無線通訊電路為串行無線通訊電路，串行無線通訊電路的收發(fā)端口與控制電路的通用異步收發(fā)端口相連。所述的串行無線通訊電路為ZigBee無線通訊模塊。所述的蓄電池為鋰電池，鋰電池中設(shè)置有電源管理系統(tǒng)，電源管理系統(tǒng)串行通訊電路與控制電路相連。所述的控制電路的相應(yīng)輸入端上還連接有環(huán)境光檢測電路。所述的控制電路的相應(yīng)輸入端上還連接有LED溫度檢測電路。所述的控制電路的相應(yīng)輸入端上還連接有PCBA溫度檢測電路。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明中的太陽能電板、蓄電池、LED驅(qū)動(dòng)電路、可控充電電路通過相應(yīng)的檢測電路及控制電路有機(jī)地組合在一起，協(xié)同工作，提高了能源的利用率，使得整個(gè)路燈照明系統(tǒng)處于最佳工作狀態(tài)，陰雨天也能給正常路燈供電，使得該路燈照明系統(tǒng)可全天候工作，提高了路燈照明系統(tǒng)的適應(yīng)性；同時(shí)，由于設(shè)置了無線通訊電路，從而可以將所有路燈組網(wǎng)成一個(gè)照明系統(tǒng)，實(shí)時(shí)地對整個(gè)路段的照度進(jìn)行調(diào)節(jié)，既節(jié)約了能源，又滿足了道路交通之需。


圖I是本發(fā)明的電原理結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明所述LED路燈控制裝置的組網(wǎng)示意圖。圖I、圖2中1、太陽能電板，2、可控充電電路，3、鋰電池，4、LED驅(qū)動(dòng)電路，5、充電電壓電流檢測電路,6、電板電壓檢測電路，7、輸出電壓電流檢測電路，8、控制電路，9、脈寬調(diào)制電路，10、脈寬調(diào)制電路，11、串行無線通訊電路，12、串行通訊電路，13、電源管理系統(tǒng)，14、環(huán)境光檢測電路，15、LED溫度檢測電路，16、PCBA溫度檢測電路?！?br> 具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖，詳細(xì)描述本發(fā)明的具體實(shí)施方案。如圖I所示，本發(fā)明所述的基于太陽能電板的LED路燈控制裝置，包括太陽能電板I (太陽能光伏板)、采用微處理器的控制電路8以及LED驅(qū)動(dòng)電路4和鋰電池3，鋰電池3中設(shè)置有電源管理系統(tǒng)13 (BMS)，電源管理系統(tǒng)13通過作為串行通訊電路12的RS485或CAN串行通訊電路與控制電路8的相應(yīng)I/O端口相連，鋰電池3的正、負(fù)輸出端與LED驅(qū)動(dòng)電路4的正、負(fù)輸入端對應(yīng)相連，太陽能電板I與鋰電池3之間設(shè)置有可控充電電路2，可控充電電路2與控制電路8之間設(shè)置有脈寬調(diào)制電路9，LED驅(qū)動(dòng)電路4與控制電路8之間設(shè)置有脈寬調(diào)制電路10，可控充電電路2的控制端與脈寬調(diào)制電路9的輸出端相連，LED驅(qū)動(dòng)電路4的控制端與脈寬調(diào)制電路10的輸出端相連，脈寬調(diào)制電路9、10各自的模擬信號輸入端分別與控制電路8的一個(gè)D/A輸出端相連；可控充電電路2中設(shè)置有充電電壓電流檢測電路5，通常情況下，充電電壓電流檢測電路5中的電壓檢測電路并接在可控充電電路2的正、負(fù)輸出端上，充電電壓電流檢測電路5中的電流檢測電路串接在可控充電電路2的正輸出端或負(fù)輸出端上，太陽能電板I的正、負(fù)母線之間設(shè)置有電板電壓檢測電路6，LED驅(qū)動(dòng)電路4的正、負(fù)輸出端上設(shè)置有輸出電壓電流檢測電路7，通常情況下，輸出電壓電流檢測電路7中的電壓檢測電路并接在LED驅(qū)動(dòng)電路4的正、負(fù)輸出端上，輸出電壓電流檢測電路7中的電流檢測電路串接在LED驅(qū)動(dòng)電路4的正輸出端或負(fù)輸出端上，所述的充電電壓電流檢測電路5、電板電壓檢測電路6、輸出電壓電流檢測電路7各自的輸出端分別與控制電路8的相應(yīng)輸入端相連，可控充電電路2的輸出端與鋰電池3的相應(yīng)輸入端相連，鋰電池3的正、負(fù)輸出端與LED驅(qū)動(dòng)電路4的對應(yīng)輸入端相連，所述控制電路8的通用異步收發(fā)端口上連接有具有自動(dòng)轉(zhuǎn)發(fā)功能的作為串行無線通訊電路11的ZigBee無線通訊模塊。