[發明專利]基于環境檢測進行充電的LED路燈

無效

• 申請號: 201511002641.1
• 申請日: 2015-10-02
• 公開（公告）號: CN105588066A
• 公開（公告）日: 2016-05-18
• 發明（設計）人: 董巖
• 申請（專利權）人: 董巖
• 主分類號: F21S9/02
• 分類號: F21S9/02;F21S9/03;F21S9/04;F21V23/00;H05B33/08;F21W131/103;F21Y115/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于環境檢測進行充電的LED路燈，所述LED路燈包括 AT89C51單片機、風速檢測儀、太陽光光強檢測儀、充電子系統和鉛酸蓄 電池，充電子系統為鉛酸蓄電池充電，充電后的鉛酸蓄電池為AT89C51 單片機、風速檢測儀、太陽光光強檢測儀和LED燈管提供電力供應， AT89C51單片機與風速檢測儀、太陽光光強檢測儀和充電子系統分別連 接，根據風速檢測儀和太陽光光強檢測儀的檢測結果控制充電子系統對鉛 酸蓄電池的充電。

2.如權利要求1所述的基于環境檢測進行充電的LED路燈，其特征 在于，所述LED路燈還包括：

風速檢測儀，用于實時檢測當前環境的實時風速；

太陽光光強檢測儀，用于實時檢測當前環境的實時太陽光光強；

太陽能電板，設置在燈架上，包括無反射薄膜覆蓋層、N型半導體、 P型半導體、基板和太陽能輸出接口，用于將無反射薄膜覆蓋層接收的太 陽能轉化為光學電能，太陽能輸出接口包括上部電極和下部電極，用于輸 出光學電能；

升力風機主結構，設置在燈架上，包括三個葉片、偏航設備、輪轂和 傳動設備；三個葉片在風通過時，由于每一個葉片的正反面的壓力不等而 產生升力，所述升力帶動對應葉片旋轉；偏航設備與三個葉片連接，用于 提供三個葉片旋轉的可靠性并解纜；輪轂與三個葉片連接，用于固定三個 葉片，以在葉片受力后被帶動進行順時針旋轉，將風能轉化為低轉速的動 能；傳動設備包括低速軸、齒輪箱、高速軸、支撐軸承、聯軸器和盤式制 動器，齒輪箱通過低速軸與輪轂連接，通過高速軸與風力發電機連接，用 于將輪轂的低轉速的動能轉化為風力發電機所需要的高轉速的動能，聯軸 器為一柔性軸，用于補償齒輪箱輸出軸和發電機轉子的平行性偏差和角度 誤差，盤式制動器，為一液壓動作的盤式制動器，用于機械剎車制動；

風力發電機，與升力風機主結構的齒輪箱連接，為一雙饋異步發電機， 用于將接收到的高轉速的動能轉化為風力電能，風力發電機包括定子繞 組、轉子繞組、雙向背靠背IGBT電壓源變流器和風力發電機輸出接口， 定子繞組直連風力發電機輸出接口，轉子繞組通過雙向背靠背IGBT電壓 源變流器與風力發電機輸出接口連接，風力發電機輸出接口為三相交流輸 出接口，用于輸出風力電能；

第一防反二極管，并聯在太陽能輸出接口的上部電極和下部電極之 間，其正端與下部電極連接，負端與上部電極連接；

第一開關管，為一P溝增強型MOS管，其漏極與太陽能輸出接口的 上部電極連接，其襯底與源極相連；

第二防反二極管，其正端與第一開關管的源極連接；

第一電容和第二電容，都并聯在第二防反二極管的負端和下部電極之 間；

第三防反二極管，并聯在第二防反二極管的負端和下部電極之間，其 正端與下部電極連接，其負端與第二防反二極管的負端連接；

第二開關管，為一P溝增強型MOS管，其漏極與第二防反二極管的 負端連接，其襯底與源極相連；

第四防反二極管，并聯在第二開關管的源極和下部電極之間，其正端 與下部電極連接，其負端與第二開關管的源極連接；

第一電感，其一端與第二開關管的源極連接；

第三電容和第四電容，都并聯在第一電感的另一端和下部電極之間；

第五防反二極管，并聯在第一電感的另一端和下部電極之間，其正端 與下部電極連接，其負端與第一電感的另一端連接；

整流電路，與風力發電機輸出接口連接，對風力發電機輸出接口輸出 的三相交流電壓進行整流以獲得風力直流電壓；

濾波穩壓電路，與整流電路連接以對風力直流電壓進行濾波穩壓，以 輸出穩壓直流電壓；

第一電阻和第二電阻，串聯后并聯在濾波穩壓電路的正負二端，第一 電阻的一端連接濾波穩壓電路的正端，第二電阻的一端連接濾波穩壓電路 的負端；

第五電容和第六電容，串聯后并聯在濾波穩壓電路的正負二端，第五 電容的一端連接濾波穩壓電路的正端，第六電容的一端連接濾波穩壓電路 的負端，第五電容的另一端連接第一電阻的另一端，第六電容的另一端連 接第二電阻的另一端；

