[发明专利]全效全自动太阳能路灯控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种全效全自动太阳能路灯控制系统。

背景技术

太阳能路灯是一种利用太阳能作为能源的路灯，因其具有不受供电影响，不用开沟埋线，不消耗常规电能，只需阳光充足就能就地安装的特点，受到人们的广泛关注，又因其不污染环境，而成为绿色环保产品。近年来，随着太阳能发电产业的迅速发展，光伏的应用领域正逐渐扩大，各种光伏新产品不断涌现。在照明灯具中，作为技术和艺术相结合的太阳能路灯，已在美国、法国、日本等发达国家得到广泛应用，在我国则处于起步阶段。

目前，国内用于对太阳能路灯进行控制的产品普遍存在控制精度差，节能程度低等问题。在功能实现方面缺乏对光伏组件在阴雨天、凌晨及傍晚等情况下所转换的弱电能及微弱电能进行搜集利用的技术，缺乏防雷控制电路。从而造成太阳能光伏组件的使用率及蓄电池的使用寿命始终得不到提高。同时，在同等配置的太阳能路灯系统中，由于太阳路灯控制系统产品中缺乏对蓄电池的电能进行总体精确地合理性管理，使得太阳能路灯系统在夜晚的工作时间得不到延长(即：在持续阴雨天状况下，整夜连续工作的时间)。对大功率的负载，更是难以做到对其进行精确地控制和节能。在路灯控制系统产品的大规模应用中，常规太阳能路灯系统彼此之间在夜晚开始启动工作的时间间隔差异甚大，时间间隔长达十多分钟甚至更长。对上述问题，迄今为止，未发现有相应的解决方案的公开报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有功能齐全、抗干扰性强、结构小巧、自身耗能小、全自动控制、无污染、全效节能、且能全方位的对太阳能路灯进行监测和调控，并能使工作时达到高度节能和精确控制的全效全自动太阳能路灯系统，以弥补现有技术的不足。

本发明的原理为：

本发明在于将太阳能光伏组件、蓄电池、负载及线材的所有电压、电流、及电阻数据进行采集和处理，实现对蓄电池的过充保护、过放保护、温度补偿、过放恢复、防反接，并将所采集的能量进行无损储存；对太阳能路灯系统的光源进行光控、时控、防反接保护；对太阳能光伏组件的转换能源进行全方位的采集，对太阳能路灯系统的进行防雷保护。可全方位地进行安全、节能和控制处理，使太阳能路灯系统能在极为节能和安全的状况下正常工作，从而使太阳能路灯系统的工作时间更长，工作更为稳定。系统的使用寿命更长。

本发明提出的全效全自动太阳能路灯控制系统是在现有技术的基础上进行发明创新。

本发明将太阳能路灯系统中光伏板、负载及蓄电池三者的电信号以MCU及DSP进行采样和运算处理，实现对太阳能路灯系统进行充电及放电的精确控制、连续及间歇工作时间的随机调控、防雷击控制、高电压低电流能量的采集储存控制以及高度节能性控制。具体分为：

a.光伏板输入部分

在光伏板的输入端并联一个压敏电阻RT2；由C18，C19，C7和L5组成∏型滤波电路；设置D5，肖特基二极管解决光伏板防反接；

b.充电部分

由R8，R9，R14，单片机MK7A22P以及T8和T10组成充电电路，充电模式根据蓄电池的电气特性设定；

c.在蓄电池前串联自恢复保险丝，用软件对充电电流进行检测，双保险式模式保护蓄电池；

d.电源部分

用TD1507T5实现15-30多V宽电源的输入；用2个N沟道MOSFET实现同步降压，对光伏组件进行最大功率追踪控制；

e.温度补偿，过放，过放恢复

由R13，R16，R26，R28，C30，VR2及U3组成运放比较电路系统，实现对电池的浮充；而ETC电阻，结合MCU实时读取蓄电池组的温度数据，并修正蓄电池的充电电压与浮充电压的关系，解决温度补偿；

由R15，R25，R27，R59，C25，VR1及U3组成另外一组运放比较电路系统，用于检测白天与黑夜，电路中的两元件：C25解决天黑零界点灯闪烁问题；VR1通过调整该元件调节天黑时间，使产品人性化；

由R19，R29，R60，C9组成蓄电池电压检测系统，通过MCU实时监控电量的变化，控制电池对负载的输出并保护电池，实现蓄电池的过放保护及过放恢复；

f.用光控开关灯实现对太阳能发电系统进行光控及时控的自动控制；

g.负载保护

采用MCU监控模式及采样电阻实现恒流工作，保护了LED负载，延长LED负载的使用时间；

h.采用变频技术使系统将组件所转换的能量基本无损失地集中搜集并利用；

i系统配置中的各类材料采用纳米材料，降低系统成本并提高稳定性。

本发明的具体技术特点为：