CN209072766U - 一种太阳能led灯具照明电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及太阳能照明技术领域，公开了一种太阳能LED灯具照明电路，包括依次电连接的太阳能电池板、蓄电池、LED驱动电路和LED阵列，还包括方波发生电路和脉冲释能电路，方波发生电路的一端与蓄电池放电端连接，另一端与脉冲释能电路的一端连接，脉冲释能电路的另一端与蓄电池的放电端连接；LED驱动电路包括多个子驱动电路，LED阵列包括多个LED灯串，每个子驱动电路的电源输入端与蓄电池放电端连接，PWM信号输入端接收PWM信号，驱动输出端与每个LED灯串一一对应连接；本实用新型能够阻止硫化和消除蓄电池极板上的结晶硫化物，延长蓄电池的寿命，能够灵活调节驱动方式，降低LED灯具的电能损耗，在一定程度上延长太阳能LED灯具工作时长和寿命。

Description

一种太阳能LED灯具照明电路

技术领域

本实用新型涉及太阳能照明技术领域，尤其涉及一种太阳能LED灯具照明电路。

背景技术

太阳能LED灯主要由太阳能电池板、蓄电池和LED灯具控制模块核心组成。太阳能电池板将光能转换为电能，然后将电能传输至蓄电池储能，最后利用蓄电池为LED灯具供电；具体可作为室内、室外照明用具，更广泛被用于室外路灯照明；目前太阳能LED灯主要存在的问题有：蓄电池充放电过程中的过充过放容易对蓄电池造成损伤，影响蓄电池寿命；太阳能电池板受光照影响转换的功率不稳定，受技术局限太阳能电池板转换效率也不高，导致了蓄电池电能储备量有限；而且，LED灯用电的不合理驱动，使得蓄电池容易过度放电，太阳能LED灯不能在夜晚，特别是阴雨天的夜晚较完整、较好的满足大功率LED灯长时间工作。

除了以上两个较为突出的问题外，大功率照明方案中常将LED采用并联、串联或混联的方式进行连接。考虑到LED灯特性参数的差异性、LED驱动电压对安规的要求以及工作的可靠性等要求，采用单独LED串联连接虽然可以保证其正向电流相等，但过多的LED串联会使驱动电压过高、可靠性降低，且一旦其中一颗LED灯珠损坏，势必会影响其他灯珠的工作。因此，最常见的是混联LED灯珠并以阵列的形式摆放。然而，单颗LED灯珠之间存在着不一致性，所以各LED串彼此之间也存在着差异。即使LED串的工作电流完全相同，它们的工作电压也不尽相同，反之亦然。各LED串工作电流的不均衡或不可调控容易造成重载支路的损坏，影响使用寿命。

目前，针对蓄电池充放电过程中的过充过放容易对蓄电池造成损伤，影响蓄电池使用寿命的问题，公告号CN107172753A的专利文献公开了“一种太阳能LED智能照明***”，包括太阳能电池板、蓄电池、光电转换电路、单片机控制电路、亮度检测电路、保护电路、LED输出驱动电路以及LED节能照明灯，保护电路包括过压保护电路和欠压保护电路；该设计通过充放电保护电路，对蓄电池的充放电过程进行全程监控，能够有效保护蓄电池，避免过充或欠压对蓄电池造成损害，提高照明***的使用寿命。

为了尽可能减少LED灯的耗能，保障蓄电池长时间的供能，有的配置计时***，通过定时的方式来控制LED灯灯亮时长，例如晚上8点至凌晨5点的时间内控制LED灯亮起，且LED灯中所有LED灯珠为统一亮灭驱动，关灯与开灯完全不考虑现场是否有行车行人的存在，这对多数晚间凌晨以后车流量、人流量较少的道路上的来说，通宵的全亮会造成不必要的能源耗费，也降低了LED灯珠的使用寿命，因此有待进一步的改进；有的则通过声音检测或者红外检测的方式，在夜晚有车辆或人靠近时，LED灯才亮起，有利于节省电能，但整块声音检测或红外检测电路购买和维修成本较高，且一旦传感器电路损坏，LED灯将无法提供照明，容易存在较大的道路安全隐患，不适合广泛的应用推广，例如公告号为CN102595716B的专利文献，公开的“太阳能LED路灯监控***”，它包括太阳能电池组件、***控制器、光传感器、供电电源、LED路灯、红外线光感应器件和远程数据传输模块，通过***控制器保护蓄电池，延长了蓄电池的使用寿命；无人时关闭路灯，红外线光感应器件感应到行人或车辆再点亮路灯，具有蓄电池电量消耗低，能源利用率高等特点。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述不足，提出一种能够阻止和消除蓄电池极板上的结晶硫化物，延长蓄电池的寿命，能够灵活且有针对性地调整LED灯串工作状态，降低LED灯整体电能损耗，从而帮助延长太阳能LED灯工作时长、LED灯整体使用寿命的太阳能LED灯具照明电路。

本实用新型解决其技术问题，采用如下技术方案：

一种太阳能LED灯具照明电路，包括依次电连接的太阳能电池板、蓄电池、LED驱动电路和LED阵列，其特征在于，还包括电池修复电路，所述电池修复电路包括方波发生电路和脉冲释能电路，方波发生电路的一端与所述蓄电池放电端连接，方波发生电路的另一端与脉冲释能电路的一端连接，脉冲释能电路的另一端与所述蓄电池的放电端连接；所述LED驱动电路包括多个子驱动电路，所述LED阵列包括多个LED灯串，所述子驱动电路包括电源输入端、PWM信号输入端以及驱动输出端；每个所述子驱动电路的所述电源输入端与所述蓄电池放电端连接，所述PWM信号输入端用于接收PWM信号，所述驱动输出端与每个所述LED灯串一一对应连接。

