[實(shí)用新型]一種太陽(yáng)能路燈智能負(fù)載檢測(cè)控制裝置

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200720043042.9
• 申請(qǐng)日: 2007-08-08
• 公開（公告）號(hào): CN201114914Y
• 公開（公告）日: 2008-09-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 何朝陽(yáng);吳立琴
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇中澳光伏能源科技有限公司
• 主分類號(hào): H05B37/03
• 分類號(hào): H05B37/03;H05B41/285;F21S9/03;F21W131/103
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司
• 代理人: 樓高潮

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及路燈照明控制裝置，特別是一種太陽(yáng)能照明路燈智能負(fù)載檢測(cè)的控制裝置。

技術(shù)背景

現(xiàn)有技術(shù)中的智能化太陽(yáng)能路燈控制裝置，由蓄電池充放電保護(hù)電路、光控電路和單片機(jī)控制電路組成，蓄電池正負(fù)極兩端連接有兩路采樣電路，一路采樣電路對(duì)蓄電池電壓進(jìn)行采樣，通過(guò)預(yù)先設(shè)置值對(duì)蓄電池進(jìn)行監(jiān)測(cè)和保護(hù)，另一路將蓄電池電壓采樣后送入控制器中進(jìn)行處理，控制器根據(jù)當(dāng)天的充電情況和蓄電池在春夏秋冬不同季節(jié)的充電量自動(dòng)控制路燈的工作時(shí)間。另外，其對(duì)系統(tǒng)的保護(hù)是采用傳統(tǒng)保險(xiǎn)絲，一旦保險(xiǎn)絲燒毀，必須人為更換；線路短路后需手動(dòng)復(fù)位，斷電后需人工進(jìn)行重新開啟。因此，維護(hù)麻煩，安全性能不高。

發(fā)明目的

本實(shí)用新型所要解決的問題是提供一種安全性能好、維護(hù)方便的太陽(yáng)能路燈智能負(fù)載檢測(cè)的控制裝置。

為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型包括太陽(yáng)能板、蓄電池、負(fù)載、微處理器單元、蓄電池充電單元和負(fù)載驅(qū)動(dòng)單元，太陽(yáng)能電板輸出接蓄電池充電單元，其輸出端及控制端分別接蓄電池和接微處理器，蓄電池輸出接負(fù)載驅(qū)動(dòng)單元，其輸出端及控制端分別接照明負(fù)載和微處理器，負(fù)載上另接有負(fù)載過(guò)流短路保護(hù)單元及負(fù)載在線檢測(cè)單元，兩者的輸出信號(hào)均連接至微處理器。負(fù)載過(guò)流短路保護(hù)單元用于識(shí)別負(fù)載處于過(guò)流或短路狀態(tài)，進(jìn)而即時(shí)截止動(dòng)作和程序監(jiān)控；負(fù)載在線檢測(cè)單元用于檢測(cè)負(fù)載處于斷開或短路狀態(tài)。

所述負(fù)載過(guò)流短路保護(hù)單元包括通過(guò)微處理器單元與負(fù)載相并聯(lián)的終端電阻，以向微處理器單元傳送負(fù)載斷開或斷開信號(hào)，所述負(fù)載在線檢測(cè)單元包括由運(yùn)放器與比較器組成的與負(fù)載并聯(lián)的保護(hù)電路，其輸出端接微處理器單元。

