CN101534590B - 太阳能照明控制电源 - Google Patents

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Abstract

一种太阳能照明控制电源，它通过太阳能电池板和市电的输入能够同时提供12V或24V直流电和220V/50Hz或110V/60Hz交流电输出，确保在阴雨季节能向LED灯具或其他节能灯具提供交、直流供电，达到环保节能目的。在现有太阳能充电电源的基础上，还设有交流互补供电单元和逆变器，市电经交流互补供电单元的AC/DC变换输出至直流输出开关输入端，交流互补供电单元另一输入端与蓄电池组输出输入端相连接，对蓄电池组进行电压检测并控制交流互补供电单元的AC/DC变换；在所述二极管的阴极端和供电输出控制电路另一路信号控制输出端之间接有逆变器，该逆变器输出交流电。

Description

太阳能照明控制电源
技术领域
本发明涉及太阳能供电控制装置领域，特别涉及一种太阳能照明控制电源。
背景技术
现有的太阳能路灯照明控制电源主要是由太阳能电池板、太阳能充电控制器、蓄电池组、直流稳流稳压电路组成，输出12V或24V直流电供LED灯或直流工作的照明灯具使用。为了解决因较长时间出现阴雨天气造成太阳能照明控制电源无法正常供电的问题，一种方式是输入交流电转化为直流电对蓄电池组进行充电，从而维持对LED灯的正常供电，这种方式已经在中国专利公告号为CN201113498Y的专利说明书中公开；另一种方式是输入交流电通过整流电路降压整流后对LED供电，这种方式已经在中国专利公开号为CN2849586Y的专利说明书中公开。这些太阳能照明控制电源只能供给低压大电流的直流电，故不适合多盏灯同时供电，使太阳能照明电源的应用范围受到限制，常常局限在单支LED路灯或单支LED灯使用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种太阳能照明控制电源，它通过太阳能电池板和市电的输入能够同时提供12V或24V直流电和220V/50Hz或110V/60Hz交流电输出，确保在阴雨季节能向LED灯具或其他节能灯具提供交、直流供电，达到环保节能目的。
本发明所提出的技术解决方案是这样的：一种太阳能照明控制电源，包括太阳能电池板11、太阳能充电控制器12、蓄电池组13、二极管14、直流输出开关16、供电输出控制电路19，太阳能电池板11输出的直流电通过太阳能充电控制器12一路输出至蓄电池组13，另一路经二极管14和直流输出开关16输出直流电，供电输出控制电路19设有电压检测端18，与太阳能电池板11输出端相连接，供电输出控制电路19的一路信号控制输出端与直流输出开关16的控制输入端相连接，还设有交流互补供电单元17和逆变器15，市电经交流互补供电单元17的AC/DC变换输出至直流输出开关16输入端，交流互补供电单元17另一输入端与蓄电池组13输出输入端相连接，对蓄电池组13进行电压检测并控制交流互补供电单元17的AC/DC变换；在所述二极管14的阴极端和供电输出控制电路19另一路信号控制输出端之间接有逆变器15，该逆变器15输出交流电。
所述逆变器15由DC/DC升压电路15-2、DC/AC转换电路15-3和工作电压电路15-1组成，二极管14阴极端与DC/DC升压电路15-2一输入端相连接，DC/DC升压电路15-2输出端与DC/AC转换电路15-3输入端相连接，工作电压电路15-1的输入端与供电输出控制电路19另一路信号控制输出端相连接，工作电压电路15-1分别向DC/DC升压电路15-2和DC/AC转换电路15-3供给工作电源，DC/AC转换电路15-3输出端输出交流电。
所述交流互补供电单元17由AC/DC高频开关电源17-1、光耦合IC17-2和蓄电池电压检测器17-3组成，市电输入端与AC/DC高频开关电源17-1输入端相连接，AC/DC高频开关电源17-1输出端分别与直流输出开关16输入端和所述DC/DC升压电路15-2输入端相连接，所述蓄电池电压检测器17-3输入端与蓄电池组13输出输入端相连接，蓄电池电压检测器17-3输出端通过光耦合IC17-2与AC/DC高频开关电源17-1另一输入端相连接。
与现有技术相比，本发明具有如下显著效果：
(1)本发明的太阳能照明控制电源由于设有高效低损耗的逆变器，故能够同时提供12V或24V直流电和220V/50Hz或110V/60Hz交流电输出，既适用于LED灯和直流工作的照明灯具用电，也适用于直接向一般家用交流灯具提供照明用电，大大提高了其使用范围；由于可应用于普通照明灯具，相对于LED灯而言，就可以大大降低灯具的成本，对边远缺电地区及农村家庭的太阳能照明应用更具实用价值。
(2)本发明的太阳能照明控制电源由于设有交流互补供电单元，当蓄电池电量不足时能自动取代蓄电池供电，实现不间断照明，这样就不需要配备大容量的蓄电池组和大功率的太阳能电池板，以最少的成本和最充分利用太阳能资源的方式，就能确保在较长期阴雨天气中，每天晚上都获得正常的照明供电。
(3)本发明的太阳能照明控制电源主要应用于LED路灯、庭院灯和家庭照明灯具的供电，当应用于小区庭院灯供电时，若采用交流220V输出供电照明，因线路电流小、损耗低，可以多盏灯集中并联供电，此时，既美化了景观，又能方便于对太阳能电池板和蓄电池组的集中维护管理，节约了成本。