上述设计中，电池修复电路的设置可保护蓄电池的充放电过程，避免蓄电池硫化现象的出现，具体地，通过方波发生电路产生一个频率符合要求的方波信号，并通过脉冲释能电路将方波信号加到蓄电池的两端，从而阻止和消除蓄电池极板上的化学反应和结晶硫化物，延长蓄电池的寿命；

子驱动电路与LED灯串一一对应的连接，使得单个LED灯串的工作状态受单个子驱动电路的控制，驱动更有针对性，调整方式灵活可变，有利于灵活调整LED灯串的工作数量，减少不必要的电能浪费和LED灯串使用率，有利于用户根据实际场景的用电和照明需求合理分配PWM信号控制子驱动电路的驱动情况，从而尽可能地降低LED灯串用电能耗，实现蓄电池储备电量的高效利用，改善LED灯照明时长同时也能改善LED灯串、蓄电池的使用寿命；

利用PWM信号来控制每个子驱动电路的通断，可使调整的反应速度和控制精度得到了提高。此外，当LED灯串之间显色（红绿蓝白等颜色）或色温不同时，利用不同占空比的PWM信号调节LED灯串亮暗交替，可实现太阳能LED灯具的调色，优化了显示效果，可被用于景观照明。

进一步地，所述方波发生电路包括三极管Q1、Q2，电容C1、C2和电阻R1、R2、R3、R4，所述脉冲释能电路包括三极管Q3、Q4，电阻R5、R6、R7、R8、R9和电容C3，三极管Q1的基极通过所述电阻R3与所述蓄电池放电端的正极连接、还通过所述电容C2分别与所述电阻R4的一端、所述电阻R5的一端以及三极管Q2的集电极连接，三极管Q1的集电极通过所述电容C1与三极管Q2的基极连接、还通过所述电阻R1与所述蓄电池放电端的正极连接，所述三极管Q2的基极通过所述电阻R2与所述蓄电池放电端的正极连接，三极管Q2的集电极通过所述电阻R4与所述蓄电池放电端的正极连接，三极管Q1的发射极和三极管Q2的发射极均连接所述蓄电池放电端的负极，所述电阻R5的另一端与三极管Q3的基极连接，三极管Q3的集电极通过所述电阻R6与三极管Q4的基极连接，三极管Q3的发射极连接所述蓄电池放电端的负极，三极管Q4的发射极通过所述电阻R7与所述蓄电池充电端的正极连接、还依次通过所述电容C3、所述电阻R8与所述蓄电池充电端的正极连接，三极管Q4的集电极通过所述电阻R9连接所述蓄电池放电端的负极。

进一步地，还包括：

MCU芯片，包括多路第一PWM输出端口；

声控电路，包括多路第二PWM输出端口；

多个所述子驱动电路分为主子驱动电路和副子驱动电路，所述主子驱动电路的所述PWM信号输入端连接所述第一PWM输出端口，所述副子驱动电路的所述PWM信号输入端连接所述第二PWM输出端口。

进一步地，所述声控电路包括声音采集电路和声音识别芯片，所述声音识别芯片包括输入端口和多路所述第二PWM输出端口；所述声音采集电路包括拾音组件BM、运算放大器U1A和U1B、可变电阻RP、电阻R10-R15和电容C4-C6，拾音组件BM的一端接地，拾音组件BM的另一端通过可变电阻RP、电阻R11与运算放大器U1A的同相输入端连接、通过可变电阻RP与直流辅助电源VCC连接以及通过电容C4、电阻R10与运算放大器U1A的反相输入端连接，运算放大器U1A的输出端通过电阻R14与运算放大器U1B的反相输入端连接，运算放大器U1B的同相输入端与所述运算放大器U1A的同相输入端短接及通过电阻R12接地，运算放大器U1B的输出端通过电容C6与所述声音识别芯片的输入端口连接，所述运算放大器U1A的输出端还通过电阻R13与所述运算放大器U1A的反相输入端连接，所述运算放大器U1B的输出端还通过电阻R15与所述运算放大器U1B的反相输入端连接。

进一步地，所述蓄电池和所述LED驱动电路之间连接有光敏开关电路。

进一步地，所述光敏开关电路包括光敏电阻RS、可变电阻RP1、电阻R16-R20、运算放大器U2、PNP型三极管VT、续流二极管VD以及继电器，运算放大器U2的反相输入端分别连接可变电阻RP1的一端和光敏电阻RS的一端，运算放大器U2的同相输入端分别连接电阻R16的一端、电阻R17的一端以及电阻R18的一端，运算放大器U2的输出端连接电阻R19的一端，可变电阻RP1的另一端和电阻R16的另一端连接直流辅助电源VCC，光敏电阻RS的另一端和电阻R17的另一端接地，电阻R18的另一端连接运算放大器U2的输出端，电阻R19的另一端分别连接PNP型三极管VT的基极和电阻R20的一端，电阻R20的另一端和PNP型三极管VT的发射极连接直流辅助电源VCC，PNP型三极管VT的集电极分别连接续流二极管VD的阴极和继电器的电感一端，续流二极管VD的阳极和继电器的电感另一端接地，继电器的触点分别连接至所述蓄电池和所述LED驱动电路。

