CN206790742U - 一种太阳能led路灯智能控制装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种太阳能LED路灯智能控制装置，包括控制器，控制器电连接有时间模块、LCD显示器和充放电管理模块，充放电管理模块还电连接有太阳能板和防雷电感，防雷电感电连接有蓄电池；控制器电连接有照度传感器和网络通信模块，并通过开关电路依次连接有整流滤波电路和直流LED驱动电路；控制器还连接有与直流LED驱动电路输入端连接的直流/直流转换电路，且直流/直流转换电路的输入端还连接于充放电管理模块的输出端。本实用新型解决了现有技术不存在的防雷效果足够理想的光控LED路灯控制电路的技术问题，并具有电路结构简单，容易实现，成本低的特点。
Description
技术领域
本实用新型属于太阳能路灯技术领域，尤其涉及一种太阳能LED路灯智能控制装置。
背景技术
目前，太阳能LED路灯大都针对市政工程，采用离网方式，路灯控制采用时控或者光控方式。蓄电池充电及放电功率回路主要采用通断模式进行控制，它利用MOSFET、IGBT等大功率开关进行通断控制，给蓄电池充电及给负载输出回路放电。由于太阳能电池必须放置在户外接受阳光，因此它的太阳能电池输入电缆有一部分甚至有的***连控制器都安置在户外，这样控制器必然会受到雷击危险，它们容易受到感应雷甚至是直接雷的伤害。在雷击多发地区的太阳能控制器一般都会加一定的防雷电路对控制器进行保护，特别是太阳能电池输入端和负载输出端。传统的控制器防护方案均是在太阳能电池输入端和负载输出端加装防雷器。
而目前业界所用的这种太阳能控制器防护电路存在以下缺点：1、为保证给蓄电池充足电，太阳能电池上限电压要高出蓄电池额定电压许多，而为保证防雷器在正常工作条件下不会误动作，太阳能电池输入端所配防雷器动作电压应高于太阳能电池的上限电压并有一定的裕量。这样，当在开关管导通状态下，太阳能电池输入受到雷击时，由于蓄电池为低阻通道，一开始雷电流通过导通的开关管向蓄电池直接泄放，当雷电流逐渐增加在充电回路、开关管和蓄电池形成的雷电压超过防雷器的动作电压时，防雷器才开始动作并泄放雷电流，同时还有一部分雷电流继续通过开关管和蓄电池泄放，由于雷电流的能量很大，开关管在这种状态下极易损坏。2、为保护开关管而在开关管两端并接压敏电阻或放电管，由于它们的响应时间或动作电压等原因，起不到保护开关管的作用；同样用电容由于能量较小，也无法保护开关管不受损坏；用瞬态抑制二极管响应动作快，能起到保护开关管的作用，但由于通过蓄电池泄放的雷电流过大，瞬态抑制二极管自身先损坏，即使用最大功率的瞬态抑制二极管多个并联，由于动作电压和泄流量的不均，瞬态抑制二极管依然是容易损坏。3、通过工程安装可以减少太阳能电池遭受直接雷或感应雷的机率，但由于太阳能电池长期在户外，受到感应雷雷击是不可避免。
另外，现有的太阳能LED路灯供电电路都采用逆变器将太阳能转换的直流电转换为交流电，推动LED驱动电路工作，但是，逆变器的转换效率低，并且可靠性差。
实用新型内容
本实用新型的目的在于：提供一种太阳能LED路灯智能控制装置，以解决现有技术不存在的防雷效果足够理想的光控LED路灯控制电路的技术问题，并具有电路结构简单，容易实现，成本低的特点。
本实用新型采用的技术方案如下：
一种太阳能LED路灯智能控制装置，包括控制器，控制器电连接有时间模块、LCD显示器和充放电管理模块，充放电管理模块还电连接有太阳能板和防雷电感，防雷电感电连接有蓄电池；控制器电连接有照度传感器和网络通信模块，并通过开关电路依次连接有整流滤波电路和直流LED驱动电路；控制器还连接有与直流LED驱动电路输入端连接的直流/直流转换电路，且直流/直流转换电路的输入端还连接于充放电管理模块的输出端。
进一步的，控制器电连接有GPRS/Zigbee模块。
进一步的，太阳能板还连接有接入控制器的故障检测电路，且控制器连接有故障报警电路。
进一步的，蓄电池还连接有接入控制器的蓄电池电压检测电路。
