一種智能型光伏led路燈用充放電電路的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型涉及一種智能型光伏LED路燈用充放電電路，該電路包括Boost電路和Buck-Boost電流雙象限電路；所述Boost電路由電感L1、MOS管V1、二極管D1、電容C1組成；所述Buck-Boost電流雙象限電路由MOS管V2、MOS管V3、二極管D2、二極管D3、電感L2、電容C2、蓄電池E、MOS管V4、電容C3組成。該電路利用Boost電路實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能最大功率點(diǎn)跟蹤功能，提高了太陽(yáng)能利用率，降低了用在太陽(yáng)能電池板上的費(fèi)用；利用Buck-Boost電流雙象限電路實(shí)現(xiàn)蓄電池的三階段充電功能和LED路燈的恒流驅(qū)動(dòng)功能，能夠高效、快速、安全、準(zhǔn)確的充電，延長(zhǎng)蓄電池使用壽命，同時(shí)LED路燈恒流穩(wěn)定工作，既安全環(huán)保，又延長(zhǎng)了使用壽命；太陽(yáng)能利用率的提高和蓄電池的快速充電都使LED路燈的工作時(shí)長(zhǎng)進(jìn)一步加長(zhǎng)，滿(mǎn)足人們的需要。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種智能型光伏LED路燈用充放電電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及LED路燈【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是一種智能型光伏LED路燈用充放電電路。
【背景技術(shù)】
[0002]世界范圍內(nèi)的能源危機(jī)和環(huán)境污染已成為困擾人類(lèi)的大問(wèn)題，尋求替代傳統(tǒng)能源的綠色、可再生能源被視為現(xiàn)代人類(lèi)共同努力的目標(biāo)。太陽(yáng)能光伏發(fā)電以其清潔、無(wú)污染的優(yōu)點(diǎn)被日益廣泛使用。LED被稱(chēng)為第四代照明光源，憑借其節(jié)能、環(huán)保、壽命長(zhǎng)，體積小，響應(yīng)時(shí)間短等特點(diǎn)，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各種指示、顯示、照明等領(lǐng)域。將太陽(yáng)能和發(fā)光二極管LED結(jié)合得到的太陽(yáng)能LED路燈系統(tǒng)，綠色環(huán)保，具有廣闊的市場(chǎng)和良好的發(fā)展前景。
[0003]然而，一些傳統(tǒng)的光伏LED路燈系統(tǒng)，將光伏電池、LED與蓄電池直接連接，存在如下不足:第一方面，不能實(shí)現(xiàn)最大功率點(diǎn)跟蹤功能，使太陽(yáng)能電池板的利用率較低，需要增加電池板數(shù)量來(lái)滿(mǎn)足LED路燈照明時(shí)長(zhǎng)，從而增加了成本；第二方面，缺少蓄電池的充電控制電路，不能實(shí)現(xiàn)蓄電池三階段充電功能，使得蓄電池充電時(shí)間較長(zhǎng)，并且影響電池的容量和壽命；第三方面，由于蓄電池在給LED路燈供電時(shí)，電池電壓逐漸減小，導(dǎo)致通過(guò)LED路燈的工作電流也在變化，LED不能穩(wěn)定工作，縮短了路燈使用壽命。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提供一種智能型光伏LED路燈用充放電電路，該電路太陽(yáng)能利用率高，充電快速安全，并且LED路燈恒流工作穩(wěn)定。
[0005]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:一種智能型光伏LED路燈用充放電電路，該電路包括Boost (升壓)電路和Buck-Boost (升降壓)電流雙象限電路。