為了更好地控制充電和照明的時(shí)段，所述的控制電路2的相應(yīng)輸入端上還連接有作為環(huán)境光檢測電路14的光敏傳感器。為了上述控制裝置更加穩(wěn)定可靠地工作，所述控制電路8的相應(yīng)輸入端上還分別連接有作為LED溫度檢測電路15和PCBA (安裝有電子器件的印制線路板)溫度檢測電路16的溫度傳感器，在印制線路板即PCB設(shè)計(jì)時(shí)，將可控充電電路2和LED驅(qū)動(dòng)電路4布置在相近區(qū)域，將作為PCBA溫度檢測電路16的溫度傳感器對準(zhǔn)可控充電電路2和LED驅(qū)動(dòng)電路4所在區(qū)域的中心部位。上述的LED路燈控制裝置的工作過程為I、充電部分通過實(shí)時(shí)采集太陽能電板 I (太陽能光伏板)的輸入電壓以及可控充電電路2的輸出電壓和輸出電流，控制電路8中的微處理器(也稱單片機(jī))對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理運(yùn)算，輸出一個(gè)O 3. 3伏的模擬電壓，通過脈寬調(diào)制電路9調(diào)整可控充電電路2的PWM占空比，使得太陽能電板I (太陽能光伏板)處于最大功率輸出狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)了 MPPT (最大功率點(diǎn)跟蹤)功能。2,LED驅(qū)動(dòng)部分實(shí)時(shí)檢測LED驅(qū)動(dòng)電路4的輸出電壓和電流，并根據(jù)無線總控制發(fā)出的控制亮度命令，輸出一個(gè)O 3. 3伏的模擬電壓，通過脈寬調(diào)制電路10調(diào)整LED驅(qū)動(dòng)電路4的PWM占空比，改變LED驅(qū)動(dòng)電流，實(shí)現(xiàn)對LED亮度的調(diào)整，使LED亮度連續(xù)可調(diào)。3、鋰電池通訊部分通過RS485或CAN總線，與電池管理系統(tǒng)13 (BMS)進(jìn)行實(shí)時(shí)通訊，可以獲取電池的詳細(xì)信息；根據(jù)獲取的信息，可以做出相應(yīng)的控制動(dòng)作，調(diào)整可控充電電路2的輸出功率及LED驅(qū)動(dòng)電路4的輸出功率，使鋰電池3獲取最多電能，并確保路燈完成整夜的照明任務(wù)。4、Zigbee通訊部分控制電路8中的微處理器通過其UART與Zigbee無線模塊進(jìn)行通訊，獲取無線總控的控制指令或者發(fā)送路燈的狀態(tài)信息給無線總控系統(tǒng)。5、環(huán)境亮度檢測部分可以對路燈周圍環(huán)境亮度進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測，根據(jù)檢測數(shù)據(jù)，確定路燈照明的開啟與關(guān)閉。6、PCBA、LED溫度檢測通過溫度傳感器，對PCBA的溫度和LED燈板的溫度進(jìn)行檢測，如果溫度過高，控制電路8中的微處理器將會適當(dāng)調(diào)整可控充電電路2和LED驅(qū)動(dòng)電路4的輸出功率。如圖2所示，上述的LED路燈控制裝置通過自帶的一個(gè)I. 4Ghz的ZigBee無線收發(fā)模塊與無線總控制器一起組建一個(gè)可雙向通訊的網(wǎng)狀網(wǎng)，完成無線總控制器與所有LED路燈控制裝置之間的數(shù)據(jù)傳輸。其中，每個(gè)路燈控制裝置中的ZigBee無線收發(fā)模塊負(fù)責(zé)接收或轉(zhuǎn)發(fā)無線總控制器的控制指令，并將自身的狀態(tài)信息發(fā)送給無線總控制器；無線總控制器部分負(fù)責(zé)收集到所有路燈狀態(tài)信息，并對這些狀態(tài)信息進(jìn)行匯總處理，根據(jù)匯總處理結(jié)果，無線總控制器會發(fā)送控制指令給所有路燈控制裝置，路燈控制裝置根據(jù)接收到的指令，做出相應(yīng)的控制動(dòng)作。