进一步地，所述太阳能电池板与所述蓄电池之间连接有阻逆保护电路。

进一步地，所述阻逆保护电路包括二极管，所述二极管的阳极连接所述太阳能电池板输出端，阴极连接所述蓄电池充电端。

进一步地，所述子驱动电路j包括输入电容Cij、电感Lj、输出电容Coj、N-MOS管Mj、耦合电感Laj和Lbj、二极管Dacj、N-MOS管Maj、二极管Dcj、电容Caj；所述蓄电池放电端的正极与输入电容Cij的一端、电感Lj的一端以及耦合电感Lbj的一端连接，电感Lj的另一端与输出电容Coj的一端以及所述LED灯串j的阳极连接，输出电容Coj的另一端与所述LED灯串j的阴极、二极管Dcj的阳极以及N-MOS管Mj的漏极连接，二极管Dcj的阴极与耦合电感Laj的一端以及电容Caj的一端连接，所述耦合电感Laj的一端与耦合电感Lbj的另一端为同名端关系，耦合电感Laj的另一端与N-MOS管Maj的漏极连接，所述耦合电感Laj的另一端与所述耦合电感Lbj的另一端为异名端关系，所述耦合电感Lbj的另一端与二极管Dacj的阴极连接，二极管Dacj的阳极与输入电容Cij的另一端、蓄电池放电端的负极、N-MOS管Maj的源极、电容Caj的另一端以及N-MOS管Mj的源极连接；

所述LED驱动电路还包括具有调光功能的多通道电流控制器，所述具有调光功能的多通道电流控制器拥有端口vc、端口vs、端口vgj、端口vsj、端口vgaj、端口vsenj、端口vpj，所述端口vc与蓄电池放电端的正极连接，所述端口vs与蓄电池放电端的负极连接，所述端口vgj与N-MOS管Mj的栅极连接，所述端口vsj与所述N-MOS管Mj的源极以及所述N-MOS管Maj的源极连接，所述端口vgaj与N-MOS管Maj的栅极连接，所述端口vsenj接收所述LED灯串j的工作电流ioj的检测信号，所述端口vpj与所述第一PWM输出端口或所述第二PWM输出端口连接用于接收PWM信号；其中，j=1,…,n，n为所述子驱动电路的个数。

进一步地，所述具有调光功能的多通道电流控制器包括辅助电源单元、电流控制单元、PWM调光单元和MOS管驱动单元，所述辅助电源单元能把所述蓄电池放电端正极的输出电压转换成所述电流控制单元、所述PWM调光单元和所述MOS管驱动单元工作所需的电源电压，所述电流控制单元能根据所述LED灯串j的工作电流ioj的检测信号vsenj输出N-MOS管Mj的未经调制的控制信号vgcj和N-MOS管Maj的未经调制的控制信号vacj，所述PWM调光单元能根据所述第一PWM输出端口或所述第二PWM输出端口的PWM信号以及N-MOS管Mj的未经调制的控制信号vgcj和N-MOS管Maj的未经调制的控制信号vacj输出N-MOS管Mj的调制控制信号vgpj和N-MOS管Maj的调制控制信号vapj，所述MOS管驱动单元能把N-MOS管Mj的调制控制信号vgpj和N-MOS管Maj的调制控制信号vapj转换成的端口vgj、端口vsj和端口vgaj输出的差分驱动信号。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

整体使用寿命长，驱动效率高，节能环保，照明针对性好；

蓄电池具备一定的自修复功能，有利于延长蓄电池使用寿命；LED灯串可实现单独亮灭控制，调整针对性高，LED灯串设有多个，可用于照明驱动方式的灵活调整；

设置声控电路产生PWM信号控制副子驱动电路，有利于LED照明灯具根据声音的有无，实现副子驱动电路对应连接的LED灯串亮灭的控制，在无声音（视声控电路的灵敏度而定）的环境中，控制副子驱动电路对应的LED灯串不工作，有利于节省电能，当有声音时，对应的LED灯串工作，增加照明度，实现照明效率的提高，能源消耗的降低，最终降低了蓄电池过度放电发生概率，延长蓄电池使用寿命；

设置光敏开关电路，有利于LED照明灯具根据光照的情况，控制蓄电池与LED驱动电路的连通与否，实现蓄电池负载的总控，有利于进一步节能控制的实现；

LED驱动电路进一步细化的电路设计，解决了各LED灯串不一致性的问题，可使得流经每个LED灯串的电流得到均衡、避免单个LED灯串超载烧毁，有利于延长LED灯串的使用寿命，同时，还进一步对子驱动电路中多余能量收集并回馈至蓄电池，以便再次利用，可实现高效率的LED阵列驱动，且电路成本不高。

附图说明

为更清楚详细的说明本实用新型的实施例，附图如下：

图1为本实用新型实施例1一种太阳能LED灯具照明电路结构框图；

图2为本实用新型实施例1优选电池修复电路的电路图；

图3为本实用新型实施例2一种太阳能LED灯具照明电路结构框图；

图4为本实用新型实施例2优选声音采集电路的电路图；

图5为本实用新型优选的一种太阳能LED灯具照明电路结构框图；

图6为本实用新型光敏开关电路的电路图；

图7为本实用新型LED驱动电路的电路图。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

实施例1

如图1所示，本实施例提供一种太阳能LED灯具照明电路，包括依次电连接的太阳能电池板100、DC-DC变换器、蓄电池200、LED驱动电路400和LED阵列500，其特征在于，还包括电池修复电路300，所述电池修复电路300包括方波发生电路310和脉冲释能电路320，方波发生电路310的一端与所述蓄电池200放电端连接，方波发生电路310的另一端与脉冲释能电路320的一端连接，脉冲释能电路320的另一端与所述蓄电池200的放电端连接；所述LED驱动电路400包括多个子驱动电路410，所述LED阵列500包括多个LED灯串510，所述子驱动电路410包括电源输入端、PWM信号输入端以及驱动输出端；每个所述子驱动电路410的所述电源输入端与所述蓄电池200放电端连接，所述PWM信号输入端用于接收PWM信号，所述驱动输出端与每个所述LED灯串510一一对应连接。其中，DC-DC变换器的设置与现有技术中的设置目的相同，以便太阳能电池板100能够在最大功率点跟踪的状态下为蓄电池200充电，以提高太阳能电池板100的利用率和延长蓄电池200的使用寿命；