附图说明
图1是本发明一个实施例的太阳能照明控制电源外形图。
图2是图1去掉上盖后的内部结构示意图。
图3是本实施例太阳能照明控制电源的电路原理方框图。
具体实施方式
通过下面实施例对本发明作进一步详细阐述。
参见图1、图2、图3所示，一种太阳能照明控制电源由外壳1、底座2、太阳能充电控制器电路板3、逆变器及供电输出控制器电路板4、交流互补供电单元电路板5、太阳能电池板输入座6、蓄电池组输入座7、交流电输出座8、直流电输出座9、交流电输入座10组成。
上述太阳能照明控制电源的电路结构是由下列各部分组成：太阳能电池板11、太阳能充电控制器12、蓄电池组13、二极管14、直流输出开关16、供电输出控制电路19、交流互补供电单元17、逆变器15。交流互补供电单元17由AC/DC高频开关电源17-1、光耦合IC17-2、蓄电池电压检测器17-3组成。逆变器15由DC/DC升压电路15-2、DC/AC转换电路15-3、工作电压电路15-1组成。太阳能电池板11输出的直流电通过太阳能充电控制器12的其中一路输出至蓄电池组13，其另一路经二极管14和直流输出开关16输出直流电，供电输出控制电路19设有电压检测端18，与太阳能电池板11输出端相连接，供电输出控制电路19的一路信号控制输出端与直流输出开关16的控制输入端相连接，市电(100-300V)经交流互补供电单元17进行AC/DC变换后分别输出至直流输出开关16的输入端和DC/DC升压电路15-2输入端，交流互补供电单元17的另一输入端与蓄电池组13的输出输入端相连接，对蓄电池组13进行电压检测并控制交流互补供电单元17的AC/DC变换；在二极管14的阴极端和供电输出控制电路19的另一路信号控制输出端之间接有逆变器15，该逆变器15的输出端输出220V/50Hz或110V/60Hz的交流电。
本太阳能照明控制电源的工作过程是这样的：白天太阳能电池板11输出额定值为17.5V(或35V)的直流电，经太阳能电池板输入座(6)送到太阳能充电控制器12输入端，其输出端经蓄电池组输入座(7)对12V(或24V)蓄电池组13进行浮充电，同时通过二极管14把直流电送到逆变器15的DC/DC升压电路15-2输入端和直流输出开关16的输入端。
供电输出控制电路19采用光感应控制，是通过检测太阳能电池板11的电压来控制晚上照明供电。当日落后太阳能电池板11输出的电压降到＜1V时，供电输出控制电路19的一路信号控制直流输出开关16吸合，经直流输出座9输出12V或24V直流电供LED灯照明用电，供电输出控制电路19的另一路信号控制逆变器15的工作电压电路15-1输出直流12V工作电压给DC/DC升压电路15-2和DC/AC转换电路15-3，从DC/AC转换电路15-3输出端输出220V/50Hz或110V/60Hz交流电，经交流电输出座8提供给普通节能灯照明用电。天亮时，当供电输出控制电路19的电压检测端18检测到太阳能电池板11输出电压＞2V时，其中一路信号控制直流输出开关16打开，关闭12V或24V直流电输出，供电输出控制电路19另一路信号控制逆变器15的工作电压电路15-1关闭12V直流工作电压，DC/DC升压电路15-2和DC/AC转换电路15-3不工作，220V/50Hz或110V/60Hz的交流电输出关闭。
交流互补供电是通过一个AC/DC高频开关电源17-1来实现的，AC/DC高频开关电源17-1的输入端经交流输入座10与市电连接，其输出端直接与逆变器15的DC/DC升压电路15-2输入端和直流输出开关16输入端连接。AC/DC高频开关电源17-1平常不工作，当电池电压检测器检测到蓄电池电压低于11V或22V时，光偶合IC17-2截止，AC/DC高频开关电源17-1投入工作，输出12V或24V直流电，代替蓄电池组13向逆变器15和直流输出开关16供电，实现交流互补供电过程照明供电输出无转换时间。这里AC/DC高频开关电源17-1输出端是连接在二极管14的阴极，不对蓄电池组13充电，只是确保蓄电池最低电压保持在11V或22V左右。白天出太阳后，当太阳能充电控制器12输出端电压＞11.5V或22.5V，光偶合IC17-2导通，AC/DC高频开关电源17-1停止工作。交流互补供电的设置，可以彻底解决阴雨天季节蓄电池无法充电不能正常供电照明的问题。本实施例的交流互补供电方式及不对蓄电池组充电的设计，可以达到充分利用太阳能资源和节约市电的目的。
本实施例所用的逆变器15是由工作电压电路15-1、DC/DC升压电路15-2和DC/AC转换电路15-3组成，工作电压电路15-1向DC/DC升压电路15-2和DC/AC转换电路15-3提供直流工作电压，首先是把12V或24V直流电通过DC/DC升压电路15-2升压至300V或150V左右的直流电，再通过DC/AC转换电路15-3变换成稳定的220V/50Hz或110V/60Hz交流电，达到高转换效率和低损耗的要求。本实施例的逆变器15的转换效率＞95％，空载损耗电流＜0.15A。由于采用白天关闭12V工作电压的控制方式，逆变器15白天完全不工作，电路损耗为零。
本实施例中直流输出开关16为一直流继电器。

