智能化太陽(yáng)能led路燈的制作方法
【專利說(shuō)明】智能化太陽(yáng)能LED路燈
[0001 ]本發(fā)明是申請(qǐng)?zhí)枮?01510640937X、申請(qǐng)日為2015年10月3日、發(fā)明名稱為“智能化太陽(yáng)能LED路燈”的專利的分案申請(qǐng)。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002 ]本發(fā)明涉及LED照明領(lǐng)域，尤其涉及一種智能化太陽(yáng)能LED路燈。
【背景技術(shù)】
[0003]LED路燈與常規(guī)路燈不同的是，LED光源采用低壓直流供電、由GaN基功率型藍(lán)光LED與黃色合成的高效白光，具有高效、安全、節(jié)能、環(huán)保、壽命長(zhǎng)、響應(yīng)速度快、顯色指數(shù)高等獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于道路。外罩可用制作，耐高溫達(dá)135度，耐低溫達(dá)-45度。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中，LED路燈大批量應(yīng)用還存在以下幾個(gè)難點(diǎn)需要克服:LED路燈對(duì)供電設(shè)備要求較高，在為了節(jié)能環(huán)保而使用自然界的能源時(shí)，缺少一套能兼顧太陽(yáng)能和風(fēng)能的具體供電電路，以保障在自行充電的情況下LED路燈的持續(xù)供電；如何進(jìn)行太陽(yáng)能和風(fēng)能之間供電的靈活切換；以及如何優(yōu)化現(xiàn)有的太陽(yáng)能供電結(jié)構(gòu)和風(fēng)能供電結(jié)構(gòu)，以提高供電效率。
[0005]為此，本發(fā)明提出了一種智能化太陽(yáng)能LED路燈，一方面，能夠提供兼顧太陽(yáng)能和風(fēng)能的優(yōu)化供電電路對(duì)LED路燈進(jìn)行可靠的自行充電，另一方面，能夠科學(xué)地根據(jù)太陽(yáng)能的具體情況，啟動(dòng)太陽(yáng)能供電和風(fēng)能供電之間的靈活切換，從而全面提高LED路燈的充電效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種智能化太陽(yáng)能LED路燈，弓丨入與太陽(yáng)能電板的電能輸出接口連接的電壓采集設(shè)備，以根據(jù)太陽(yáng)能電板的輸出電壓提供太陽(yáng)能供電和風(fēng)能供電之間的充電切換控制信號(hào)，同時(shí)設(shè)計(jì)了一套具體供電電路以可靠地兼容太陽(yáng)能和風(fēng)能兩種供電模式。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種智能化太陽(yáng)能LED路燈，所述LED路燈包括LED燈管、ARM9處理芯片、電壓采集設(shè)備、光電池和鉛酸蓄電池，光電池為鉛酸蓄電池充電，充電后的鉛酸蓄電池為ARM9處理芯片、電壓采集設(shè)備和LED燈管提供電力供應(yīng)，電壓采集設(shè)備采集光電池的輸出電壓，ARM9處理芯片與電壓采集設(shè)備連接，根據(jù)電壓采集設(shè)備采集到的電壓控制光電池對(duì)鉛酸蓄電池的充電。
[0008]更具體地，在所述智能化太陽(yáng)能LED路燈中，還包括:電壓采集設(shè)備，設(shè)置在燈架頂部，與光電池的電能輸出接口連接，用于采集光電池的輸出電壓，當(dāng)輸出電壓大于等于預(yù)設(shè)光電池電壓閾值時(shí)，發(fā)出白天判斷信號(hào)，當(dāng)輸出電壓小于預(yù)設(shè)光電池電壓閾值時(shí)，發(fā)出黑夜判斷信號(hào);光電池，設(shè)置在燈架頂部，具有電能輸出接口，用于輸出光電池將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換后的電能，電能輸出接口包括輸出正端和輸出負(fù)端;瞬態(tài)電壓抑制器，并聯(lián)在電能輸出接口的輸出正端和輸出負(fù)端之間；第一電阻，其一端連接電能輸出接口的輸出正端，其另一端連接第二電阻的一端;第二電阻，其另一端連接電能輸出接口的輸出負(fù)端;升力風(fēng)機(jī)主結(jié)構(gòu)，設(shè)置在燈架頂部，包括三個(gè)葉片、偏航設(shè)備、輪轂和傳動(dòng)設(shè)備;三個(gè)葉片在風(fēng)通過(guò)時(shí)，由于每一個(gè)葉片的正