[實用新型]基于分段多點監控法的太陽能路燈控制器

有效

• 申請號: 201420155542.1
• 申請日: 2014-04-02
• 公開（公告）號: CN203761659U
• 公開（公告）日: 2014-08-06
• 發明（設計）人: 彭兆加;言萍;史陳佛保
• 申請（專利權）人: 婁底市光能科技發展有限公司
• 主分類號: H05B37/02
• 分類號: H05B37/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及路燈控制系統，具體為基于分段多點監控法的太陽能路燈控制器。

背景技術

智能太陽能路燈系統由太陽能電池板、蓄電池、燈桿、LED燈具、控制器（過充過放保護電路，光控、時控電路）等組成。白天太陽能電池板接受太陽輻射能并轉化為電能輸出，經過充電控制電路儲存在蓄電池中；晚間當光線照度降低時，控制器使LED燈點亮，進行指示性照明。其中，蓄電池是太陽能LED路燈系統中混合動力系統的重要部分之一，因此它的剩余荷電容量（SOC）對系統的穩定性也有重大影響。蓄電池經常過放或過充，容易造成蓄電池壽命大大縮短。因此，開發一種針對此問題的控制電路非常必要。

發明內容

本實用新型所解決的技術問題在于提供基于分段多點監控法的太陽能路燈控制器，以解決上述背景技術中的缺點。

本實用新型所解決的技術問題采用以下技術方案來實現：

本實用新型針對蓄電池充放電穩定性問題，采用分段多點監控法去監控蓄電池剩余荷電容量（SOC）的充電/放電法，放電過程和控制器在充電過程中一樣，分段多點監控，在不同的階段用不同寬度的PWM信號輸出控制，有效避免了過放。控制器檢測到蓄電池充電或放電超出一定范圍時，控制器切斷充放電回路，保證電池不被損壞。

根據蓄電池剩余荷電容量（SOC）充放電數學模型和剩余荷電容量（SOC）與蓄電池循環壽命的關系，在設計太陽能LED路燈控制器的時候，采用以下控制方案，完全避免蓄電池過充和過放，并保證LED路燈以盡可能延長點亮的時間。在充電階段為三段控制：第一段（10%<SOC<40%：）為快充階段、第二段（40%<SOC<95%）慢充階段；第三段（SOC>95%）浮充階段。充電過程中逐漸減小脈寬調制信號（PWM）的寬度。在放電/驅動階段分六段進行監控：（90%<SOC<100%）、（80%<SOC<90%）、（80%<SOC<70%）、（60%<SOC<70%）、（50%<SOC<60%）、（40%<SOC<50%），對應各段計算出對應的脈寬調制信號（PWM）寬度來驅動LED路燈。在放電/驅動過程中逐段縮小PWM信號的寬度，保證足夠亮度同時，以最長的點亮時間為控制目標。10%<SOC<40%時做特殊處理，以最低亮度標準（節能模式）的方式驅動LED路燈，并在到達過放點之前切斷負載，可完全避免過放。

基于分段多點監控法的太陽能路燈控制器，包括過充/過放保護電路，脈寬調制控制信號（PWM）發生器控制三極管Q2、Q3導通，穩壓管D1的作用，IRF4905管的柵源電壓等于鉗位電壓，IRF4905管導通，太陽電池向蓄電池充電，反之，前兩極三極管均截止VGS=0V，IRF4905管斷開，太陽能電池不能向蓄電池充電；放電控制端給出高電平時，三極管S9013導通，NDB7060L輸出高電平，IRF3205柵源電壓為鉗位電壓，此時, MOSTET導通，蓄電池向負載供電，反之，放電控制端給出低電平時，三極管截止相當于開關處于斷開狀態，蓄電池不能向負載供電。

本實用新型中，穩壓管與IRF4905管并聯控制蓄電池充電。

本實用新型中，蓄電池與二極管D3并聯防止蓄電池逆充。

本實用新型中，Q2、Q3組成電阻分壓耦合與IRF4905管柵極連接。

本實用新型中，PWM信號通過電阻R10與Q4極連接， 漏極與NDB7060L連接。

本實用新型中，穩壓管D5與IRF3205管連接，控制電池向負載供電。

有益效果：本實用新型可以有效的提高蓄電池的使用壽命，保障太陽能LED路燈系統的長周期穩定運行。

附圖說明

圖1為本實用新型的充電電路原理圖；

圖2為本實用新型的放電電路原理圖；

圖3為本實用新型的控制器結構框圖。

具體實施方式

為了使本實用新型實現的技術手段、創作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結合具體圖示，進一步闡述本實用新型。