[0006]所述Boost電路由電感L1、MOS管V1、二極管Dl、電容Cl組成，電感LI 一端與太陽(yáng)能電池板陽(yáng)極連接，電感LI另一端、MOS管Vl的漏極同時(shí)連接與二極管Dl的陽(yáng)極，二極管Dl的陰極連接電容Cl的陽(yáng)極，MOS管Vl的源極、電容Cl的陰極同時(shí)連接于由太陽(yáng)能電池板的陰極；所述Boost電路用來(lái)實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能最大功率點(diǎn)跟蹤功能。
[0007]所述Boost電路中的MOS管Vl選用三菱的PM800HSA060 IPM模塊，額定電壓為600V，額定電流為800A ;二極管Dl選用型號(hào)ME0500-06DA的快恢復(fù)二極管，額定電壓為600V，額定電流為500A ;電感LI選用2uH直插電感；電容Cl選用50V/12000uF NCC電解電容。
[0008]所述Buck-Boost電流雙象限電路由MOS管V2、M0S管V3、二極管D2、二極管D3、電感L2、電容C2、蓄電池E、M0S管V4、電容C3組成，MOS管V2的漏極D、M0S管V4的漏極D、二極管D2的陰極共同連接于Boost電路的陽(yáng)極輸出，MOS管V2的源極S、M0S管V3的漏極D、二極管D2陽(yáng)極、二極管D3陰極共同連接于電感L2的一端，電感L2的另一端、濾波電容C2的陽(yáng)極同時(shí)連接于蓄電池E的陽(yáng)極，MOS管V4的源極S、濾波電容C3的陽(yáng)極共同連接于LED路燈的陽(yáng)極，MOS管V3的源極S、二極管D3的陽(yáng)極、濾波電容C2的陰極、蓄電池E的陰極、濾波電容C3的陰極、LED路燈的陰極共同連接于Boost電路的陰極輸出；所述Buck-Boost電流雙象限電路用來(lái)實(shí)現(xiàn)蓄電池的三階段充電功能和LED路燈的恒流驅(qū)動(dòng)功能。
[0009]所述Buck-Boost電流雙象限電路中的MOS管V2、MOS管V3、MOS管V4同樣選取三菱的PM800HSA060 IPM模塊，額定電壓為600V，額定電流為800A ;電感L2選取IOuH的電感；電容C2選取4700uF/25V電解電容；蓄電池E選用型號(hào)FM12V17閥控式免維護(hù)鉛酸蓄電池，額定電壓17V，額定容量17AH ;電容C3選取4700uF/50V電解電容。
[0010]當(dāng)光照充足時(shí)，控制MOS管V4關(guān)斷，禁止蓄電池E對(duì)LED路燈放電；由電感L1、M0S管V1、二極管D1、濾波電容Cl構(gòu)成Boost升壓電路1，將太陽(yáng)能電池板輸出電壓升高，同時(shí)對(duì)太陽(yáng)能電池板實(shí)施最大功率點(diǎn)跟蹤MPPT控制；控制MOS管V3關(guān)斷，由MOS管V2、二極管D3、電感L2、濾波電容C2構(gòu)成Buck降壓電路21，將前面Boost電路I輸出電壓降壓給蓄電池E充電，對(duì)MOS管V2進(jìn)行PWM方式驅(qū)動(dòng)，對(duì)蓄電池E實(shí)施三階段充電控制。
[0011]當(dāng)光照不足時(shí)，控制MOS管V4導(dǎo)通，允許蓄電池E對(duì)LED路燈放電，控制MOS管V1、MOS管V2關(guān)斷,此時(shí)太陽(yáng)能電池板的輸出電壓較低，低于蓄電池E電壓，由于二極管Dl的存在，使得電流不會(huì)倒灌回太陽(yáng)能電池板，此時(shí)，由電感L2、MOS管V3、二極管D2、濾波電容C3構(gòu)成Boost電路22，對(duì)MOS管V3進(jìn)行PWM方式驅(qū)動(dòng)，并對(duì)蓄電池E實(shí)施恒流放電控制，給LED路燈供電，LED路燈恒流穩(wěn)定工作。