上述设计中，电池修复电路300的设置可保护蓄电池200的充放电过程，避免蓄电池200硫化现象的出现，具体地，通过方波发生电路310产生一个频率符合要求的方波脉冲信号，该频率一般为8.33KHz左右，并通过脉冲释能电路320将方波脉冲信号加到蓄电池200的两端，从而阻止和消除蓄电池极板上的化学反应和结晶硫化物，延长蓄电池200的寿命；

子驱动电路410与LED灯串510一一对应的连接，使得单个LED灯串510的工作状态受单个子驱动电路410的控制，驱动更有针对性，调整方式灵活可变，有利于灵活调整LED灯串510的工作数量，减少不必要的电能浪费和LED灯串510使用率，有利于用户根据实际场景的用电和照明需求合理分配PWM信号控制子驱动电路410的驱动情况，从而尽可能地降低LED灯串510用电能耗，实现蓄电池200储备电量的高效利用，改善LED灯照明时长同时也能改善LED灯串510、蓄电池200的使用寿命；例如，通过计时的方式输出PMW信号对应的高低电平的时长，从而控制某一LED灯串510工作时长，当时间到达该工作时长则PMW信号改变电平状态停止该串LED灯串510的驱动，另一PWM信号同样改变电平状态开始驱动另一LED灯串510的工作，等另一LED灯串510工作时间到达预定时长，又可再次更换工作的LED灯串510，依次类推，避免灯串工作时长过长、温度过高而烧毁，从而延长太阳能LED灯具整体的使用寿命；

具体地，简单的子驱动电路410中可包括一个作开关用的晶体管，连接于蓄电池200与LED灯串510之间；例如子驱动电路410包括N-MOS管，将N-MOS管的栅极通过一MOS管驱动电路接收来自MCU芯片的PWM信号，将N-MOS管的漏极作为电源输入端与蓄电池200连接，N-MOS管的源极作为驱动输出端与LED灯串510的阳极连接，当PWM信号携带高低电平输入，N-MOS管改变导通状态，完成开关驱动；

利用PWM信号来控制每个子驱动电路410的通断，可使调整的反应速度和控制精度得到提高。此外，当LED灯串510之间显色（红绿蓝白等颜色）或色温不同时，利用不同占空比的PWM信号调节LED灯串510亮暗交替，可实现太阳能LED灯具的调色，优化了显示效果，可被用于景观照明。

优选地，如图2所示，所述方波发生电路310包括三极管Q1、Q2，电容C1、C2和电阻R1、R2、R3、R4，所述脉冲释能电路320包括三极管Q3、Q4，电阻R5、R6、R7、R8、R9和电容C3，三极管Q1的基极通过所述电阻R3与所述蓄电池200放电端的正极连接、还通过所述电容C2分别与所述电阻R4的一端、所述电阻R5的一端以及三极管Q2的集电极连接，三极管Q1的集电极通过所述电容C1与三极管Q2的基极连接、还通过所述电阻R1与所述蓄电池200放电端的正极连接，所述三极管Q2的基极通过所述电阻R2与所述蓄电池200放电端的正极连接，三极管Q2的集电极通过所述电阻R4与所述蓄电池200放电端的正极连接，三极管Q1的发射极和三极管Q2的发射极均连接所述蓄电池200放电端的负极，所述电阻R5的另一端与三极管Q3的基极连接，三极管Q3的集电极通过所述电阻R6与三极管Q4的基极连接，三极管Q3的发射极连接所述蓄电池200放电端的负极，三极管Q4的发射极通过所述电阻R7与所述蓄电池200充电端的正极连接、还依次通过所述电容C3、所述电阻R8与所述蓄电池200充电端的正极连接，三极管Q4的集电极通过所述电阻R9连接所述蓄电池200放电端的负极。

实施例2

如图3、图4所示，本实施例与实施例1的区别在于，本实施例的一种太阳能LED灯具照明电路还包括：

MCU芯片600，包括多路第一PWM输出端口；具体地，MCU芯片600可选用STM32单片机；

声控电路700，包括多路第二PWM输出端口；

多个所述子驱动电路410分为主子驱动电路和副子驱动电路，所述主子驱动电路的所述PWM信号输入端连接所述第一PWM输出端口，所述副子驱动电路的所述PWM信号输入端连接所述第二PWM输出端口。其中，主子驱动电路至少为一个，每个主子驱动电路与MCU芯片600的每路第一PWM输出端口一一对应连接，多个所述子驱动电路410中除了主子驱动电路，其余剩下的皆为副子驱动电路，与声控电路700的第二PWM输出端口一一对应连接，受声控电路700根据声音信号的有无控制。

优选地，主子驱动电路对应连接的LED灯串510与副子驱动电路对应连接的LED灯串510在阵列中呈交替摆放，即相邻LED灯串510的对应的子驱动电路受不同电路或芯片的PWM控制，本实施例中该不同电路或芯片为MCU芯片600和声控电路700；有利于在主子驱动电路对应连接的LED灯串510点亮，而副子驱动电路对应连接的LED灯串510不点亮时，还能保持较好的照明均匀度。

所述声控电路700包括声音采集电路710和声音识别芯片720，所述声音识别芯片720包括输入端口和多路所述第二PWM输出端口，具体地，优选GX8010芯片或CI1006芯片。其中CI1006为成都启英泰伦科技推出的一款智能语音神经网络处理芯片，CI1006内置语音活动检测单元、语音特征提取单元、深度神经网络阵列运算单元以及最多9路PWM输出，可以在芯片内设置数百条离线命令词条的识别，配合多路PWM输出，用户通过语音控制指令就能轻松实现PWM信号高低电平的生成；GX8010则是杭州国芯推出的另一款AI芯片，具备低功耗、可离线、可移动的优势。