第七電容，并聯在濾波穩壓電路的正負二端；

第三電阻，其一端連接濾波穩壓電路的正端；

第五開關管，為一P溝增強型MOS管，其漏極與第三電阻的另一端 連接，其襯底與源極相連，其源極與濾波穩壓電路的負端連接；

手動卸荷電路，其兩端分別與第五開關管的漏極和源極連接；

第六防反二極管，其正端與濾波穩壓電路的正端連接，其負端與第五 開關管的漏極連接；

第三開關管，為一P溝增強型MOS管，其漏極與濾波穩壓電路的正 端連接，其襯底與源極相連；

第七防反二極管，其正端與第三開關管的源極連接；

第八電容和第九電容，都并聯在第七防反二極管的負端和濾波穩壓電 路的負端之間；

第八防反二極管，并聯在第七防反二極管的負端和濾波穩壓電路的負 端之間；

第四開關管，為一P溝增強型MOS管，其漏極與第七防反二極管的 負端連接，其襯底與源極相連；

第九防反二極管，并聯在第四開關管的源極和濾波穩壓電路的負端之 間；

第二電感，其一端與第四開關管的源極連接；

第十電容和第十一電容，都并聯在第二電感的另一端和濾波穩壓電路 的負端之間；

第十防反二極管，并聯在第二電感的另一端和濾波穩壓電路的負端之 間；

所述鉛酸蓄電池，設置在燈架上，其正極與第五防反二極管的負極連 接，其負極與第五防反二極管的正極連接，同時其正極與第十防反二極管 的負極連接，其負極與第十防反二極管的正極連接；

繼電器，位于LED燈管和鉛酸蓄電池之間，通過是否切斷LED燈管 和鉛酸蓄電池之間的連接來控制LED燈管的打開和關閉；

光耦，位于繼電器和AT89C51單片機之間，用于在AT89C51單片機 的控制下，決定繼電器的切斷操作；

AT89C51單片機，與第一開關管的柵極、第二開關管的柵極、第三開 關管的柵極和第四開關管的柵極分別連接，通過在第一開關管的柵極和第 三開關管的柵極上分別施加PWM控制信號，確定第一開關管和第三開關 管的通斷，以分別控制太陽能輸出接口和風力發電機輸出接口對鉛酸蓄電 池的充電的通斷，還通過在第二開關管的柵極和第四開關管的柵極上分別 施加占空比可調的PWM控制信號，以分別控制太陽能輸出接口和風力發 電機輸出接口對鉛酸蓄電池的充電電壓；

其中，AT89C51單片機還與風速檢測儀和太陽光光強檢測儀分別連 接；當接收到的實時風速大于等于預設風速閾值且接收到的實時太陽光光 強小于預設光強閾值時，斷開太陽能輸出接口對鉛酸蓄電池的充電，打通 風力發電機輸出接口對鉛酸蓄電池的充電；當接收到的實時風速大于等于 預設風速閾值且接收到的實時太陽光光強大于等于預設光強閾值時，根據 實時風速超出預設風速閾值的比例和實時太陽光光強超出預設光強閾值 的比例決定太陽能輸出接口和風力發電機輸出接口對鉛酸蓄電池的充電 的通斷；當接收到的實時太陽光光強大于等于預設光強閾值且接收到的實 時風速小于預設風速閾值時，打通太陽能輸出接口對鉛酸蓄電池的充電， 斷開風力發電機輸出接口對鉛酸蓄電池的充電；

AT89C51單片機，當實時風速超出預設風速閾值的比例大于等于實時 太陽光光強超出預設光強閾值的比例時，斷開太陽能輸出接口對鉛酸蓄電 池的充電，打通風力發電機輸出接口對鉛酸蓄電池的充電；當實時風速超 出預設風速閾值的比例小于實時太陽光光強超出預設光強閾值的比例時， 打通太陽能輸出接口對鉛酸蓄電池的充電，斷開風力發電機輸出接口對鉛 酸蓄電池的充電；

存儲設備，與AT89C51單片機連接，用于預先存儲預設風速閾值和預 設光強閾值。