專利名稱：一種太陽能路燈控制系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及太陽能路燈控制系統(tǒng)，特別涉及ー種利用大小容量的蓄電池組合的太陽能路燈控制系統(tǒng)。
背景技術：
室外照明中路燈的重要性顯而易見，現(xiàn)在的路燈大多數(shù)使用的都是市電，市電利用有限的能源進行發(fā)電，不僅造成浪費，同時也可能污染了環(huán)境，如利用火力發(fā)電，不利于社會的可持續(xù)發(fā)展。因此，急需ー種取之不竭、用之不竭的可再生能源發(fā)電替代市電，太陽能是最理想的能源，將太陽能運用到路燈上來，不僅節(jié)約了市電的使用量，同時也節(jié)省了輸電線路的費用。進而研究太陽能路燈成為了科研的熱點，如何將白天的陽光存儲起來用于晚上的路燈照明，如何保證路燈的亮度和亮燈的時間，如何在連續(xù)陰雨天氣或是陽光不充足的時候也能長時間亮燈和連續(xù)陰雨天氣之后路燈的快速恢復亮燈，如何延長蓄電池的使 用壽命，成為了太陽能路燈急需解決的技術問題。LED光源的優(yōu)越性被越來越多的人認可，因而LED也被用于室外路燈照明上，如能將太陽能和LED的各自優(yōu)勢匯聚一起研制成太陽能LED路燈必將成為未來室外路燈照明發(fā)展的趨勢。專利號為ZL 200820159050. 4的中國專利公開了ー種太陽能路燈，包括太陽能電池板、太陽能控制器、蓄電池、恒流器和路燈，其中太陽能電池板與太陽能控制器的輸入端連接，太陽能控制器的控制端通過恒流器與路燈連接，太陽能控制器的輸出端與蓄電池連接。該公開的技術方案利用太陽能供電，且將該電能有效用于路燈工作，既節(jié)能又環(huán)保，但是其只適用于天氣睛朗的時候，用于市電的節(jié)能，并不能解決連續(xù)陰雨天氣的時候的路燈的供電問題和連續(xù)陰雨天氣之后的路燈的快速恢復亮燈的問題，同時也不能有效延長蓄電池的使用壽命，存在著技術問題。專利號為ZL 200820162613. 5的中國專利公開了ー種自動調(diào)節(jié)功率的太陽能LED路燈，包括路燈控制器、LED模塊、連接在路燈控制器輸入端的太陽能光伏組件、連接在路燈控制器輸出端的蓄電池，所述路燈控制器具有至少兩個輸出功率不同的照明輸出端，每個照明輸出端與LED模塊的輸入端之間分別連接有驅動電路。該公開的技術方案利用由路燈控制器自動控制在不同的時段采用不同的照明輸出端給LED模塊供電，解決了現(xiàn)有技術中陰雨天氣時夜間路燈長時間亮燈問題，但是其并不能解決連續(xù)陰雨天氣之后的路燈的快速恢復亮燈的問題，同時也不能有效延長蓄電池的使用壽命，存在著技術問題。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型提供了一種太陽能路燈控制系統(tǒng)，該太陽能路燈控制系統(tǒng)能夠在連續(xù)陰雨天氣之后快速恢復亮燈，井能有效延長第一蓄電池和第二蓄電池的使用壽命。一種太陽能路燈控制系統(tǒng)，包括太陽能電池板、控制器、恒流器、路燈以及蓄電池，所述的太陽能電池板與控制器的輸入端連接，所述的控制器的輸出端通過恒流器與路燈連接，所述的蓄電池與控制器連接，所述的蓄電池包括第一蓄電池和第二蓄電池，所述的第一蓄電池的容量大于第二蓄電池的容量，所述的太陽能電池板通過控制器的切換控制對第一蓄電池和第二蓄電池充電，所述的第一蓄電池和第二蓄電池通過控制器的切換控制給路燈供電。太陽能電池板通過控制器的切換控制給第一蓄電池和第二蓄電池充電,第一蓄電池和第二蓄電池通過控制器的切換控制給路燈供電，從而使得不同情況下，選擇性地對第一蓄電池和第二蓄電池充放電，從而達到快速恢復亮燈和減少蓄電池使用次數(shù)。所述的第二蓄電池(小容量蓄電池)的電量可以在短時間內(nèi)達到過放恢復電壓，對路燈供電，從而即使在連續(xù)陽光不充足或是陰雨天氣之后同樣可以快速恢復亮燈。所述的第一蓄電池(大容量蓄電池)在連續(xù)陽光不充足或是陰雨天氣由于第二蓄電池對路燈供電而可以繼續(xù)充電達到過放恢復電壓，減少了第一蓄電池的循環(huán)使用次數(shù)，從而延長了第一蓄電池的使用壽命。所述的第二蓄電池只有在所述的第一蓄電池進入過放電保護時才對所述路燈供電，從而延長路燈的亮燈時間，節(jié)約又環(huán)保。