进一步的，蓄电池电压检测电路包括两个串接起来的电阻R4和电阻R5，电阻R4连接到蓄电池，电阻R5另一端接地，在电阻R5上并联有二极管D1和电容C3，在电阻R4与电阻R5串联的连接端为信号输出端，信号输出端连接到控制器上并向控制器提供信号。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：
1.本实用新型的主要改进点在于，在原有控制电路技术的基础上，去除了市电供电/充电部分，将普通的开关电路改为了光控开关电路，增加照度传感器和网络通信模块，并且在蓄电池上串联了防雷电感。添加防雷电感后，由于流过蓄电池的雷电流大为减小，同时防雷电感的感抗远大于蓄电池的内阻，在蓄电池两端所分的残压也相应大为减小，简化了原有电路的结构，解决了现有技术不存在的防雷效果足够理想的光控LED路灯控制电路的技术问题。
2.增加GPRS/Zigbee模块，使得本实用新型能够与其他终端设备进行无线通信，避免了普通的网络通信模块需要插网线的麻烦。
3.增加故障检测电路和故障报警电路，用于检测太阳能板是否能正常放电，使之能实时监测太阳能板的发电情况，而控制器也方便根据其反馈回来的故障信号给出控制信号，控制故障报警电路发出报警信号，以便维护人员及时进行故障维护。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图；
图2是蓄电池电压检测电路的结构示意图；
图3是直流/直流转换电路的结构示意图。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。本实用新型主要的结构在于结构类的改进，其中可能涉及到的软件编程等内容不属于本实用新型的改进点，本领域技术人员结合现有技术能够实现。
下面结合图1～图3对本实用新型作详细说明。
实施例1
一种太阳能LED路灯智能控制装置，包括控制器，控制器电连接有时间模块、LCD显示器和充放电管理模块，充放电管理模块还电连接有太阳能板和防雷电感，防雷电感电连接有蓄电池；控制器电连接有照度传感器、网络通信模块和GPRS/Zigbee模块，并通过开关电路依次连接有整流滤波电路和直流LED驱动电路；控制器还连接有与直流LED驱动电路输入端连接的直流/直流转换电路，且直流/直流转换电路的输入端还连接于充放电管理模块的输出端。
直流/直流转换电路包括依次连接的桥式电路10、变压电路20和次级整流电路30；所述次级整流电路包括：第一整流单元31、第二整流单元32、第三整流单元33、第四整流单元34、可控开关35、第一电容36、以及第二电容37；其中，所述第一整流单元31的正极与所述第二整流单元32的负极和变压电路的次边绕组21的一端连接，所述第三整流单元33的正极与所述第四整流单元34的负极、所述次边绕组的另一端和所述可控开关的一端连接；所述第一电容36的一端和所述第二电容37的一端均与所述可控开关的另一端连接，所述第一电容36的另一端连接至所述第一整流单元36和所述第三整流单元33的负极，所述第二电容37的另一端连接至所述第二整流单元32和所述第四整流单元34的正极。在不同的场景下，通过控制可控开关35的截止和导通，使直流-直流转换电路的次级整流电路30的形式可以在桥式整流和倍压整流中进行相应的切换。由于同等条件下，倍压整流的输出电压通常高于桥式整流的输出电压，因此，能够适用在输入电压较低、输出电压较高的场景，相反的，桥式整流则可以适用在输入电压较高、输出电压较低的场景，从而通过对次级整流形式的切换实现对输出电压的辅助调节，即使在宽范围变化的输入、输出电压的场景下，仍可有效保证转换效率。
控制器通过充放电管理模块对蓄电池的充放电进行管理，控制器通过照度传感器收集LED路灯下路面照度情况，并控制开关电路处于通路状态，若在当前太阳光照影响下LED路灯的照度过高或者过低，则控制电源模块供给LED光源的驱动电流大小，从而控制LED路灯亮度，可相对减少高亮度工作时间，降低电能消耗。
