專利名稱：太陽能充電恒流輸出一體機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種用于太陽能電流輸出的裝置。
背景技術(shù)：
隨著工業(yè)的快速發(fā)展，世界各國逐漸認(rèn)識到能源對人類的重要性，更認(rèn)識到常規(guī)能源在利用過程中對環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)造成的破壞，各國開始根據(jù)國情，治理和緩解已經(jīng)惡化的環(huán)境，并把可再生、無污染的新能源的開發(fā)利用作為可持續(xù)發(fā)展的重要內(nèi)容。太陽能屬于清潔能源，并且取之不盡用之不竭，因此得到了各國的大力發(fā)展。雖然太陽能擁有巨大的潛能，但是受限于目前的科技水平，新材料的開發(fā)瓶頸，以及成本的制約，人們并不能充分地吸收到太陽發(fā)出的能力。傳統(tǒng)的太陽能路燈控制器存在著以下缺陷:一般采用肖特基防反加開關(guān)控制的方式，開斷式充電方式效率低下；安全性可靠性不佳，一般無保護(hù)設(shè)計；輸出控制方式單一，不能直接驅(qū)動LED光源；不能有效調(diào)節(jié)LED光源的功率，真正做到分時段分功率的控制方式。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種充電效率高、保護(hù)功能齊全以及放電管理功能完善、可直接驅(qū)動LED燈珠并具有調(diào)光功能的太陽能充電恒流輸出一體機(jī)。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用了以下技術(shù)方案:一種太陽能充電恒流輸出一體機(jī)，包括與太陽能蓄電池板相連的太陽能接線端子、與蓄電池相連的蓄電池接線端子以及與負(fù)載相連的負(fù)載接線端子。太陽能接線端子與PWM充電轉(zhuǎn)換單元的信號輸入端、太陽能采樣電路的信號輸入端相連；PWM充 電轉(zhuǎn)換單元輸出端與蓄電池接線端子相連，另與控制單元的一路輸出端相連；PWM充電單元的輸出端與蓄電池相連；蓄電池和負(fù)載之間通過一個升壓轉(zhuǎn)換電路單元以及電流采樣單元連接；蓄電池的另一輸出端與控制單元通過蓄電池電壓采樣單元連接；負(fù)載端子L+與控制單元通過負(fù)載電壓采樣單元連接；TL494芯片接受電流采樣單元、調(diào)光電路單元以及輸出控制電路單元的輸出信號，分別與他們相連，輸出控制信號控制升壓轉(zhuǎn)換電路單元并與其相連；調(diào)光電路單元以及輸出控制電路單元分別與控制單元相連，接受其輸出的控制信號。太陽能充電恒流輸出一體機(jī)所述的太陽能接線端子由接線端子S+、S-組成，接線端子S+分別與太陽能采樣電路的信號輸入端以及PWM充電單元的輸入端相連，接線端子S-與PWM充電單元的輸入端相連。太陽能充電恒流輸出一體機(jī)，所述的PWM充電單元輸出連接至蓄電池接線端子，并接受控制單元的控制信號。太陽能充電恒流輸出一體機(jī)，蓄電池接線端子由接線端子B+、B-組成，其輸入端連接至PWM充電單元，輸出端連接至升壓轉(zhuǎn)換電路單元的輸入端，并輸出信號至蓄電池電壓采樣單元。[0009]太陽能充電恒流輸出一體機(jī)，所述的升壓轉(zhuǎn)換電路單元由電感L、電解電容C、功率MOSFET Q、快恢復(fù)二極管Dl組成，L的第二腳與Q的第二腳以及D的陽極并聯(lián)，D的陰極與C的正極以及負(fù)載的L+端子相連，C的負(fù)極與Q的第三腳、蓄電池的B-端子以及電流采樣單元的輸入端連接，Q的第一腳與控制芯片TL494的輸出端相連。太陽能充電恒流輸出一體機(jī)，所述的電流采樣單元由分流器RT以及差分放大電路組成，RT串聯(lián)連接在B-于L-之間，差分放大電路的輸入并聯(lián)連接在RT兩端，電流采樣單元的輸出連接至控制芯片TL494的一個輸入端口。太陽能充電恒流輸出一體機(jī)，所述的控制單元為ATmegaS單片機(jī)，包括多個輸入輸出端口，輸入端口分別于太陽能電壓米樣單兀、蓄電池電壓米樣單兀、負(fù)載電壓米樣單元、溫度采樣單元以及系統(tǒng)電源相連接，輸出端口分別與PWM充電單元、調(diào)光控制單元、輸出控制單元相連接。由上述技術(shù)方案可知，本實用新型采用PWM的充電方式，在充電效率方面得到很大的提高；采用升壓電源轉(zhuǎn)換電流反饋環(huán)的輸出方式，可以直接恒流驅(qū)動高達(dá)20顆LED燈珠串聯(lián)的三到五組并聯(lián)的LED燈；采用單片機(jī)處理太陽能，蓄電池，負(fù)載的電壓數(shù)據(jù)，可以更安全的進(jìn)行過壓，反充，過流，短路等 保護(hù)功能。