所述声音采集电路710包括拾音组件BM、运算放大器U1A和U1B、可变电阻RP、电阻R10-R15和电容C4-C6，拾音组件BM的一端接地，拾音组件BM的另一端通过可变电阻RP、电阻R11与运算放大器U1A的同相输入端连接、通过可变电阻RP与直流辅助电源VCC连接以及通过电容C4、电阻R10与运算放大器U1A的反相输入端连接，运算放大器U1A的输出端通过电阻R14与运算放大器U1B的反相输入端连接，运算放大器U1B的同相输入端与所述运算放大器U1A的同相输入端短接及通过电阻R12接地，运算放大器U1B的输出端通过电容C6与所述声音识别芯片的输入端口连接，所述运算放大器U1A的输出端还通过电阻R13与所述运算放大器U1A的反相输入端连接，所述运算放大器U1B的输出端还通过电阻R15与所述运算放大器U1B的反相输入端连接，直流辅助电源VCC还通过电容C5接地，以便通过电容C5滤除杂波和交流成分。其中，拾音组件BM可以是单个麦克风，也可以多个麦克风组成的阵列，麦克风组成的阵列具有更高更好的灵敏度，有利于对声音采集和辨识；

具体地，声控电路700工作原理如下：外界发出的声音信号被拾音组件BM拾取转换成电信号并经过电容C4耦合至运算放大器U1A进行一次放大，然后继续传输至运算放大器U1B进行二次放大，最后经过C6滤波输出至声音识别芯片720，声音识别芯片720接收声音采集电路710的信号输出，并识别处理整合成相应的PWM信号输出至副子驱动电路，从而控制副子驱动电路对应连接的LED灯串510亮灭，具体地，可为声音识别芯片720设置参考声音强度，以便将采集的声音与参考声音强度比对，以便滤除环境中的杂音，避免LED灯串510多余的不必要的点亮；

可变电阻RP能够通过改变阻值，从而改变拾音组件BM的工作电压，在一定程度上起到改变拾音组件BM拾音灵敏度的作用，电容C4将拾音组件BM采集的信号进行滤波的作用，然后依次经运算放大器U1A的一次放大，运算放大器U1B的二次放大，电容C6再次滤波，使得声音得到更灵敏的识别，例如识别出一定距离内的脚步声，以便在深夜有人经过的时候，声控电路700产生有效的PWM信号控制副子驱动电路对应连接的LED灯串510点亮，其中，点亮时长根据脚步声从有到无而定，故识别灵敏度越高，更有利于提供更贴合需求的照明效果；

改变R10、R13、R14、R15的大小，可以改变U1A、U1B的放大倍数，有利于进一步调节信号接收的灵敏度。

综上，设置MCU芯片600可用于控制主子驱动电路对应LED灯串510的亮灭，具体可采用如现有技术中定时的方式实现亮灭控制，例如当时间为晚间7点，则输出PWM信号控制对应LED灯串510点亮提供照明，当时间为凌晨5点则控制对应LED灯串510熄灭，实现主照明；设置声控电路700控制副子驱动电路对应LED灯串510，有利于使得副子驱动电路对应LED灯串510作为辅助照明，在识别到有声音时才点亮，增加照明亮度，满足亮度需求，从而实现了照明亮度根据环境使用需求进行符合实际的智能调控，有利于节能减排，避免蓄电池200储备电能不必要的损耗，延长蓄电池200使用寿命。

优选地，如图5所示，所述蓄电池200和所述LED驱动电路400之间连接有光敏开关电路800。需要强调的是，光敏开关电路800连接于蓄电池200给所述LED驱动电路400供电的主干路上，以便统一开关控制所有子驱动电路410。

光敏开关电路800的工作原理为根据光线的强度控制开关的通断，一般电路中会设有光敏电阻或光敏三极管，对光敏电阻而言，光照愈强，其阻值就愈低，随着光照强度的升高，电阻值迅速降低，亮电阻值可小至1KΩ以下，在无光状态下，则呈高阻状态。对光敏三极管而言，其具备三极管特性的基础上，受光强影响，光照强度越大，反向电流越大。光敏开关电路800在其工作状态上分为两种：一种是亮通，另一种是暗通，亮通即明亮环境下开关导通，黑暗环境下开关闭合，暗通则正好相反；光敏开关电路800亮通、暗通的选用根据实际需求可更换。亮通的光敏开关电路800可用于白天室内较黑暗的环境中使用；暗通的光敏开关电路800则可在夜间使用。

如图6所示，所述光敏开关电路800包括光敏电阻RS、可变电阻RP1、电阻R16-R20、运算放大器U2、PNP型三极管VT、续流二极管VD以及继电器，运算放大器U2的反相输入端分别连接可变电阻RP1的一端和光敏电阻RS的一端，运算放大器U2的同相输入端分别连接电阻R16的一端、电阻R17的一端以及电阻R18的一端，运算放大器U2的输出端连接电阻R19的一端，可变电阻RP1的另一端和电阻R16的另一端连接直流辅助电源VCC，光敏电阻RS的另一端和电阻R17的另一端接地，电阻R18的另一端连接运算放大器U2的输出端，电阻R19的另一端分别连接PNP型三极管VT的基极和电阻R20的一端，电阻R20的另一端和PNP型三极管VT的发射极连接直流辅助电源VCC，PNP型三极管VT的集电极分别连接续流二极管VD的阴极和继电器K的电感一端，续流二极管VD的阳极和继电器K的电感另一端接地，继电器K的触点分别连接至所述蓄电池200和所述LED驱动电路400。具体地，继电器K的两个常开触点分别连入蓄电池200和LED驱动电路400之间的供电主干路上形成串联，用于统一关断或导通LED驱动电路400中的多个子驱动电路410和LED阵列500中的多个LED灯串510。需要说明的是，当蓄电池200提供的电压符合光敏开关电路800的供电电压时，可用蓄电池200代替直流辅助电源VCC，以便减少直流辅助电源VCC的配置，光敏开关电路800中连接的直流辅助电源VCC可与声控电路700中的直流辅助电源VCC为同一电源。