[0012]本實(shí)用新型的有益效果是，利用Boost電路實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能最大功率點(diǎn)跟蹤功能，提高了太陽(yáng)能利用率，降低了用在太陽(yáng)能電池板上的費(fèi)用；利用Buck-Boost電流雙象限電路實(shí)現(xiàn)蓄電池的三階段充電功能和LED路燈的恒流驅(qū)動(dòng)功能，能夠高效、快速、安全、準(zhǔn)確的充電，延長(zhǎng)蓄電池使用壽命，同時(shí)LED路燈恒流穩(wěn)定工作，既安全環(huán)保，又延長(zhǎng)了使用壽命；太陽(yáng)能利用率的提高和蓄電池的快速充電都使LED路燈的工作時(shí)長(zhǎng)進(jìn)一步加長(zhǎng)，滿(mǎn)足人們的需要。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0014]圖1是本實(shí)用新型一種智能型光伏LED路燈用充放電電路的結(jié)構(gòu)圖；
[0015]圖2是本實(shí)用新型一種智能型光伏LED路燈用充放電電路中Buck-Boost電流雙象限電路實(shí)現(xiàn)蓄電池E的三階段充電功能時(shí)的工作模態(tài)圖，即MOS管V2、電感L2、二極管D3、濾波電容C2構(gòu)成Buck降壓電路21 ；
[0016]圖3是本實(shí)用新型一種智能型光伏LED路燈用充放電電路中Buck-Boost電流雙象限電路實(shí)現(xiàn)LED路燈恒流驅(qū)動(dòng)功能時(shí)的工作模態(tài)圖，即由MOS管V3、電感L2、二極管D2、濾波電容C3構(gòu)成Boost電路22。
【具體實(shí)施方式】
[0017]在圖1中，一種智能型光伏LED路燈用充放電電路，該電路包括Boost (升壓)電路和Buck-Boost (升降壓)電流雙象限電路。
[0018]所述Boost電路由電感L1、MOS管V1、二極管Dl、電容Cl組成，電感LI 一端與太陽(yáng)能電池板陽(yáng)極連接，電感LI另一端、MOS管Vl的漏極同時(shí)連接與二極管Dl的陽(yáng)極，二極管Dl的陰極連接電容Cl的陽(yáng)極，MOS管Vl的源極、電容Cl的陰極同時(shí)連接于由太陽(yáng)能電池板的陰極；所述Boost電路用來(lái)實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能最大功率點(diǎn)跟蹤功能。
[0019]所述Boost電路中的MOS管Vl選用三菱的PM800HSA060 IPM模塊，額定電壓為600V，額定電流為800A ;二極管Dl選用型號(hào)ME0500-06DA的快恢復(fù)二極管，額定電壓為600V，額定電流為500A ;電感LI選用2uH直插電感；電容Cl選用50V/12000uF NCC電解電容。
[0020]所述Buck-Boost電流雙象限電路由MOS管V2、M0S管V3、二極管D2、二極管D3、電感L2、電容C2、蓄電池E、M0S管V4、電容C3組成，MOS管V2的漏極D、M0S管V4的漏極D、二極管D2的陰極共同連接于Boost電路的陽(yáng)極輸出，MOS管V2的源極S、M0S管V3的漏極D、二極管D2陽(yáng)極、二極管D3陰極共同連接于電感L2的一端，電感L2的另一端、濾波電容C2的陽(yáng)極同時(shí)連接于蓄電池E的陽(yáng)極，MOS管V4的源極S、濾波電容C3的陽(yáng)極共同連接于LED路燈的陽(yáng)極，MOS管V3的源極S、二極管D3的陽(yáng)極、濾波電容C2的陰極、蓄電池E的陰極、濾波電容C3的陰極、LED路燈的陰極共同連接于Boost電路的陰極輸出；所述Buck-Boost電流雙象限電路用來(lái)實(shí)現(xiàn)蓄電池的三階段充電功能和LED路燈的恒流驅(qū)動(dòng)功能。
[0021]所述Buck-Boost電流雙象限電路中的MOS管V2、MOS管V3、MOS管V4同樣選取三菱的PM800HSA060 IPM模塊，額定電壓為600V，額定電流為800A ;電感L2選取IOuH的電感；電容C2選取4700uF/25V電解電容；蓄電池E選用型號(hào)FM12V17閥控式免維護(hù)鉛酸蓄電池，額定電壓17V，額定容量17AH ;電容C3選取4700uF/50V電解電容。