所述的第二蓄電池在第一蓄電池對路燈供電時一直處于過充電保護狀態(tài)，不對路燈供電，這樣減少了第二蓄電池的循環(huán)使用次數(shù)，從而延長了第二蓄電池的使用壽命。作為本實用新型的控制器的一種優(yōu)選，所述的控制器包括用于對所述第一蓄電池和第二蓄電池充電的充電電路，充電電路采用現(xiàn)有技木，如浮充方式充電電路；用于檢測所述太陽能電池板兩端電壓的檢測電路，通過檢測太陽能電池板兩端電壓來進行光照度采樣，判斷白天和黑夜；帶保護功能的功率驅動電路，對第一蓄電池和第二蓄電池的輸出電流進行控制并保護第一蓄電池和第二蓄電池的放電，帶保護功能的功率驅動電路可采用現(xiàn)有技木；用于檢測第一蓄電池輸出電流的第一電流傳感器，用于檢測第二蓄電池輸出電流的第二電流傳感器；以及處理器，所述的處理器接受檢測電路、第一電流傳感器和第二電流傳感器的反饋信號并對充電電路、帶保護功能的功率驅動電路進行控制。所述的第一蓄電池和第二蓄電池的輸出端均串接有保險絲，進行電子短路保護。太陽能路燈控制系統(tǒng)具有過充保護、過放保護、電子短路保護、過載保護等功能。所述的控制器還包括用于將溫度信號反饋給所述處理器的溫度傳感器，處理器可以根據(jù)溫度傳感器反饋的溫度信號進行溫度補償。優(yōu)選的，所述的第一蓄電池的容量為第二蓄電池的容量的3 5倍。第一蓄電池的容量比較大，可以延長亮燈時間和周期；第二蓄電池的容量相對比較小，可以在陰雨天氣之后快速達到過放恢復電壓從而對路燈進行供電，同時，可以讓第一蓄電池繼續(xù)充電從而減少了第一蓄電池的循環(huán)使用次數(shù)，延長了第一蓄電池的使用壽命。所述的第一蓄電池的容量為90 150A h，所述的第二蓄電池的容量為15 45A h。這些規(guī)格的蓄電池能夠很好滿足太陽能路燈控制系統(tǒng)的使用要求，滿足對路燈供電照明的需求，并且上述的規(guī)格的蓄電池市場化程度較高，價格也相對較合理，方便用戶更換。進ー步優(yōu)選，所述的第一蓄電池的容量為120A*h，所述的第二蓄電池的容量為30A*h。[0022]與現(xiàn)有技術相比，本實用新型具有如下優(yōu)點天氣睛朗的時候，只有第一蓄電池工作，第二蓄電池不工作，第一蓄電池接收來自太陽能電池板的能量蓄存起來直到達到過充電保護狀態(tài)，這些能量用于夜晚路燈的照明，而第二蓄電池在達到過充電保護狀態(tài)之后處于靜止狀態(tài)，只有在第一蓄電池處于過放電保護狀態(tài)而不足以用來供電照明時，才使用第二蓄電池對路燈進行供電照明，可以相對減少第二蓄電池的使用次數(shù)，這樣，本實用新型太陽能路燈控制系統(tǒng)可以延長第二蓄電池的使用壽命。陰雨天氣或是陽光不充足的時候，先是第一蓄電池供電給路燈照明，在第一蓄電池放電達到過放電保護狀態(tài)后，第二蓄電池開始用于給路燈供電照明。第一蓄電池一直處于充電狀態(tài)直到恢復到過放恢復電壓后才繼續(xù)對路燈供電，而第二蓄電池即使在天氣不是很好的時候也能快速達到過放恢復電壓用于陰雨天氣的晚上給路燈供電照明，等到第一蓄電池的充電狀態(tài)恢復到過放恢復電壓后開始恢復對路燈供電，第二蓄電池則在達到過充電保護狀態(tài)之后處于靜止狀態(tài)不對路燈供電。這樣，本實用新型太陽能路燈控制系統(tǒng)可以延長第一蓄電池的循環(huán)使用壽命，同時不影響陰雨天的晚上路燈的供電照明。 連續(xù)陰雨天氣時，第一蓄電池供電給路燈照明直到進入過放電保護狀態(tài)而停止供電，接著第二蓄電池開始用于給路燈供電照明。在陰雨天之后放睛的第一天晚上，第一蓄電池由于還未恢復到過放恢復電壓而不用于路燈供電照明，可是第二蓄電池則因為容量小而容易在短時間內(nèi)達到過放恢復電壓對路燈供電，這樣，本實用新型太陽能路燈控制系統(tǒng)不僅可以延長第一蓄電池的循環(huán)使用壽命和陰雨天氣路燈的亮燈時間，同時不影響連續(xù)陰雨天之后路燈的供電照明。