上述电路中，环境变暗后，当光线照度下降到一定值时由于光敏电阻RS阻值上升使运算放大器U2的反相输入端电位升高，其输出激发PNP型三极管VT导通，PNP型三极管VT的激励电流使继电器K工作，常开触点闭合，蓄电池200给负载（LED驱动电路400、LED阵列500）供电的供电干路线路导通。从而实现了蓄电池200仅夜晚供电的控制，由于光敏开关电路800设置在供电主干路上，故即使白天声控电路700采集到声音，LED灯串也不会点亮；需要注意的是，为了避免LED阵列的光照影响光敏开关电路800中光敏电阻RS阻值，设置光敏电阻RS的位置需背对LED阵列发光方向，避免LED阵列的光照照射到光敏电阻RS上。

如图5所示，所述太阳能电池板100与所述蓄电池200之间连接有阻逆保护电路900。阻逆保护电路900在现有技术中已有相对成熟的设计，最为简单的即通过一个二极管来阻止蓄电池200中的电能反流至太阳能电池板100，也有的通过三极管和二极管的组合回路来实现，但电路复杂、成本相对较高。需要注意的是，若太阳能电池板100与蓄电池200之间还设有DC-DC变换器，则优选阻逆保护电路900连接于太阳能电池板100与DC-DC变换器之间。

本实施例中，所述阻逆保护电路900包括二极管，所述二极管的阳极连接所述太阳能电池板100输出端，阴极连接所述蓄电池200充电端，优选二极管为肖特基二极管。上述设计，电路简单，成本节约，能够防止当蓄电池200电压高于太阳能电池板100电压时，蓄电池200中的电流流向太阳能电池板100，避免造成太阳能电池板100和蓄电池200的损坏。

进一步地，假设子驱动电路410数量为n个，因子驱动电路410与LED灯串510一一对应，则LED灯串510数量也为n个，具体地，为了区分每个子驱动电路410以及每个LED灯串510，将单个子驱动电路410用子驱动电路j表示，单个LED灯串510用LED灯串j表示，其中，j=1,…,n。

如图7所示，所述子驱动电路j包括输入电容Cij、电感Lj、输出电容Coj、N-MOS管Mj、耦合电感Laj和Lbj、二极管Dacj、N-MOS管Maj、二极管Dcj、电容Caj；所述蓄电池200放电端的正极与输入电容Cij的一端、电感Lj的一端以及耦合电感Lbj的一端连接，电感Lj的另一端与输出电容Coj的一端以及所述LED灯串j的阳极连接，输出电容Coj的另一端与所述LED灯串j的阴极、二极管Dcj的阳极以及N-MOS管Mj的漏极连接，二极管Dcj的阴极与耦合电感Laj的一端以及电容Caj的一端连接，所述耦合电感Laj的一端与耦合电感Lbj的另一端为同名端关系，耦合电感Laj的另一端与N-MOS管Maj的漏极连接，所述耦合电感Laj的另一端与所述耦合电感Lbj的另一端为异名端关系，所述耦合电感Lbj的另一端与二极管Dacj的阴极连接，二极管Dacj的阳极与输入电容Cij的另一端、蓄电池200放电端的负极、N-MOS管Maj的源极、电容Caj的另一端以及N-MOS管Mj的源极连接；

所述LED驱动电路400还包括具有调光功能的多通道电流控制器420，所述具有调光功能的多通道电流控制器拥有端口vc、端口vs、端口vgj、端口vsj、端口vgaj、端口vsenj、端口vpj，所述端口vc与蓄电池200放电端的正极连接，所述端口vs与蓄电池200放电端的负极连接，所述端口vgj与N-MOS管Mj的栅极连接，所述端口vsj与所述N-MOS管Mj的源极以及所述N-MOS管Maj的源极连接，所述端口vgaj与N-MOS管Maj的栅极连接，所述端口vsenj接收所述LED灯串j的工作电流ioj的检测信号，所述端口vpj与所述第一PWM输出端口或所述第二PWM输出端口连接用于接收PWM信号；其中，j=1,…,n，n为所述子驱动电路410的个数。

所述具有调光功能的多通道电流控制器420包括辅助电源单元、电流控制单元、PWM调光单元和MOS管驱动单元，所述辅助电源单元能把所述蓄电池200放电端正极的输出电压转换成所述电流控制单元、所述PWM调光单元和所述MOS管驱动单元工作所需的电源电压，所述电流控制单元能根据所述LED灯串j的工作电流ioj的检测信号vsenj输出N-MOS管Mj的未经调制的控制信号vgcj和N-MOS管Maj的未经调制的控制信号vacj，所述PWM调光单元能根据所述第一PWM输出端口或所述第二PWM输出端口的PWM信号以及N-MOS管Mj的未经调制的控制信号vgcj和N-MOS管Maj的未经调制的控制信号vacj输出N-MOS管Mj的调制控制信号vgpj和N-MOS管Maj的调制控制信号vapj，所述MOS管驱动单元能把N-MOS管Mj的调制控制信号vgpj和N-MOS管Maj的调制控制信号vapj转换成的端口vgj、端口vsj和端口vgaj输出的差分驱动信号。更多具体的具有调光功能的多通道电流控制器的内部电路设计，在现有技术中有很详尽的说明，此处不再赘述，具体可参考中国电机工程学报中发表的“可最高效率工作点定位的能馈式LED阵列驱动接口电路”以及公告号为CN103516212B的授权专利。