負(fù)載驅(qū)動(dòng)單元可設(shè)有二組輸出，連接相應(yīng)的雙回路負(fù)載。

微處理器上還可接有對(duì)應(yīng)于負(fù)載處于斷開或短路狀態(tài)的報(bào)警驅(qū)動(dòng)單元。

本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)及效果：由于設(shè)有負(fù)載過(guò)流短路保護(hù)單元和負(fù)載在線檢測(cè)單元，可以識(shí)別負(fù)載處于過(guò)流或短路狀態(tài)，進(jìn)而即時(shí)截止動(dòng)作和程序監(jiān)控也解決了用傳統(tǒng)保險(xiǎn)絲只能對(duì)電路進(jìn)行一次性保護(hù)，一旦燒毀必須人為更換、短路后需手動(dòng)復(fù)位或斷電后重新開啟的問題，簡(jiǎn)化了太陽(yáng)能智能路燈控制器維護(hù)，提高了設(shè)備的安全性能；設(shè)置報(bào)警驅(qū)動(dòng)單元，當(dāng)負(fù)載處于斷開或短路狀態(tài)時(shí)，發(fā)出報(bào)警提示，從而及時(shí)告知設(shè)備的故障，及時(shí)進(jìn)行維護(hù)，不至于在設(shè)備出錯(cuò)的情況下繼續(xù)使用，造成大的損失，從而提高了安全性能。

附圖及說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型的電路方框圖；

圖2是本實(shí)用新型保護(hù)部分的電路圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的電路、特征及其功效進(jìn)一步說(shuō)明。

