[發明專利]自動化充電控制的太陽能LED路燈

無效

• 申請號: 201511002642.6
• 申請日: 2015-10-03
• 公開（公告）號: CN105627212A
• 公開（公告）日: 2016-06-01
• 發明（設計）人: 李舒曼
• 申請（專利權）人: 李舒曼
• 主分類號: F21S8/08
• 分類號: F21S8/08;F21S9/03;F21S9/04;F21V23/00;H05B37/02;F21W131/103;F21Y115/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明是申請號為201510638112.4、申請日為2015年10月3日、發 明名稱為“自動化充電控制的太陽能LED路燈”的專利的分案申請。

技術領域

本發明涉及LED照明領域，尤其涉及一種自動化充電控制的太陽能 LED路燈。

背景技術

現有技術中，也出現了一些通過太陽能對LED路燈進行供電的技術方 案，雖然，該技術方案在一定程度了進一步提高了LED路燈的節能等級， 但是，在提高LED路燈節能能力的同時，犧牲了LED路燈的可靠性，例 如，在太陽能不足的環境下，LED路燈會在某些時段出現供電不足的情況。

為此，本發明提出了一種自動化充電控制的太陽能LED路燈，能夠將 風能供電電路引入到現有的太陽能LED路燈中，優化和兼容現有的風能供 電電路和太陽能供電電路，通過設定機制實時進行風能供電電路和太陽能 供電電路的切換，從而兼顧LED路燈的節能效果和可靠性。

發明內容

為了解決現有技術存在的技術問題，本發明提供了一種自動化充電控 制的太陽能LED路燈，首先，改善現有的太陽能供電電路，將風能供電電 路引入到LED路燈的供電體系中，搭建兼容二者的LED供電結構，其次， 利用實時時鐘芯片產生的當前系統時間進行太陽能供電電路和風能供電 電路之間的切換，保證LED路燈在各種天氣環境下都能進行正常照明。

根據本發明的一方面，提供了一種自動化充電控制的太陽能LED路 燈，所述LED路燈包括LED燈管、飛思卡爾IMX6處理器、實時時鐘芯 片、光電池和鉛酸蓄電池，光電池為鉛酸蓄電池充電，充電后的鉛酸蓄電 池為飛思卡爾IMX6處理器、實時時鐘芯片和LED燈管提供電力供應，飛 思卡爾IMX6處理器與實時時鐘芯片連接，根據實時時鐘芯片提供的當前 的系統時間控制光電池對鉛酸蓄電池的充電。

更具體地，在所述自動化充電控制的太陽能LED路燈中，還包括：實 時時鐘芯片，產生當前的系統時間，并在當前的系統時間在預設白天時間 段內時，發出白天判斷信號，在當前的系統時間在預設黑夜時間段內時， 發出黑夜判斷信號；光電池，設置在燈架頂部，具有電能輸出接口，用于 輸出光電池將太陽能轉換后的電能，電能輸出接口包括輸出正端和輸出負 端；瞬態電壓抑制器，并聯在電能輸出接口的輸出正端和輸出負端之間； 第一電阻，其一端連接電能輸出接口的輸出正端，其另一端連接第二電阻 的一端；第二電阻，其另一端連接電能輸出接口的輸出負端；升力風機主 結構，設置在燈架頂部，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；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 三電阻和第四電阻，串聯后并聯在濾波穩壓電路的正負二端，第三電阻的 一端連接濾波穩壓電路的正端，第四電阻的一端連接濾波穩壓電路的負 端；第一電容和第二電容，串聯后并聯在濾波穩壓電路的正負二端，第一 電容的一端連接濾波穩壓電路的正端，第二電容的一端連接濾波穩壓電路 的負端，第一電容的另一端連接第三電阻的另一端，第二電容的另一端連 接第四電阻的另一端；第三電容，并聯在濾波穩壓電路的正負二端；第五 電阻，其一端連接濾波穩壓電路的正端；第一開關管，為一P溝增強型 MOS管，其漏極與第五電阻的另一端連接，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，其兩端分別與第一開關管的漏 極和源極連接；第一防反二極管，其正端與濾波穩壓電路的正端連接，其 負端與第一開關管的漏極連接；第二開關管，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；第二防反二極管， 其正端與第二開關管的源極連接；第四電容和第五電容，都并聯在第二防 反二極管的負端和濾波穩壓電路的負端之間；第三防反二極管，并聯在第 二防反二極管的負端和濾波穩壓電路的負端之間；第三開關管，為一P溝 增強型MOS管，其漏極與第三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，并聯在第三開關管的源極和濾波穩壓電路的負端之 間；第一電感，其一端與第三開關管的源極連接；第六電容和第七電容， 都并聯在第一電感的另一端和濾波穩壓電路的負端之間；第五防反二極 管，并聯在第一電感的另一端和濾波穩壓電路的負端之間；鉛酸蓄電池， 并聯在電能輸出接口的輸出正端和輸出負端之間，同時其正極與第五防反 二極管的負極連接，其負極與第五防反二極管的正極連接；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，位于繼電器和飛思卡爾IMX6 處理器之間，用于在飛思卡爾IMX6處理器的控制下，決定繼電器的切斷 操作；電壓檢測器，用于實時檢測鉛酸蓄電池的充電電壓；電流檢測器， 用于實時檢測鉛酸蓄電池的充電電流；太陽能充電控制器，與電能輸出接 口、鉛酸蓄電池、電壓檢測器和電流檢測器分別連接，在檢測到電能輸出 接口對鉛酸蓄電池供電時，當接收到的充電電壓小于預設蓄電池電壓閾值 時，采用恒流充電方式對鉛酸蓄電池進行充電，當接收到的充電電壓大于 等于預設蓄電池電壓閾值且接收到的充電電流大于等于預設蓄電池電流 閾值時，采用恒壓充電方式對鉛酸蓄電池進行充電，當接收到的充電電壓 大于等于預設蓄電池電壓閾值且接收到的充電電流小于預設蓄電池電流 閾值時，采用浮充充電方式對鉛酸蓄電池進行充電；飛思卡爾IMX6處理 器，與實時時鐘芯片連接，當接收到黑夜判斷信號，斷開電能輸出接口對 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 收到白天判斷信號，打通電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；其中，飛思卡爾IMX6處理器還與第 二開關管的柵極和第三開關管的柵極分別連接，通過在第二開關管的柵極 上施加PWM控制信號，確定第二開關管的通斷，以控制風力發電機輸出 接口對鉛酸蓄電池的充電的通斷，還通過在第三開關管的柵極上施加占空 比可調的PWM控制信號，以控制風力發電機輸出接口對鉛酸蓄電池的充 電電壓。