通过多个子驱动电路410和具有调光功能的多通道电流控制器420的上述设置，可在某个子驱动电路j的输入电压和输出电压不存在电压差时，仅由电容Cij、电感Lj、输出电容Coj、N-MOS管Mj组成的支路参与工作，将蓄电池200的电能输送给相应的LED灯串j；而当该子驱动电路j的输入电压和输出电压存在电压差时，由电容Cij、电感Lj、输出电容Coj、N-MOS管Mj组成的支路仍然给LED灯串j供电，同时耦合电感Laj和Lbj、二极管Dacj、N-MOS管Maj、二极管Dcj、电容Caj组成的支路工作，将电压差造成的多余能量返回给蓄电池200以便再次利用，起到驱动效率提高，能量回收利用的作用，有助于实现有限蓄电池200储能总量下的太阳能LED灯工作时长的延长，此外，还通过MCU芯片600和声控电路700输出的PWM信号，实现LED灯串510精确的控制和调节，实现了各个LED灯串510的均流，解决了LED灯串510不一致性的问题，有利于避免超载烧毁，改善工作可靠性，延长LED芯片的使用寿命，且上述设计器件使用成本不高。

所述子驱动电路410与所述LED灯串510之间还设有灯串保护电路，灯串保护电路包括温控电阻、可变电位器、MOS管及其***电路，温控电阻为负温度系数的温控电阻，温控电阻一端连接所述辅助电源单元，另一端分别连接MOS管的栅极和可变电位器的一端，可变电位器的另一端接地，MOS管的源极接地，MOS管的漏极通过阻值较小的电阻与输出电容Coj的一端连接；MOS管的栅极和源极直接并联有电容；当灯具的温度过高时温控电阻阻值降低，使MOS管栅极的电压升高，当温度升高到保护点时，MOS管的栅极电压到达导通阀值，MOS管导通。MOS管导通后，将对应LED灯串510短路，使其不工作。从而使发热减小，起到过温保护；需要注意的是，并不是所有的子驱动电路410与所述LED灯串510之间都必须设有灯串保护电路。

所述二极管Dacj、所述二极管Dcj的型号为SR3100。

所述N-MOS管Maj型号为IRF540。

所述N-MOS管Mj型号为IRFB4410Z。

综上，本实用新型整体使用寿命长，驱动效率高，节能环保，照明针对性强，驱动状态可灵活调整，智能性好。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (10)

1.一种太阳能LED灯具照明电路，包括依次电连接的太阳能电池板、蓄电池、LED驱动电路和LED阵列，其特征在于，还包括电池修复电路，所述电池修复电路包括方波发生电路和脉冲释能电路，方波发生电路的一端与所述蓄电池放电端连接，方波发生电路的另一端与脉冲释能电路的一端连接，脉冲释能电路的另一端与所述蓄电池的放电端连接；所述LED驱动电路包括多个子驱动电路，所述LED阵列包括多个LED灯串，所述子驱动电路包括电源输入端、PWM信号输入端以及驱动输出端；每个所述子驱动电路的所述电源输入端与所述蓄电池放电端连接，所述PWM信号输入端用于接收PWM信号，所述驱动输出端与每个所述LED灯串一一对应连接。

2.根据权利要求1所述的一种太阳能LED灯具照明电路，其特征在于，所述方波发生电路包括三极管Q1、Q2，电容C1、C2和电阻R1、R2、R3、R4，所述脉冲释能电路包括三极管Q3、Q4，电阻R5、R6、R7、R8、R9和电容C3，三极管Q1的基极通过所述电阻R3与所述蓄电池放电端的正极连接、还通过所述电容C2分别与所述电阻R4的一端、所述电阻R5的一端以及三极管Q2的集电极连接，三极管Q1的集电极通过所述电容C1与三极管Q2的基极连接、还通过所述电阻R1与所述蓄电池放电端的正极连接，所述三极管Q2的基极通过所述电阻R2与所述蓄电池放电端的正极连接，三极管Q2的集电极通过所述电阻R4与所述蓄电池放电端的正极连接，三极管Q1的发射极和三极管Q2的发射极均连接所述蓄电池放电端的负极，所述电阻R5的另一端与三极管Q3的基极连接，三极管Q3的集电极通过所述电阻R6与三极管Q4的基极连接，三极管Q3的发射极连接所述蓄电池放电端的负极，三极管Q4的发射极通过所述电阻R7与所述蓄电池充电端的正极连接、还依次通过所述电容C3、所述电阻R8与所述蓄电池充电端的正极连接，三极管Q4的集电极通过所述电阻R9连接所述蓄电池放电端的负极。

3.根据权利要求1所述的一种太阳能LED灯具照明电路，其特征在于，还包括：

MCU芯片，包括多路第一PWM输出端口；

声控电路，包括多路第二PWM输出端口；

多个所述子驱动电路分为主子驱动电路和副子驱动电路，所述主子驱动电路的所述PWM信号输入端连接所述第一PWM输出端口，所述副子驱动电路的所述PWM信号输入端连接所述第二PWM输出端口。