[0022]在圖2中，當(dāng)光照充足時(shí)，控制MOS管V4關(guān)斷，禁止蓄電池E對(duì)LED路燈放電；由電感L1、M0S管V1、二極管Dl、濾波電容Cl構(gòu)成Boost升壓電路I，將太陽(yáng)能電池板輸出電壓升高，同時(shí)對(duì)太陽(yáng)能電池板實(shí)施最大功率點(diǎn)跟蹤MPPT控制；控制MOS管V3關(guān)斷，由MOS管V2、二極管D3、電感L2、濾波電容C2構(gòu)成Buck降壓電路21，將前面Boost電路I輸出電壓降壓給蓄電池E充電，對(duì)MOS管V2進(jìn)行PWM方式驅(qū)動(dòng)，對(duì)蓄電池E實(shí)施三階段充電控制。
[0023]在圖3中，當(dāng)光照不足時(shí)，控制MOS管V4導(dǎo)通，允許蓄電池E對(duì)LED路燈放電，控制MOS管V1、MOS管V2關(guān)斷，此時(shí)太陽(yáng)能電池板的輸出電壓較低，低于蓄電池E電壓，由于二極管Dl的存在，使得電流不會(huì)倒灌回太陽(yáng)能電池板，此時(shí)，由電感L2、MOS管V3、二極管D2、濾波電容C3構(gòu)成Boost電路22，對(duì)MOS管V3進(jìn)行PWM方式驅(qū)動(dòng)，并對(duì)蓄電池E實(shí)施恒流放電控制，給LED路燈供電，LED路燈恒流穩(wěn)定工作。
【權(quán)利要求】
1.一種智能型光伏LED路燈用充放電電路，該電路包括Boost (升壓)電路和Buck-Boost (升降壓)電流雙象限電路；其特征在于,所述Boost電路由電感L1、M0S管V1、二極管D1、電容Cl組成，電感LI 一端與太陽(yáng)能電池板陽(yáng)極連接，電感LI另一端、MOS管Vl的漏極同時(shí)連接與二極管Dl的陽(yáng)極，二極管Dl的陰極連接電容Cl的陽(yáng)極，MOS管Vl的源極、電容Cl的陰極同時(shí)連接于由太陽(yáng)能電池板的陰極；所述Buck-Boost電流雙象限電路由MOS管V2、MOS管V3、二極管D2、二極管D3、電感L2、電容C2、蓄電池E、MOS管V4、電容C3組成，MOS管V2的漏極D、M0S管V4的漏極D、二極管D2的陰極共同連接于Boost電路的陽(yáng)極輸出，MOS管V2的源極S、M0S管V3的漏極D、二極管D2陽(yáng)極、二極管D3陰極共同連接于電感L2的一端，電感L2的另一端、濾波電容C2的陽(yáng)極同時(shí)連接于蓄電池E的陽(yáng)極，MOS管V4的源極S、濾波電容C3的陽(yáng)極共同連接于LED路燈的陽(yáng)極，MOS管V3的源極S、二極管D3的陽(yáng)極、濾波電容C2的陰極、蓄電池E的陰極、濾波電容C3的陰極、LED路燈的陰極共同連接于Boost電路的陰極輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能型光伏LED路燈用充放電電路，其特征在于，所述Boost電路中的MOS管Vl選用三菱的PM800HSA060 IPM模塊，額定電壓為600V，額定電流為800A ;二極管Dl選用型號(hào)ME0500-06DA的快恢復(fù)二極管，額定電壓為600V，額定電流為500A ；電感LI選用2uH直插電感；電容Cl選用50V/12000uF NCC電解電容；所述Buck-Boost電流雙象限電路中的MOS管V2、MOS管V3、MOS管V4同樣選取三菱的PM800HSA060 IPM模塊，額定電壓為600V，額定電流為800A ;電感L2選取IOuH的電感；電容C2選取4700uF/25V電解電容；蓄電池E選用型號(hào)FM12V17閥控式免維護(hù)鉛酸蓄電池，額定電壓17V，額定容量17AH ;電容C3選取4700uF/50V電解電容。
【文檔編號(hào)】H05B37/02GK203645390SQ201420010205
【公開(kāi)日】2014年6月11日 申請(qǐng)日期:2014年1月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月8日
【發(fā)明者】王念春, 滕春陽(yáng), 譚風(fēng)雷, 徐發(fā)喜 申請(qǐng)人:東南大學(xué)