茲結(jié)合附圖詳細(xì)列舉具體實(shí)施方式如下：太陽(yáng)能電池板1，通過(guò)連接器接充電單元11及蓄電池2，充電單元11由快恢復(fù)二極管和場(chǎng)效應(yīng)管組成，其控制極受控于微處理器10的P1.6腳，其輸出接蓄電池2，太陽(yáng)能電池板可探測(cè)環(huán)境的光線強(qiáng)弱，進(jìn)而判斷出白天和黑夜，當(dāng)太陽(yáng)能電池板1的電壓大于蓄電池2電壓時(shí)，充電單元11有電流流過(guò)，蓄電池2在充電。蓄電池2，通過(guò)導(dǎo)線接負(fù)載驅(qū)動(dòng)回路14，負(fù)載驅(qū)動(dòng)回路14是由2只場(chǎng)效應(yīng)管組成，場(chǎng)效應(yīng)管作為電子開關(guān)，控制回路的輸出，其控制極受微處理器10的P1.7、P3.7兩腳的控制，蓄電池2提供照明系統(tǒng)所需的電源，負(fù)載16是負(fù)載驅(qū)動(dòng)回路14所帶的負(fù)載，可以是與蓄電池2相應(yīng)電壓的直流負(fù)載，如直流節(jié)能燈、LED燈，也可以通過(guò)逆變器驅(qū)動(dòng)無(wú)極燈、高壓鈉燈等交流負(fù)載。微處理器10，是本實(shí)用新型的核心器件，可監(jiān)測(cè)蓄電池的工作狀態(tài)、可以識(shí)別目前的光線情況、可以跟蹤負(fù)載的運(yùn)行情況，進(jìn)而根據(jù)的流程調(diào)用不同的處理程序，為防止外界干擾引起設(shè)備運(yùn)行失常，微處理器10具有攔截程序失控的自動(dòng)恢復(fù)功能。負(fù)載驅(qū)動(dòng)回路14，輸出受控于微處理器，可以根據(jù)設(shè)定的時(shí)間進(jìn)行工作，在蓄電池欠壓、白天來(lái)臨時(shí)，負(fù)載驅(qū)動(dòng)回路14停止輸出。在負(fù)載短路或嚴(yán)重過(guò)載時(shí)，負(fù)載驅(qū)動(dòng)回路6每隔10秒接通負(fù)載，如負(fù)載短路已解除，則負(fù)載能正常工作。負(fù)載輸出控制采用SGS-THOMSOM公司的N型增強(qiáng)型功率MOS管P60N06。該功率管具有低內(nèi)阻(＜0.014歐)，能承受高的工作電流(最大為60A)，較高擊穿電壓(＞60V)較低門檻驅(qū)動(dòng)電壓(＞4V)的特點(diǎn)，經(jīng)試驗(yàn)表明在5A的額定負(fù)載下，溫升不超過(guò)10℃，不需附加散熱器。負(fù)載輸出控制電路的參數(shù)選擇要保證12V和24V系統(tǒng)均能使P60N06可靠開通和關(guān)斷，同時(shí)要注意MOS管的柵源電壓必須限制在20V范圍內(nèi)，以保護(hù)MOS管。蓄電池充電單元11，根據(jù)設(shè)置好的蓄電池容量，利用單片機(jī)的PWM功能，控制器根據(jù)蓄電池不同容量的伏安特性自動(dòng)調(diào)節(jié)對(duì)蓄電池充電電流，來(lái)獲得最佳充電效果。以單體標(biāo)稱電壓為12V的鉛酸蓄電池為例，當(dāng)其單體電壓10V-11.5V時(shí)，便以0.2C的充電電流對(duì)蓄電池充電，當(dāng)其單體電壓在11.5V-12.5V時(shí)，便以0.1C的充電電流對(duì)蓄電池充電，當(dāng)其單體電壓12.5V-15V時(shí)，便以0.05C的充電電流對(duì)蓄電池充電。此后當(dāng)電壓掉至維護(hù)電壓時(shí)，蓄電池進(jìn)入浮充狀態(tài)，當(dāng)?shù)陀诰S護(hù)電壓后浮充關(guān)閉，進(jìn)入均充狀態(tài)。當(dāng)蓄電池電壓低于保護(hù)電壓時(shí)，控制器自動(dòng)關(guān)閉負(fù)載開關(guān)以保護(hù)蓄電池不受損壞。通過(guò)PWM充電電路(智能三階段充電)，可使太陽(yáng)能電池板發(fā)揮最大功效，提高充電效率。負(fù)載在線檢測(cè)電路15，負(fù)載與一個(gè)終端電阻相并聯(lián)，該電路在負(fù)載未開啟時(shí)起作用。當(dāng)負(fù)載斷開或短路時(shí)送到A/D轉(zhuǎn)換口的電壓值和負(fù)載未發(fā)生故障等明顯不一樣。當(dāng)微處理器檢測(cè)到時(shí)負(fù)載故障，報(bào)警驅(qū)動(dòng)電路12會(huì)讓蜂鳴器發(fā)出聲音。負(fù)載過(guò)流、短路檢測(cè)電路9，負(fù)載過(guò)流及短路保護(hù)：設(shè)計(jì)了兩級(jí)保護(hù)。第一級(jí)采用了0.01歐康銅絲以及運(yùn)放LM358、比較器LM393等器件組成的過(guò)流、短路檢測(cè)電路配合單片機(jī)的A/D轉(zhuǎn)換及外部中斷響應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，這種使用了硬件+軟件的方式，LM358的輸出送P1.7(A/D轉(zhuǎn)換)口，用作過(guò)流信號(hào)識(shí)別，當(dāng)電流超過(guò)額定電流20％并維持30秒以上時(shí)，確認(rèn)為過(guò)流；短路電流整定為10A，響應(yīng)時(shí)間為毫秒數(shù)量級(jí)。第二級(jí)采用了電子保險(xiǎn)絲保護(hù)，當(dāng)流經(jīng)電子保險(xiǎn)絲的電流驟然增加時(shí)，溫度隨之上升，其電阻大大增加，工作電流大大降低，達(dá)到保護(hù)電路目的，響應(yīng)時(shí)間為秒數(shù)量級(jí)，過(guò)流撤消或短路恢復(fù)后電子保險(xiǎn)絲恢復(fù)成低阻抗導(dǎo)體，無(wú)須任何人為更換或維修。系統(tǒng)采用了兩級(jí)保護(hù)措施后，在長(zhǎng)達(dá)數(shù)小時(shí)時(shí)間負(fù)載短路實(shí)驗(yàn)后，控制器仍沒出現(xiàn)電路燒毀現(xiàn)象。解決了用傳統(tǒng)保險(xiǎn)絲只能對(duì)電路進(jìn)行一次性保護(hù)，一旦燒毀必須人為更換的問題，同短路后需手動(dòng)復(fù)位或斷電后重新開啟的系統(tǒng)相比，也具有明顯的優(yōu)點(diǎn)。簡(jiǎn)化了太陽(yáng)能路燈控制器維護(hù)，提高了本裝置的安全性能。