Claims (2)

1.一种太阳能照明控制电源，包括太阳能电池板(11)、太阳能充电控制器(12)、蓄电池组(13)、二极管(14)、直流输出开关(16)、供电输出控制电路(19)，太阳能电池板(11)输出的直流电通过太阳能充电控制器(12)一路输出至蓄电池组(13)，另一路经二极管(14)和直流输出开关(16)输出直流电，供电输出控制器(19)设有电压检测端(18)，与太阳能电池板(11)输出端相连接，供电输出控制电路(19)的一路信号控制输出端与直流输出开关(16)的控制输入端相连接，其特征在于：还设有交流互补供电单元(17)和逆变器(15)，所述交流互补供电单元(17)由AC/DC高频开关电源(17-1)、光耦合IC(17-2)和蓄电池电压检测器(17-3)组成，市电输入端与AC/DC高频开关电源(17-1)输入端相连接，AC/DC高频开关电源(17-1)输出端分别与直流输出开关(16)输入端和逆变器(15)的DC/DC升压电路(15-2)输入端相连接，所述蓄电池电压检测器(17-3)输入端与蓄电池组(13)输出输入端相连接，对蓄电池组(13)进行电压检测并控制交流互补供电单元(17)的AC/DC变换；蓄电池电压检测器(17-3)输出端通过光耦合IC(17-2)与AC/DC高频开关电源(17-1)另一输入端相连接，市电经交流互补供电单元(17)的AC/DC变换输出至直流输出开关(16)输入端；在所述二极管(14)的阴极端和供电输出控制电路(19)另一路信号控制输出端之间接有逆变器(15)，该逆变器(15)输出交流电。
2.根据权利要求1所述的太阳能照明控制电源，其特征在于：所述逆变器(15)由DC/DC升压电路(15-2)、DC/AC转换电路(15-3)和工作电压电路(15-1)组成，二极管(14)阴极端与DC/DC升压电路(15-2)一输入端相连接，DC/DC升压电路(15-2)输出端与DC/AC转换电路(15-3)输入端相连接，工作电压电路(15-1)的输入端与供电输出控制电路(19)另一路信号控制输出端相连接，工作电压电路(15-1)分别向DC/DC升压电路(15-2)和DC/AC转换电路(15-3)供给工作电源，DC/AC转换电路(15-3)输出端输出交流电。
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