專利名稱：一種智能太陽能照明節(jié)能控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及太陽能控制器領(lǐng)域，更具體的，涉及一種智能太陽能照明節(jié)能控制器。
背景技術(shù)：
控制器是光伏系統(tǒng)中的重要部件，大多數(shù)光伏系統(tǒng)中都用到了控制器以保護(hù)蓄電池免于過充或過放狀態(tài)，過充狀態(tài)可能導(dǎo)致蓄電池中的電解液汽化，造成故障，而蓄電池過放狀態(tài)會引起蓄電池過早失效，且過充過放狀態(tài)均有可能損害負(fù)載。因此控制器好壞對蓄電池的影響十分顯著。通?？刂破饕罁?jù)蓄電池的荷電狀態(tài)(SOC)來控制蓄電池的充放電。當(dāng)蓄電池快要充滿電時，控制器就會斷開部分或全部的陣列電流；當(dāng)蓄電池放電低于預(yù)設(shè)水平時，全部或部分負(fù)載就會被斷開。目前，市場上大部分控制器僅僅通過檢測蓄電池和太陽能電池板當(dāng)前狀態(tài)某些測量值后做出充放電的決策，這并不準(zhǔn)確，特別是放電狀態(tài)通常需要對使用環(huán)境做出合理預(yù)測后，才能做出合理的放電決策。同時，市面上現(xiàn)有的太陽能照明系統(tǒng)中，普通存在的效率不高、自動化程度低和蓄電池短命等問題也多為控制器引起。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提出一種智能太陽能照明節(jié)能控制器，其智能化程度高，能根據(jù)當(dāng)前使用環(huán)境和歷史天氣數(shù)據(jù)做出合理的充放電策略，在滿足當(dāng)前用電需求情況下盡可能保護(hù)電池，易實(shí)現(xiàn)太陽能照明設(shè)備的系統(tǒng)化管理。為達(dá)此目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案:—種智能太陽能照明節(jié)能控制器，包括節(jié)能控制器本體，所述節(jié)能控制器本體包括控制器電路板、檢測器和控制器外殼，控制器電路板設(shè)于控制器外殼內(nèi)，檢測器設(shè)于控制器外殼外，控制器電路板與檢測器通過導(dǎo)線連接，所述控制器電路板包括主控芯片、充放電控制器和通訊接口，所述主控芯片的輸入端連接檢測器的輸出端，主控芯片的輸出端連接檢測器的輸入端，所述檢測器包括空氣溫濕度探針、蓄電池檢測器、光伏電壓檢測器。進(jìn)一步的，所述蓄電池檢測器包括電池溫度探頭和電池電壓檢測器，電池溫度探頭置于蓄電池中。進(jìn)一步的，所述光伏電壓檢測器與太陽能板的光伏組件相連接，所述空氣溫濕度探針曝露于空氣中。進(jìn)一步的，所述主控芯片與各個檢測器相連的接口處設(shè)有A/D轉(zhuǎn)換器，其內(nèi)部ROM中儲存有太陽能板電壓、蓄電池電壓、蓄電池放電策略、使用地空氣溫濕度及天氣的歷史數(shù)據(jù)。[0011 ] 進(jìn)一步的，所述充放電控制器包括電池充電控制器和電池放電控制器，其中電池充電控制器采用多階段形式對電池充電，電池放電控制器輸出端與恒流驅(qū)動相連，電池充電控制器和電池放電控制器均受控于主控芯片。[0012]進(jìn)一步的，所述的通訊接口通過數(shù)據(jù)傳播介質(zhì)與計算機(jī)交換數(shù)據(jù)。進(jìn)一步的，所述恒流驅(qū)動與外負(fù)載相連接。優(yōu)選的，所述節(jié)能控制器本體設(shè)有警報器。本實(shí)用新型的有益效果為:(I)設(shè)有空氣溫濕度探針和電池溫度探頭，能隨時監(jiān)測周邊環(huán)境的氣象資料，電池溫度探頭所測數(shù)據(jù)能輔助控制器修正數(shù)據(jù)，使得控制器能夠通過溫度補(bǔ)償?shù)姆绞娇刂齐姵氐某浞烹?，更利于電池的保護(hù)。(2)主控芯片內(nèi)部ROM中儲存有太陽能電池板電壓、蓄電池電壓、蓄電池放電策略和空氣溫濕度的歷史數(shù)據(jù)，結(jié)合空氣溫濕度探針?biāo)鶞y得的周邊環(huán)境的氣象資料，能預(yù)測未來天氣走勢，通過光伏電壓檢測器和電池電壓檢測器實(shí)時檢測數(shù)據(jù)與歷史數(shù)據(jù)比較，通過主控芯片的綜合計算后得出合理的蓄電池沖放電策略。( 3 )主控芯片能夠?qū)夥妷簷z測器和電池電壓檢測器實(shí)時檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄，對歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行校正，使得ROM中儲存的數(shù)據(jù)不斷完善，更貼近當(dāng)?shù)貙?shí)際氣象狀況。(4)通訊接口通過數(shù)據(jù)傳播介質(zhì)與計算機(jī)交換數(shù)據(jù)，能將不同使用地的不同歷史天氣參數(shù)及控制情況輸入主控芯片的ROM中去。