圖I為本實用新型太陽能路燈控制系統(tǒng)的結構示意圖；圖2為本實用新型的控制器、太陽能電池板和蓄電池的結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作進ー步的說明。如圖I所示，本實用新型太陽能路燈控制系統(tǒng)，包括太陽能電池板I、控制器2、恒流器3、第一蓄電池4、第二蓄電池5以及路燈6，路燈6可選用LED路燈，太陽能電池板I與控制器2的輸入端連接，控制器2的輸出端通過恒流器3與路燈6連接，第一蓄電池4和第ニ蓄電池5均與控制器2連接,第一蓄電池4的容量大于第二蓄電池5的容量,太陽能電池板I通過控制器2的切換控制對第一蓄電池4和第二蓄電池5充電,第一蓄電池4和第二蓄電池5通過控制器2的切換控制給路燈6供電。第一蓄電池4的容量具體選用120A -h,第二蓄電池5的容量具體選用30A ho如圖2所示，虛線框內(nèi)為本實用新型的控制器的結構示意圖，控制器2包括用于對第一蓄電池4和第二蓄電池5充電的充電電路、用于檢測太陽能電池板I兩端電壓的檢測電路、帶保護功能的功率驅動電路9、用于檢測第一蓄電池4輸出電流的第一電流傳感器
11、用于檢測第二蓄電池5輸出電流的第二電流傳感器12、用于檢測環(huán)境溫度的溫度傳感器10以及處理器7。[0031 ] 用于對第一蓄電池4和第二蓄電池5充電的充電電路包括PWM功率驅動電路8、場效應管Q1、場效應管Q2和場效應管Q3,場效應管Q2的源極與第一蓄電池4的正極、第一蓄電池4的負極與保險絲13依次串聯(lián)形成第一蓄電池4的充電電路，場效應管Q3的源極與第ニ蓄電池5的正極、第二蓄電池5的負極與保險絲14依次串聯(lián)形成第二蓄電池5的充電電路，第一蓄電池4的充電電路和第二蓄電池5的充電電路并聯(lián)后形成總充電電路，總充電電路與場效應管Q1串接后接入太陽能電池板I的輸出端。場效應管Q1的柵極、場效應管Q2的柵極和場效應管Q3的柵極均與PWM功率驅動電路8連接，場效應管Q1的漏扱、場效應管Q2的漏極和場效應管Q3的漏極通過ニ極管D和電阻R3均與太陽能電池板I的輸出端的負極連接。PWM功率驅動電路8采用現(xiàn)有技術，PWM功率驅動電路8與處理器7連接。處理器7通過PWM功率驅動電路8控制場效應管Q1,從而控制總充電電路的通斷，處理器7通過PWM功率驅動電路8控制場效應管Q2,從而控制第一蓄電池4的充電電路的通斷，處理器7通過PWM功率驅動電路8控制場效應管Q3,從而控制第二蓄電池5的充電電路的通斷。用于檢測太陽能電池板I兩端電壓的檢測電路，包括串聯(lián)的兩個電阻R1和R2，并 聯(lián)接在太陽能電池板I的輸出端，處理器7通過檢測太陽能電池板I兩端電壓來進行光照度采樣，判斷白天和黑夜。處理器7具體可選用單片機。第一蓄電池4的輸出端即正極和負極，串接第一電流傳感器11和場效應管Q4后通過恒流器3與路燈6連接，第二蓄電池5的輸出端即正極和負極，串接第二電流傳感器12和場效應管Q5后通過恒流器3與路燈6連接。場效應管Q4的柵極和場效應管Q5的柵極均與帶保護功能的功率驅動電路9連接，帶保護功能的功率驅動電路9采用現(xiàn)有技術，包括現(xiàn)有的過載保護電路和PWM功率驅動電路，帶保護功能的功率驅動電路9與處理器7連接。處理器7通過帶保護功能的功率驅動電路9控制場效應管Q4,從而控制第一蓄電池4的電流輸出；處理器7通過帶保護功能的功率驅動電路9控制場效應管Q5,從而控制第二蓄電池5的電流輸出。處理器7接受檢測電路、第一電流傳感器11、第二電流傳感器12和溫度傳感器10的反饋信號，井根據(jù)反饋信號對總充電電路、帶保護功能的功率驅動電路9進行控制，從而使得太陽能路燈控制系統(tǒng)具有過充保護、過放保護、電子短路保護、過載保護等功能。本實用新型太陽能路燈控制系統(tǒng)的工作過程如下處理器7根據(jù)第一蓄電池4的充放電狀態(tài)分為兩種工作模式第一種工作模式為第一蓄電池4的工作狀態(tài)，此時的處理器7執(zhí)行的是先對第二蓄電池5充電,充滿后再對第一蓄電池4充電,第二蓄電池5 —直處于飽和狀態(tài),第一蓄電池4充滿后先使用第一蓄電池4的電能對路燈6供電照明；第二種工作模式為第一蓄電池4的虧電狀態(tài)，此時的處理器7執(zhí)行的是先對第二蓄電池5充電,充滿后多余的電量再給第一蓄電池4充電,第一蓄電池4 一直處于充電狀態(tài)，而使用時會先使用第二蓄電池5的電能對路燈6供電，直到第一蓄電池4達到過充電保護狀態(tài)，然后處理器7的工作模式又會轉為第一種工作模式，如此循環(huán)，不僅減少了第一蓄電池4和第二蓄電池5的循環(huán)使用次數(shù)，同時延長了它們的使用壽命。