反面的壓力不等而產(chǎn)生升力，所述升力帶動(dòng)對(duì)應(yīng)葉片旋轉(zhuǎn);偏航設(shè)備與三個(gè)葉片連接，用于提供三個(gè)葉片旋轉(zhuǎn)的可靠性并解纜；輪轂與三個(gè)葉片連接，用于固定三個(gè)葉片，以在葉片受力后被帶動(dòng)進(jìn)行順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為低轉(zhuǎn)速的動(dòng)能;傳動(dòng)設(shè)備包括低速軸、齒輪箱、高速軸、支撐軸承、聯(lián)軸器和盤式制動(dòng)器，齒輪箱通過(guò)低速軸與輪轂連接，通過(guò)高速軸與風(fēng)力發(fā)電機(jī)連接，用于將輪轂的低轉(zhuǎn)速的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為風(fēng)力發(fā)電機(jī)所需要的高轉(zhuǎn)速的動(dòng)能，聯(lián)軸器為一柔性軸，用于補(bǔ)償齒輪箱輸出軸和發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的平行性偏差和角度誤差，盤式制動(dòng)器，為一液壓動(dòng)作的盤式制動(dòng)器，用于機(jī)械剎車制動(dòng);風(fēng)力發(fā)電機(jī)，與升力風(fēng)機(jī)主結(jié)構(gòu)的齒輪箱連接，為一雙饋異步發(fā)電機(jī)，用于將接收到的高轉(zhuǎn)速的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為風(fēng)力電能，風(fēng)力發(fā)電機(jī)包括定子繞組、轉(zhuǎn)子繞組、雙向背靠背IGBT電壓源變流器和風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出接口，定子繞組直連風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出接口，轉(zhuǎn)子繞組通過(guò)雙向背靠背IGBT電壓源變流器與風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出接口連接，風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出接口為三相交流輸出接口，用于輸出風(fēng)力電能;整流電路，與風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出接口連接，對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出接口輸出的三相交流電壓進(jìn)行整流以獲得風(fēng)力直流電壓;濾波穩(wěn)壓電路，與整流電路連接以對(duì)風(fēng)力直流電壓進(jìn)行濾波穩(wěn)壓，以輸出穩(wěn)壓直流電壓；第三電阻和第四電阻，串聯(lián)后并聯(lián)在濾波穩(wěn)壓電路的正負(fù)二端，第三電阻的一端連接濾波穩(wěn)壓電路的正端，第四電阻的一端連接濾波穩(wěn)壓電路的負(fù)端；第一電容和第二電容，串聯(lián)后并聯(lián)在濾波穩(wěn)壓電路的正負(fù)二端，第一電容的一端連接濾波穩(wěn)壓電路的正端，第二電容的一端連接濾波穩(wěn)壓電路的負(fù)端，第一電容的另一端連接第三電阻的另一端，第二電容的另一端連接第四電阻的另一端;第三電容，并聯(lián)在濾波穩(wěn)壓電路的正負(fù)二端;第五電阻，其一端連接濾波穩(wěn)壓電路的正端;第一開(kāi)關(guān)管，為一 P溝增強(qiáng)型MOS管，其漏極與第五電阻的另一端連接，其襯底與源極相連，其源極與濾波穩(wěn)壓電路的負(fù)端連接;手動(dòng)卸荷電路，其兩端分別與第一開(kāi)關(guān)管的漏極和源極連接;第一防反二極管，其正端與濾波穩(wěn)壓電路的正端連接，其負(fù)端與第一開(kāi)關(guān)管的漏極連接;第二開(kāi)關(guān)管，為一 