本实用新型采用直流/直流转换电路替代逆变器，提高了转换效率和可靠性。直流/直流转换电路的主要作用在于，将蓄电池储存的直流电经过转换后输出到直流LED驱动电路，以驱动LED路灯工作。
上述电路中，本实施例在添加防雷电感后，由于流过蓄电池的雷电流大为减小，同时防雷电感的感抗远大于蓄电池的内阻，在蓄电池两端所分的残压也相应大为减小。
上述电路中，网络传输模块是指通过光纤将数据(如照度)传送至电脑端显示的互联网模块。而GPRS/Zigbee模块则是把相关数据和信息(如照度)通过无线网络传输至电脑端或手持端，电脑端和手持端通过网络客户端对所有工作模块进行无线控制。将Internet和GPRS、Zigbee等无线通信网络整合到一起，实现了Zigbee网络数据到GPRS网络数据的收发。
所述控制器根据从电脑端或手持端接收到的控制信号对时间模块发出指令，通过时间模块控制直流/直流转换电路，实现对LED路灯进行定时、记时、校时等控制功能，有利于节能管理。
实施例2
太阳能板还连接有接入控制器的故障检测电路，且控制器连接有故障报警电路。
故障检测电路用于检测太阳能板上的是否能够正常放电，并将故障信号反馈到控制器上，使之能实时监测太阳能板的发电情况，而控制器也方便根据其反馈回来的故障信号给出控制信号，控制故障报警电路发出报警信号。此部分所用的故障检测电路采用现有技术即可实现，因此，不再赘述。
蓄电池还连接有接入控制器的蓄电池电压检测电路。
蓄电池电压检测电路包括两个串接起来的电阻R4和电阻R5，电阻R4连接到蓄电池，电阻R5另一端接地，在电阻R5上并联有二极管D1和电容C3，在电阻R4与电阻R5串联的连接端为信号输出端，信号输出端连接到控制器上并向控制器提供信号。这样可以通过实时侦测蓄电池的电量，以便启动/停止太阳能板进行充电。蓄电池电压检测电路还可参照申请号为：201320691269.X-蓄电池电压检测电路，进行相应功能的增加和完善。
综上所述，本实用新型还可对LED路灯电压、照度、蓄电池的检测，实现了对影响LED路灯运行的参数检测，检测较为全面，解决了普通路灯完全依靠光电控制或值班人员进行手动控制的传统路灯控制方式所带来的控制不稳定、可靠性差等不利因素。
本实用新型未详细阐述的部分属于本领域公知技术，本领域技术人员根据已有的描述已能够在不付出创造性劳动的前提下进行实施，因此，不再赘述。
Claims (5)
1.一种太阳能LED路灯智能控制装置，包括控制器，控制器电连接有时间模块、LCD显示器和充放电管理模块，其特征在于，充放电管理模块还电连接有太阳能板和防雷电感，防雷电感电连接有蓄电池；控制器电连接有照度传感器和网络通信模块，并通过开关电路依次连接有整流滤波电路和直流LED驱动电路；控制器还连接有与直流LED驱动电路输入端连接的直流/直流转换电路，且直流/直流转换电路的输入端还连接于充放电管理模块的输出端。
2.如权利要求1所述的一种太阳能LED路灯智能控制装置，其特征在于，控制器电连接有GPRS/Zigbee模块。
3.如权利要求1所述的一种太阳能LED路灯智能控制装置，其特征在于，太阳能板还连接有接入控制器的故障检测电路，且控制器连接有故障报警电路。
4.如权利要求1～3任一项所述的一种太阳能LED路灯智能控制装置，其特征在于，蓄电池还连接有接入控制器的蓄电池电压检测电路。
5.如权利要求4所述的一种太阳能LED路灯智能控制装置，其特征在于，蓄电池电压检测电路包括两个串接起来的电阻R4和电阻R5，电阻R4连接到蓄电池，电阻R5另一端接地，在电阻R5上并联有二极管D1和电容C3，在电阻R4与电阻R5串联的连接端为信号输出端，信号输出端连接到控制器上并向控制器提供信号。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN109027918A (zh) * | 2018-07-21 | 2018-12-18 | 芜湖英特杰智能科技有限公司 | 一种基于Zigbee模块的校园照明智能控制*** |
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