圖1是本實(shí)用新型具體實(shí)施方式
提供的智能太陽能照明節(jié)能控制器結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型具體實(shí)施方式
提供的智能太陽能照明節(jié)能控制器電路板結(jié)構(gòu)框圖；圖3是本實(shí)用新型具體實(shí)施方式
提供的智能太陽能照明節(jié)能控制器程序邏輯圖。圖中:1、控制器電路板；2、控制器外殼；3、太陽能板；4、蓄電池；5、主控芯片；6、通訊接口 ；7、空氣溫濕度探針；8、電池溫度探頭；9、光伏電壓檢測器；10、電池電壓檢測器；12、ROM ;13、電池充電控制器；14、電池放電控制器；15、恒流驅(qū)動；16、外負(fù)載。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖并通過具體實(shí)施方式
來進(jìn)一步說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案。圖1-2是本實(shí)用新型具體實(shí)施方式
提供的智能太陽能照明節(jié)能控制器及其內(nèi)部控制器電路板結(jié)構(gòu)示意圖。一種智能太陽能照明節(jié)能控制器，包括節(jié)能控制器本體，所述節(jié)能控制器本體包括控制器電路板1、檢測器和控制器外殼2，控制器電路板I設(shè)于控制器外殼2內(nèi)，檢測器設(shè)于控制器外殼2外，控制器電路板I與檢測器通過導(dǎo)線連接。所述控制器電路板包括主控芯片5、充放電控制器和通訊接口 6，所述主控芯片5的輸入端連接檢測器的輸出端，主控芯片5的輸出端連接檢測器的輸入端。所述主控芯片5與檢測器相連的接口處設(shè)有A/D轉(zhuǎn)換器，將各個檢測器檢測信號轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號后，傳入到主控芯片中。所述檢測器包括空氣溫濕度探針7、電池溫度探頭8、光伏電壓檢測器9、電池電壓檢測器10，其中的光伏電壓檢測器9與太陽能板3的光伏組件相連接，以檢測電壓值，確定太陽能電池供給蓄電池4的電壓，空氣溫濕度探針7曝露于空氣中，能收集空氣溫濕度氣象資料，結(jié)合ROM中歷史氣象資料數(shù)據(jù)，預(yù)測天氣狀況，電池溫度探頭8置于蓄電池4中，其中電池溫度探頭8所測數(shù)據(jù)能輔助控制器修正數(shù)據(jù)，使得控制器能夠通過溫度補(bǔ)償?shù)姆绞娇刂菩铍姵?的充放電，電池電壓檢測器10能檢測蓄電池4電壓，確定蓄電池4的放電能力，也能輔助計算蓄電池4的儲電量，光伏電壓檢測器9將電壓檢測值傳入主控芯片5中，通過主控芯片5判斷電壓大小后，判斷是白天還是黑夜。所述主控芯片內(nèi)部ROM中儲存有太陽能板電壓、蓄電池電壓、蓄電池放電策略、使用地空氣溫濕度及天氣的歷史數(shù)據(jù)，歷史數(shù)據(jù)能輔助主控芯片5判斷放電決策，同時歷史數(shù)據(jù)結(jié)合實(shí)際檢測的數(shù)據(jù)預(yù)測未來的天氣走勢和放電策略，以保證太陽能照明燈以合適的亮度和合適的時間照明。ROM預(yù)設(shè)置的歷史數(shù)據(jù)包括:(I)不同天氣條件下，太陽能板3隨時間輸出電壓的歷史數(shù)據(jù)。(2)不同條件下，蓄電池4充放電策略的歷史數(shù)據(jù)。(3)—套能根據(jù)不同天氣條件和蓄電池4的實(shí)際電量，智能選擇蓄電池4放電策略的程序。所述充放電控制器包括電池充電控制器13和電池放電控制器14，其中電池充電控制器13采用多階段形式對電池充電，電池放電控制器14輸出端與恒流驅(qū)動15相連，電池充電控制器13和電池放電控制器14均受控于主控芯片，其中電池充電控制器13能根據(jù)主控芯片5的不同指令，選擇蓄電池4的充電方式是均充還是浮充，電池放電控制器14能執(zhí)行主控芯片5的不同放電指令，確定照明燈以合適的功率照明。所述恒流驅(qū)動15與外負(fù)載16相連接,橫流驅(qū)動15以保證外負(fù)載16的平穩(wěn)供電,利于外負(fù)載16的保護(hù)。所述的通訊接口 6，如USB接口，通過數(shù)據(jù)傳播介質(zhì)與計算機(jī)交換數(shù)據(jù)，將不同使用地的歷史天氣參數(shù)及控制程序載入主控芯片5中。所述節(jié)能控制器本體設(shè)有警報器，當(dāng)照明系統(tǒng)不正常工作時，警報器鳴響，提示工作人員處理。圖3是本實(shí)用新型具體實(shí)施方式