圖1是本實用新型的電路圖。
具體實施方式
一種太陽能充電恒流輸出一體機(jī)，包括與太陽能蓄電池板相連的太陽能接線端子、與蓄電池相連的蓄電池接線端子以及與負(fù)載相連的負(fù)載接線端子。太陽能接線端子與PWM充電轉(zhuǎn)換單元(I)的信號輸入端、太陽能采樣電路(7)的信號輸入端相連；PWM充電轉(zhuǎn)換單元輸出端與蓄電池接線端子相連，另與控制單元(2)的一路輸出端相連；PWM充電單元的輸出端與蓄電池相連；蓄電池和負(fù)載之間通過一個升壓轉(zhuǎn)換電路單元(3)以及電流采樣單元(4)連接；蓄電池的另一輸出端與控制單元(2)通過蓄電池電壓采樣單元(9)連接；負(fù)載端子L+與控制單元(2)通過負(fù)載電壓采樣單元(10)連接；TL494芯片(6)接受電流采樣單元(4)、調(diào)光電路單元(5)以及輸出控制電路單元(8)的輸出信號，分別與他們相連，輸出控制信號控制升壓轉(zhuǎn)換電路單元(3)并與其相連；調(diào)光電路單元(5)以及輸出控制電路單元(8)分別與控制單元(2)相連，接受其輸出的控制信號。如圖1所示。如圖1所示，所述的太陽能接線端子由接線端子S+、S-組成，接線端子S+分別與太陽能采樣電路(7 )的信號輸入端以及PWM充電單元(I)的輸入端相連，接線端子S-與PWM充電單元(I)的輸入端相連。所述的PWM充電單元(I)輸出連接至蓄電池接線端子，并接受控制單元(2)的控制信號。PWM充電單元(I)內(nèi)部包括兩個開關(guān)電路，一個用于充電的PWM控制，一個用于防止蓄電池在晚間給太陽能電池板反向充電；在白天充電狀態(tài)下，防反開關(guān)開通，充電開關(guān)通過PWM信號調(diào)節(jié)，控制蓄電池電壓不超過蓄電池的過充點。如圖1所示，蓄電池接線端子由接線端子B+、B_組成，其輸入端連接至PWM充電單元(1)，輸出端連接至升壓轉(zhuǎn)換電路單元(3)的輸入端，并輸出信號至蓄電池電壓采樣單元
(9)。如圖1所示，所述的升壓轉(zhuǎn)換電路單元(3)由電感L、電解電容C、功率MOSFET Q、快恢復(fù)二極管Dl組成，L的第二腳與Q的第二腳以及D的陽極并聯(lián)，D的陰極與C的正極以及負(fù)載的L+端子相連，C的負(fù)極與Q的第三腳、蓄電池的B-端子以及電流采樣單元(4)的輸入端連接，Q的第一腳與控制芯片TL494的輸出端相連。如圖1所示，所述的電流采樣單元(4)由分流器RT以及差分放大電路組成，RT串聯(lián)連接在B-于L-之間，差分放大電路的輸入并聯(lián)連接在RT兩端，電流采樣單元(4)的輸出連接至控制芯片TL494的一個輸入端口。本部分屬于放電部分，由于負(fù)載(LED燈珠)的串并方式不一樣，其所需要的電壓和電流都不一樣，一般情況下，LED燈珠都是以增加串聯(lián)燈珠數(shù)目來提升光源的功率，因為并聯(lián)會增加輸出電流，而串聯(lián)增加的是輸出電壓，增加電流會增加其損害，因此離網(wǎng)系統(tǒng)中的LED驅(qū)動源都是以升壓為主，通過檢測負(fù)載電流，然后跟差分放大器組成負(fù)反饋電流，TL494會自動調(diào)整控制MOSFET的占空比來穩(wěn)定輸出電流以達(dá)到恒流之目的。調(diào)光的原理是通過調(diào)整反饋比較電壓值調(diào)整輸出電流，如需輸出一半功率，那么只需要將反饋比較電壓值降低一半，即可達(dá)成一半功率之目的，反饋電壓值由控制單元控制調(diào)光電路的分壓比例完成。如需關(guān)閉輸出，只需要將TL494的死區(qū)時間調(diào)至最大即可。如圖1所示，所述的控制單元(2)為ATmega8單片機(jī)，包括多個輸入輸出端口，輸入端口分別于太陽能電壓采樣單元(7)、蓄電池電壓采樣單元(9)、負(fù)載電壓采樣單元(10)、溫度采樣單元(11)以及系統(tǒng)電源相連接，輸出端口分別與PWM充電單元(I)、調(diào)光控制單元(5)、輸出控制單元(8)相連接。控制單元(2)采樣得到的數(shù)據(jù)可以做出相應(yīng)的充電輸出模式。首先，根據(jù)蓄電池電壓值調(diào)整充電PWM，以控制充電電壓，調(diào)整輸出狀態(tài)，是否需要過放保護(hù)；第二，根據(jù)太陽能電壓值調(diào)整輸出模式已經(jīng)防反充開關(guān)狀態(tài)，即是路燈模式還是戶用模式，以及是否要進(jìn)行防反充保護(hù)；第三，根據(jù)負(fù)載電壓判斷是否空載，在空載情況下需要關(guān)閉輸出 。