P溝增強(qiáng)型MOS管，其漏極與濾波穩(wěn)壓電路的正端連接，其襯底與源極相連;第二防反二極管，其正端與第二開(kāi)關(guān)管的源極連接;第四電容和第五電容，都并聯(lián)在第二防反二極管的負(fù)端和濾波穩(wěn)壓電路的負(fù)端之間；第三防反二極管，并聯(lián)在第二防反二極管的負(fù)端和濾波穩(wěn)壓電路的負(fù)端之間；第三開(kāi)關(guān)管，為一P溝增強(qiáng)型MOS管，其漏極與第三防反二極管的負(fù)端連接，其襯底與源極相連;第四防反二極管，并聯(lián)在第三開(kāi)關(guān)管的源極和濾波穩(wěn)壓電路的負(fù)端之間;第一電感，其一端與第三開(kāi)關(guān)管的源極連接;第六電容和第七電容，都并聯(lián)在第一電感的另一端和濾波穩(wěn)壓電路的負(fù)端之間；第五防反二極管，并聯(lián)在第一電感的另一端和濾波穩(wěn)壓電路的負(fù)端之間;鉛酸蓄電池，并聯(lián)在電能輸出接口的輸出正端和輸出負(fù)端之間，同時(shí)其正極與第五防反二極管的負(fù)極連接，其負(fù)極與第五防反二極管的正極連接;繼電器，位于LED燈管和鉛酸蓄電池之間，通過(guò)是否切斷LED燈管和鉛酸蓄電池之間的連接來(lái)控制LED燈管的打開(kāi)和關(guān)閉；光耦，位于繼電器和ARM9處理芯片之間，用于在ARM9處理芯片的控制下，決定繼電器的切斷操作；電壓檢測(cè)器，用于實(shí)時(shí)檢測(cè)鉛酸蓄電池的充電電壓；電流檢測(cè)器，用于實(shí)時(shí)檢測(cè)鉛酸蓄電池的充電電流;太陽(yáng)能充電控制器，與電能輸出接口、鉛酸蓄電池、電壓檢測(cè)器和電流檢測(cè)器分別連接，在檢測(cè)到電能輸出接口對(duì)鉛酸蓄電池供電時(shí)，當(dāng)接收到的充電電壓小于預(yù)設(shè)蓄電池電壓閾值時(shí)，采用恒流充電方式對(duì)鉛酸蓄電池進(jìn)行充電，當(dāng)接收到的充電電壓大于等于預(yù)設(shè)蓄電池電壓閾值且接收到的充電電流大于等于預(yù)設(shè)蓄電池電流閾值時(shí)，采用恒壓充電方式對(duì)鉛酸蓄電池進(jìn)行充電，當(dāng)接收到的充電電壓大于等于預(yù)設(shè)蓄電池電壓閾值且接收到的充電電流小于預(yù)設(shè)蓄電池電流閾值時(shí)，采用浮充充電方式對(duì)鉛酸蓄電池進(jìn)行充電;ARM9處理芯片，與電壓采集設(shè)備連接，當(dāng)接收到黑夜判斷信號(hào)，斷開(kāi)太陽(yáng)能輸出接口對(duì)鉛酸蓄電池的充電，打通風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出接口對(duì)鉛酸蓄電池的充電，當(dāng)接收到白天判斷信號(hào)，打通太陽(yáng)能輸出接口對(duì)鉛酸蓄電池的充電，斷開(kāi)風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出接口對(duì)鉛酸蓄電池的充電；其中，ARM9處理芯片還與第二開(kāi)關(guān)管的柵極和第三開(kāi)關(guān)管的柵極分別連接，通過(guò)在第二開(kāi)關(guān)管的柵極上施加PWM控制信號(hào)，確定第二開(kāi)關(guān)管的通斷，以控制風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出接口對(duì)鉛酸蓄電池的充電的通斷，還通過(guò)在第三開(kāi)關(guān)管的柵極上施加占空比可調(diào)的PffM控制信號(hào)，以控制風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出接口對(duì)鉛酸蓄電池的充電電壓。
[0009]更具體地，在所述智能化太陽(yáng)能LED路燈中:風(fēng)力發(fā)電機(jī)設(shè)置在燈架上。
[0010]更具體地，在所述智能化太陽(yáng)能LED路燈中，所述LED路燈還包括:存儲(chǔ)設(shè)備，用于存儲(chǔ)預(yù)設(shè)光電池電壓閾值。
[0011]更具體地，在所述智能化太陽(yáng)能LED路燈中:存儲(chǔ)設(shè)備還預(yù)先存儲(chǔ)了預(yù)設(shè)蓄電池電流閾值和預(yù)設(shè)蓄電池電壓閾值。
[0012]更具體地，在所述智能化太陽(yáng)能LED路燈中:存儲(chǔ)設(shè)備與ARM9處理芯片集成在一塊集成電路板上。
【附圖說(shuō)明】
[0013]以下將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方案進(jìn)行描述，其中:
[0014]圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案示出的智能化太陽(yáng)能LED路燈的結(jié)構(gòu)方框圖。
[0015]附圖標(biāo)記:IARM9處理芯片;2 LED燈管;3電壓采集設(shè)備;4光