[實用新型]可根據(jù)冬夏時節(jié)自動均衡的光伏照明電源

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201220256716.4
• 申請日: 2012-06-02
• 公開（公告）號: CN202603014U
• 公開（公告）日: 2012-12-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 萬小玲;楊志剛;魏學(xué)蓮;賈雁明;黨建國
• 申請（專利權(quán)）人: 楊志剛
• 主分類號: H05B37/02
• 分類號: H05B37/02
• 代理公司: 西寧金語專利代理事務(wù)所 63101
• 代理人: 哈慶華

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種太陽能光伏照明電源，特別是一種可根據(jù)冬夏時節(jié)自動均衡的光伏照明電源。

背景技術(shù)

常規(guī)太陽能路燈控制器由于連續(xù)陰天太陽能電池得不到充足陽光照射，而夜晚仍按正常載荷使用，從而造成蓄電池過放電，又沒有市電電源及時補充，致使夜晚路燈不能開啟，影響路燈正常使用，同時還將導(dǎo)致蓄電池過早損壞，增加了維護(hù)成本。先期的技術(shù)方案為:它包括傳感器模塊，與傳感器模塊連接的數(shù)據(jù)處理控制模塊，數(shù)據(jù)處理控制模塊設(shè)定為冬天和夏天兩種工作模式，根據(jù)傳感器模塊采集的數(shù)據(jù)進(jìn)入冬天或夏天工作模式，控制蓄電模塊充電或放電蓄電模塊，由太陽能電池板和與太陽能電池板連接的蓄電池組成，數(shù)據(jù)處理控制模塊通過升壓、降壓方式連接一個低功率LED燈和一個高功率LED燈，通過數(shù)據(jù)處理器判斷是否有人來選擇高功率燈還是低功率燈。該方案的不足之處是:蓄電池的放電控制還是傳統(tǒng)的終止電壓方式，該種放電控制方式未考慮放電深度，放電深度過大(盡管終止電壓未變)將嚴(yán)重影響蓄電池的循環(huán)使用壽命;在對負(fù)載功率控制中使用了升降壓的控制方法，在進(jìn)行電壓變換時由于變換電路的轉(zhuǎn)換效率不高，損失了寶貴的電池能量。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型的目的是，要解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的放電深度影響蓄電池循環(huán)使用壽命問題、在不同日照條件下負(fù)載功率控制不當(dāng)導(dǎo)致額外損失電池能量或?qū)е码姵剡^放從而影響使用壽命等技術(shù)問題。提供一種具有市電接入和剩余容量控制的太陽能路燈控制器，它具有蓄電池剩余容量控制放電、對負(fù)載進(jìn)行功率無損耗控制，使用方便，蓄電池使用壽命長的電源。

本實用新型的技術(shù)方案是：該電源的特點在于有一微處理器，太陽能電池組件的輸出端接充電切換電路，充電切換電路的輸出端接充電電路的輸入端，充電電路的輸出端接蓄電池；充電切換電路的控制端接微處理器的RB1端，充電電路的控制端接微處理器的PWM端；第一電壓傳感器的輸入端接太陽能電池組件，輸出端接微處理器的AD3端；蓄電池的輸出端接功率分級開關(guān)AK，微處理器輸出控制端口RB2、RB3、RB4、RB5分別連接功率分級開關(guān)的控制端，功率分級開關(guān)的輸出端分別連接分級照明燈的每個獨立發(fā)光單元；電流傳感器的輸入端連接蓄電池，輸出端連接微處理器的AD2端；第二電壓傳感器的輸入端連接蓄電池，輸出端連接微處理器的AD4端。

本實用新型具有如下的優(yōu)點和效果：由于蓄電池的循環(huán)使用壽命與放電深度存在非常密切的關(guān)系，對標(biāo)稱壽命為3到5年的密封電池而言，當(dāng)電池放電深度為100%時，電池的實際使用壽命大約是200到250次充放電循環(huán)，電池的放電深度減為50%時，它所允許的充放電循環(huán)次數(shù)可增為500到600次左右。當(dāng)蓄電池的放電深度減為30%左右時，它所允許的充放電循環(huán)次數(shù)可達(dá)到1200次以上。由此可見，為了延長電池的使用壽命，不要讓電池處于深度放電狀態(tài)。同時在過渡輕載(放電電流小于0.?05C以下)的條件下放電到關(guān)斷電壓時，也會出現(xiàn)放電過深而使蓄電池提前損壞。

本實用新型在蓄電池處于放電工作狀態(tài)時，通過微處理器測量蓄電池電壓、電流計算蓄電池剩余容量，并對負(fù)載功率進(jìn)行分級控制，使蓄電池始終工作在所制定的放電深度以內(nèi)。在調(diào)整功率時，使用功率分級開關(guān)選擇點亮照明燈的個數(shù)，從而達(dá)到調(diào)整蓄電池輸出功率、延長照明時間、控制放電深度的目的，也避免了使用逆變器調(diào)整輸出功率帶來的額外能量損耗。

微處理器通過測量太陽能電池電壓、蓄電池充電電流，對充電過程進(jìn)行自動控制。作為優(yōu)選，在所述微處理器中設(shè)置有蓄電池剩余容量控制模塊。剩余容量的精確計算是非常困難的，本實用新型采用下面的基礎(chǔ)算法進(jìn)行估算;

已經(jīng)使用的容量=負(fù)載功率x時間(小時)

剩余容量=總?cè)萘恳灰呀?jīng)使用的容量

例如12V?lOAH的蓄電池，接有50歐姆的用電器工作10小時，則剩余的容量?=12V*lOAH-12*12/50*10

???????=120瓦特小時-28.8瓦特小時

=91.2瓦特小時

本實用新型帶來的有益效果是，具有蓄電池剩余容量控制放電和對負(fù)載進(jìn)行分級無損耗控制，控制器使用效果好、蓄電池使用壽命長。

附圖說明

圖1為本實用新型可根據(jù)冬夏時節(jié)自動均衡的光伏照明電源原理結(jié)構(gòu)圖。

圖2是本實用新型的第二電壓傳感器和電流傳感器原理圖。

圖3是本實用新型的第一電壓傳感器原理圖。

圖4是本實用新型的功率分級開關(guān)電路原理圖。

具體實施方式