提供的智能太陽能照明節(jié)能控制器及其內(nèi)部控制器電路板的程序邏輯圖。具體使用時，先初始化控制器，然后各個檢測器工作，將太陽能板電壓、空氣溫濕度和蓄電池溫度的檢測值送入主控芯片中，光伏電壓檢測器9將電壓檢測值傳入主控芯片5中，通過主控芯片5判斷電壓大小后，判斷是白天還是黑夜。若是白天，外負(fù)載16關(guān)閉，將蓄電池電壓的檢測值輸入主控芯片5中，主控芯片5計算后發(fā)出指令，決定蓄電池充電方式；若是夜晚，負(fù)載開啟，主控芯片5將太陽能板電壓、空氣溫濕度和蓄電池溫度的檢測值與歷史數(shù)據(jù)作對比，預(yù)測第二天天氣情況，同時將蓄電池電壓的檢測值和蓄電池4電池參數(shù)及剩余電量輸入主控芯片5中，結(jié)合比較后的ROM中存儲數(shù)據(jù)，判斷放電決策，決定照明燈的工作功率，照明的工作方式有:全功率工作，75%、50%和25%全功率工作以及不工作。其中蓄電池4剩余電量的計算，是通過電池的充電量、電池的放電量以及蓄電池電壓的檢測值計算的。此外，各個檢測器在主控芯片5的控制下，是以一定周期不間斷工作的，隨時更新歷史數(shù)據(jù)，使得控制器的充放電策略貼近當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況。主控芯片5能記錄當(dāng)天白天檢測的太陽能板電壓等數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)與前一天的預(yù)測的放電策略進(jìn)行比較，檢驗(yàn)其正確性，若不正確，則修正預(yù)測模型，使得控制器系統(tǒng)處于不斷更新中。
權(quán)利要求1.一種智能太陽能照明節(jié)能控制器，包括節(jié)能控制器本體，所述節(jié)能控制器本體包括控制器電路板(I)、檢測器和控制器外殼(2)，控制器電路板(I)設(shè)于控制器外殼(2)內(nèi)，檢測器設(shè)于控制器外殼(2 )外，控制器電路板(I)與檢測器通過導(dǎo)線連接，其特征在于: 所述控制器電路板包括主控芯片(5)、充放電控制器和通訊接口(6)，所述主控芯片(5)的輸入端連接檢測器的輸出端，主控芯片(5)的輸出端連接檢測器的輸入端； 所述檢測器包括空氣溫濕度探針(7)、蓄電池檢測器和光伏電壓檢測器(9)，所述空氣溫濕度探針(7 )曝露于空氣中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)能控制器，其特征在于，所述蓄電池檢測器包括電池溫度探頭(8 )和電池電壓檢測器(10 )，電池溫度探頭(8 )置于蓄電池(4)中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)能控制器，其特征在于，所述光伏電壓檢測器(9)與太陽能板(3)的光伏組件相連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)能控制器，其特征在于，所述主控芯片(5)與各個檢測器相連的接口處設(shè)有A/D轉(zhuǎn)換器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)能控制器，其特征在于，所述充放電控制器包括電池充電控制器(13)和電池放電控制器(14)，其中電池充電控制器(13)采用多階段形式對電池充電，電池放電控制器(14)輸出端與恒流驅(qū)動(15)相連，電池充電控制器(13)和電池放電控制器(14)均受控于主控芯片(5)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)能控制器，其特征在于，所述的通訊接口(6)通過數(shù)據(jù)傳播介質(zhì)與計算機(jī)交換數(shù)據(jù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的節(jié)能控制器，其特征在于，所述恒流驅(qū)動(15)與外負(fù)載(16)相連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)能控制器，其特征在于，所述節(jié)能控制器本體設(shè)有警報器。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種智能太陽能照明節(jié)能控制器，包括節(jié)能控制器本體，所述節(jié)能控制器本體包括控制器電路板、檢測器和控制器外殼，所述控制器電路板包括主控芯片、充放電控制器和通訊接口，所述檢測器包括空氣溫濕度探針、電池溫度探頭、光伏電壓檢測器和電池電壓檢測器，所述充放電控制器包括電池充電控制器和電池放電控制器，主控芯片內(nèi)部ROM中儲存有檢測器及天氣歷史數(shù)據(jù)。本實(shí)用新型的有益效果為設(shè)有多個檢測器，能隨時監(jiān)測周邊環(huán)境，修正控制器充放電控制參數(shù)，設(shè)有歷史數(shù)據(jù)記錄模塊，能預(yù)測未來天氣狀況，輔助控制器預(yù)測第二天充放電策略，結(jié)合實(shí)際檢測數(shù)據(jù)，做出正確的充放電策略。
文檔編號H05B37/02GK202979377SQ20122059320
公開日2013年6月5日 申請日期2012年11月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月12日
發(fā)明者王建平, 周超進(jìn) 申請人:深圳市全智聚能科技有限公司