權(quán)利要求
1.一種基于太陽能電板的LED路燈控制裝置，包括太陽能電板、控制電路以及LED驅(qū)動(dòng)電路和蓄電池，蓄電池的輸出端與LED驅(qū)動(dòng)電路的輸入端相連，其特征在于所述的太陽能電板與蓄電池之間設(shè)置有可控充電電路，可控充電電路、LED驅(qū)動(dòng)電路與控制電路之間分別設(shè)置有脈寬調(diào)制電路，可控充電電路中設(shè)置有充電電壓電流檢測電路，太陽能電板的正、負(fù)母線之間設(shè)置有電板電壓檢測電路，LED驅(qū)動(dòng)電路的正、負(fù)輸出端上設(shè)置有輸出電壓電流檢測電路，所述的充電電壓電流檢測電路、電板電壓檢測電路、輸出電壓電流檢測電路各自的輸出端分別與控制電路的相應(yīng)輸入端相連，可控充電電路的輸出端與蓄電池的相應(yīng)輸入端相連，蓄電池的正、負(fù)輸出端與LED驅(qū)動(dòng)電路的相應(yīng)輸入端相連，所述的控制電路還連接有具有自動(dòng)轉(zhuǎn)發(fā)功能的無線通訊電路。
2.如權(quán)利要求I所述的LED路燈控制裝置，其特征在于所述的無線通訊電路為串行無線通訊電路，串行無線通訊電路的收發(fā)端口與控制電路的通用異步收發(fā)端口相連。
3.如權(quán)利要求2所述的LED路燈控制裝置，其特征在于所述的串行無線通訊電路為ZigBee無線通訊模塊。
4.如權(quán)利要求1、2或3所述的LED路燈控制裝置，其特征在于所述的蓄電池為鋰電池，鋰電池中設(shè)置有電源管理系統(tǒng)，電源管理系統(tǒng)串行通訊電路與控制電路相連。
5.如權(quán)利要求1、2或3所述的LED路燈控制裝置，其特征在于所述的控制電路的相應(yīng)輸入端上還連接有環(huán)境光檢測電路。
6.如權(quán)利要求1、2或3所述的LED路燈控制裝置，其特征在于所述的控制電路的相應(yīng)輸入端上還連接有LED溫度檢測電路。
7.如權(quán)利要求1、2或3所述的LED路燈控制裝置，其特征在于所述的控制電路的相應(yīng)輸入端上還連接有PCBA溫度檢測電路。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種可讓其各個(gè)組成部分協(xié)同工作、并能組網(wǎng)的基于太陽能電板的LED路燈控制裝置，包括太陽能電板、控制電路、LED驅(qū)動(dòng)電路和蓄電池，太陽能電板與蓄電池之間設(shè)置有可控充電電路，可控充電電路、LED驅(qū)動(dòng)電路與控制電路之間分別設(shè)置有脈寬調(diào)制電路，可控充電電路中設(shè)置有充電電壓電流檢測電路，太陽能電板設(shè)置有電板電壓檢測電路，LED驅(qū)動(dòng)電路設(shè)置有輸出電壓電流檢測電路，充電電壓電流檢測電路、電板電壓檢測電路、輸出電壓電流檢測電路各自輸出端分別與控制電路的相應(yīng)輸入端相連，控制電路還連接有無線通訊電路。本發(fā)明所述的控制裝置主要用于各種道路照明系統(tǒng)中。
文檔編號H05B37/02GK102843835SQ20121030905
公開日2012年12月26日 申請日期2012年8月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月28日
發(fā)明者李兵, 季偉源, 王乾 申請人:江蘇索爾光電科技有限公司