權(quán)利要求1.一種太陽能充電恒流輸出一體機(jī)，其特征在于:包括與太陽能蓄電池板相連的太陽能接線端子、與蓄電池相連的蓄電池接線端子以及與負(fù)載相連的負(fù)載接線端子；太陽能接線端子與PWM充電轉(zhuǎn)換單元(I)的信號輸入端、太陽能采樣電路(7)的信號輸入端相連；PWM充電轉(zhuǎn)換單元輸出端與蓄電池接線端子相連，另與控制單元(2)的一路輸出端相連；PWM充電單元的輸出端與蓄電池相連；蓄電池和負(fù)載之間通過一個升壓轉(zhuǎn)換電路單元(3)以及電流采樣單元(4)連接；蓄電池的另一輸出端與控制單元(2)通過蓄電池電壓采樣單元(9)連接；負(fù)載端子L+與控制單元(2)通過負(fù)載電壓采樣單元(10)連接；TL494芯片(6)接受電流采樣單元(4)、調(diào)光電路單元(5)以及輸出控制電路單元(8)的輸出信號，分別與他們相連，輸出控制信號控制升壓轉(zhuǎn)換電路單元(3)并與其相連；調(diào)光電路單元(5)以及輸出控制電路單元(8 )分別與控制單元(2 )相連，接受其輸出的控制信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能充電恒流輸出一體機(jī)，其特征在于:所述的太陽能接線端子由接線端子S+、S-組成，接線端子S+分別與太陽能采樣電路(7)的信號輸入端以及PWM充電單元(I)的輸入端相連，接線端子S-與PWM充電單元(I)的輸入端相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能充電恒流輸出一體機(jī)，其特征在于:所述的PWM充電單元(I)輸出連接至蓄電池接線端子，并接受控制單元(2 )的控制信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能充電恒流輸出一體機(jī)，其特征在于:蓄電池接線端子由接線端子B+、B-組成，其輸入端連接至PWM充電單元(I )，輸出端連接至升壓轉(zhuǎn)換電路單兀(3)的輸入端,并輸出信號至蓄電池電壓米樣單兀(9)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能充電恒流輸出一體機(jī)，其特征在于:所述的升壓轉(zhuǎn)換電路單元(3)由電感L、電解電容C、功率MOSFET Q、快恢復(fù)二極管Dl組成，L的第二腳與Q的第二腳以及D的陽極并聯(lián)，D的陰極與C的正極以及負(fù)載的L+端子相連，C的負(fù)極與Q的第三腳、蓄電池的B-端子以及電流采樣單元(4)的輸入端連接，Q的第一腳與控制芯片TL494的輸出端相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能充電恒流輸出一體機(jī)，其特征在于:所述的電流采樣單元(4)由分流器RT以及差分放大電路組成，RT串聯(lián)連接在B-于L-之間，差分放大電路的輸入并聯(lián)連接在RT兩端，電流采樣單元(4)的輸出連接至控制芯片TL494的一個輸入端□。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能充電恒流輸出一體機(jī)，其特征在于:所述的控制單元(2)為ATmega8單片機(jī)，包括多個輸入輸出端口，輸入端口分別于太陽能電壓采樣單元(7)、蓄電池電壓采樣單元(9)、負(fù)載電壓采樣單元(10)、溫度采樣單元(11)以及系統(tǒng)電源相連接，輸出端口分別與PWM充電單元(I)、調(diào)光控制單元(5)、輸出控制單元(8)相連接。
專利摘要本實用新型涉及一種太陽能充電恒流輸出一體機(jī)，太陽能接線端子與PWM充電轉(zhuǎn)換單元的信號輸入端、控制單元的信號輸入端相連，PWM充電轉(zhuǎn)換單元輸出端與蓄電池接線端子相連，另與控制單元的一路輸出端相連，PWM充電單元的輸出端與蓄電池相連，蓄電池和負(fù)載之間通過一個升壓轉(zhuǎn)換電路連接。本太陽能充電恒流輸出一體機(jī)成功的將太陽能離網(wǎng)型路燈的發(fā)電系統(tǒng)整合，降低了安裝帶來的許多不可預(yù)知的故障，集成了完善的保護(hù)功能，并從根本上解決了LED調(diào)光調(diào)功率問題，使離網(wǎng)太陽能系統(tǒng)的能量得到更充分的使用。
文檔編號H05B37/02GK203120233SQ20132001710
公開日2013年8月7日 申請日期2013年1月14日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月14日
發(fā)明者劉淼龍 申請人:安徽精能綠色能源有限公司