4.根据权利要求3所述的一种太阳能LED灯具照明电路，其特征在于，所述声控电路包括声音采集电路和声音识别芯片，所述声音识别芯片包括输入端口和多路所述第二PWM输出端口；所述声音采集电路包括拾音组件BM、运算放大器U1A和U1B、可变电阻RP、电阻R10-R15和电容C4-C6，拾音组件BM的一端接地，拾音组件BM的另一端通过可变电阻RP、电阻R11与运算放大器U1A的同相输入端连接、通过可变电阻RP与直流辅助电源VCC连接以及通过电容C4、电阻R10与运算放大器U1A的反相输入端连接，运算放大器U1A的输出端通过电阻R14与运算放大器U1B的反相输入端连接，运算放大器U1B的同相输入端与所述运算放大器U1A的同相输入端短接及通过电阻R12接地，运算放大器U1B的输出端通过电容C6与所述声音识别芯片的输入端口连接，所述运算放大器U1A的输出端还通过电阻R13与所述运算放大器U1A的反相输入端连接，所述运算放大器U1B的输出端还通过电阻R15与所述运算放大器U1B的反相输入端连接。

5.根据权利要求1所述的一种太阳能LED灯具照明电路，其特征在于，所述蓄电池和所述LED驱动电路之间连接有光敏开关电路。

6.根据权利要求5所述的一种太阳能LED灯具照明电路，其特征在于，所述光敏开关电路包括光敏电阻RS、可变电阻RP1、电阻R16-R20、运算放大器U2、PNP型三极管VT、续流二极管VD以及继电器，运算放大器U2的反相输入端分别连接可变电阻RP1的一端和光敏电阻RS的一端，运算放大器U2的同相输入端分别连接电阻R16的一端、电阻R17的一端以及电阻R18的一端，运算放大器U2的输出端连接电阻R19的一端，可变电阻RP1的另一端和电阻R16的另一端连接直流辅助电源VCC，光敏电阻RS的另一端和电阻R17的另一端接地，电阻R18的另一端连接运算放大器U2的输出端，电阻R19的另一端分别连接PNP型三极管VT的基极和电阻R20的一端，电阻R20的另一端和PNP型三极管VT的发射极连接直流辅助电源VCC，PNP型三极管VT的集电极分别连接续流二极管VD的阴极和继电器的电感一端，续流二极管VD的阳极和继电器的电感另一端接地，继电器的触点分别连接至所述蓄电池和所述LED驱动电路。

7.根据权利要求1所述的一种太阳能LED灯具照明电路，其特征在于，所述太阳能电池板与所述蓄电池之间连接有阻逆保护电路。

8.根据权利要求7所述的一种太阳能LED灯具照明电路，其特征在于，所述阻逆保护电路包括二极管，所述二极管的阳极连接所述太阳能电池板输出端，阴极连接所述蓄电池充电端。

9.根据权利要求3所述的一种太阳能LED灯具照明电路，其特征在于，所述子驱动电路为n个，包括子驱动电路1至子驱动电路n；子驱动电路j，j=1,…,n，包括输入电容Cij、电感Lj、输出电容Coj、N-MOS管Mj、耦合电感Laj和Lbj、二极管Dacj、N-MOS管Maj、二极管Dcj、电容Caj；所述蓄电池放电端的正极与输入电容Cij的一端、电感Lj的一端以及耦合电感Lbj的一端连接，电感Lj的另一端与输出电容Coj的一端以及所述LED灯串j的阳极连接，输出电容Coj的另一端与所述LED灯串j的阴极、二极管Dcj的阳极以及N-MOS管Mj的漏极连接，二极管Dcj的阴极与耦合电感Laj的一端以及电容Caj的一端连接，所述耦合电感Laj的一端与耦合电感Lbj的另一端为同名端关系，耦合电感Laj的另一端与N-MOS管Maj的漏极连接，所述耦合电感Laj的另一端与所述耦合电感Lbj的另一端为异名端关系，所述耦合电感Lbj的另一端与二极管Dacj的阴极连接，二极管Dacj的阳极与输入电容Cij的另一端、蓄电池放电端的负极、N-MOS管Maj的源极、电容Caj的另一端以及N-MOS管Mj的源极连接；

所述LED驱动电路还包括具有调光功能的多通道电流控制器，所述具有调光功能的多通道电流控制器拥有端口vc、端口vs、端口vgj、端口vsj、端口vgaj、端口vsenj、端口vpj，所述端口vc与蓄电池放电端的正极连接，所述端口vs与蓄电池放电端的负极连接，所述端口vgj与N-MOS管Mj的栅极连接，所述端口vsj与所述N-MOS管Mj的源极以及所述N-MOS管Maj的源极连接，所述端口vgaj与N-MOS管Maj的栅极连接，所述端口vsenj接收LED灯串j的工作电流ioj的检测信号，所述端口vpj与所述第一PWM输出端口或所述第二PWM输出端口连接用于接收PWM信号。

10.根据权利要求9所述的一种太阳能LED灯具照明电路，其特征在于，所述具有调光功能的多通道电流控制器包括辅助电源单元、电流控制单元、PWM调光单元和MOS管驱动单元，所述辅助电源单元能把所述蓄电池放电端正极的输出电压转换成所述电流控制单元、所述PWM调光单元和所述MOS管驱动单元工作所需的电源电压，所述电流控制单元能根据所述LED灯串j的工作电流ioj的检测信号vsenj输出N-MOS管Mj的未经调制的控制信号vgcj和N-MOS管Maj的未经调制的控制信号vacj，所述PWM调光单元能根据所述第一PWM输出端口或所述第二PWM输出端口的PWM信号以及N-MOS管Mj的未经调制的控制信号vgcj和N-MOS管Maj的未经调制的控制信号vacj输出N-MOS管Mj的调制控制信号vgpj和N-MOS管Maj的调制控制信号vapj，所述MOS管驱动单元能把N-MOS管Mj的调制控制信号vgpj和N-MOS管Maj的调制控制信号vapj转换成的端口vgj、端口vsj和端口vgaj输出的差分驱动信号。