第一蓄電池4平時一直處于工作狀態(tài)，也就是處理器7采用第一種工作模式，但是陰雨天氣后由于第一蓄電池4 一直放電進入過放電保護后，處理器7采用第二種工作模式，由原本不工作的飽和狀態(tài)的第二蓄電池5開始放電給路燈6供電照明，直到第一蓄電池4充滿電能恢復對路燈6供電后，處理器7再次采用第一種工作模式，這樣ー種交替間隔控制使用蓄電池供電的方法不僅可以延長蓄電池的循環(huán)使用壽命和路燈的亮燈時間，還可以在連續(xù)陰雨天之后快速恢復亮燈。以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所做的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型 的保護范圍內(nèi)。
權利要求1.一種太陽能路燈控制系統(tǒng)，包括太陽能電池板、控制器、恒流器、路燈以及蓄電池，所述的太陽能電池板與控制器的輸入端連接，所述的控制器的輸出端通過恒流器與路燈連接，所述的蓄電池與控制器連接，其特征在于，所述的蓄電池包括第一蓄電池和第二蓄電池，所述的第一蓄電池的容量大于第二蓄電池的容量，所述的太陽能電池板通過控制器的切換控制對第一蓄電池和第二蓄電池充電，所述的第一蓄電池和第二蓄電池通過控制器的切換控制給路燈供電。
2.根據(jù)權利要求I所述的太陽能路燈控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的控制器包括用于對所述第一蓄電池和第二蓄電池充電的充電電路、用于檢測所述太陽能電池板兩端電壓的檢測電路、帶保護功能的功率驅動電路、用于檢測第一蓄電池輸出電流的第一電流傳感器、用于檢測第二蓄電池輸出電流的第二電流傳感器以及處理器，所述的處理器接受檢測電路、第一電流傳感器和第二電流傳感器的反饋信號并對充電電路、帶保護功能的功率驅動電路進行控制。
3.根據(jù)權利要求2所述的太陽能路燈控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的控制器還包括用 于將溫度信號反饋給所述處理器的溫度傳感器。
4.根據(jù)權利要求I所述的太陽能路燈控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的第一蓄電池的容量為第二蓄電池的容量的3 5倍。
5.根據(jù)權利要求4所述的太陽能路燈控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的第一蓄電池的容量為90 150A h，所述的第二蓄電池的容量為15 45A h。
6.根據(jù)權利要求5所述的太陽能路燈控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的第一蓄電池的容量為120A h，所述的第二蓄電池的容量為30A h。
專利摘要本實用新型公開了一種太陽能路燈控制系統(tǒng)，包括太陽能電池板、控制器、恒流器、路燈以及蓄電池，所述的太陽能電池板與控制器的輸入端連接，所述的控制器的輸出端通過恒流器與路燈連接，所述的蓄電池與控制器連接，所述的蓄電池包括第一蓄電池和第二蓄電池，所述的第一蓄電池的容量大于第二蓄電池的容量，所述的太陽能電池板通過控制器的切換控制對第一蓄電池和第二蓄電池充電，所述的第一蓄電池和第二蓄電池通過控制器的切換控制給路燈供電。本實用新型太陽能路燈控制系統(tǒng)能夠在連續(xù)陰雨天氣之后快速恢復亮燈，并能有效延長第一蓄電池和第二蓄電池的使用壽命。
文檔編號H05B37/02GK202496116SQ201220115240
公開日2012年10月17日 申請日期2012年3月23日 優(yōu)先權日2012年3月23日
發(fā)明者劉濤, 吳秋萍, 宋偉杰, 張泳源, 張賢鵬, 王振衛(wèi) 申請人:中國科學院寧波材料技術與工程研究所湖州新能源產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心