[发明专利]一种量入为出的蓄电池供电照明控制器

说明书

技术领域

本发明属于风光互补路灯技术领域，涉及一种蓄电池供电照明控制器，特别是一种根据蓄电池存储的电能以量入为出的方式进行供电照明的控制器。

背景技术

路灯、景观灯、草坪灯等公共照明系统，是城镇地区必备的公共设施，不可或缺。传统的路灯、景观灯等采用市电供电，除了灯具、灯杆外，还需要埋设管道、敷设电缆，安装供电控制柜等等，工作量很大，成本很高，并且需常年消耗大量的电能。随着技术的发展，风能、太阳能和风光互补路灯系统的成本价格已等于甚至略低于传统市电供电的路灯系统，加上其无需电费、维护简单、运行费用低等优点，成为传统路灯的有力竞争者。

风能、太阳能和风光互补路灯系统以太阳能电池、风力发电机向蓄电池充电，在夜晚时再利用蓄电池储存的电能驱动LED灯具照明。与稳定可靠的传统市电供电路灯系统不同，风能、太阳能和风光互补路灯系统中的风力发电机和太阳能光伏电池的工作状态都是不稳定的。风速忽高忽低，阳光忽强忽弱，发出的电力忽大忽小，甚至有可能遭遇连续几十天的阴雨无风天气，因此，系统中的蓄电池有可能得不到足够的充电。而现有蓄电池供电照明控制器都是采用直接开关输出，没有对蓄电池的放电量进行控制，当蓄电池充电量不足时，蓄电池存储的电量在短时间内耗尽而关闭开关，无法保证LED灯具每天都能够长时间都亮着。

在风能、太阳能和风光互补路灯系统中，太阳能电池在阴雨天也能给蓄电池充电，但是这电流最低仅为晴天时充电电流的5～10％，当晚上开灯后，所充的电能很快就被耗尽，每天只能亮1、2个小时，甚至更短的时间，不能整夜都亮。而夜晚路灯如果不亮，将给道路安全和社会治安留下隐患。

为了保证每天都有照明，一般都采用增大风机及太阳能电池的功率，配备大容量的蓄电池等措施，甚至不得不保留市电供电系统，以备连续阴雨无风天气的使用。这使得整个系统的成本大大增加，经济性大大下降，违背了节能降耗，绿色环保的初衷。

发明内容

本发明针对上述的的问题，提供一种量入为出的蓄电池供电照明控制器，以解决现有风能、太阳能和风光互补路灯系统因蓄电池充电不充分而导致亮灯时间短的问题，通过量入为出的方式，根据每天获得的充电电能合理安排电流输出，实现在降低成本的情况下实现LED路灯每天都保持长时间亮灯的目的。

本发明通过下列技术方案来实现：一种量入为出的蓄电池供电照明控制器，包括LED灯具和蓄电池，所述的LED灯具阳极连接蓄电池正极，其特征在于，LED灯具阴极连接有用于调节LED灯具负载电流的控制电路，该控制电路与所述蓄电池负极连接形成对LED灯具的供电回路，本蓄电池供电照明控制器还包括：

电压检测电路，用于检测蓄电池电压；

充电电流检测电路，用于检测蓄电池的充电电流；

负载电流检测电路，用于检测LED灯具的负载电流；

控制单元ECU，用于读取充电电流来计算当天的许用电流，并且在检测到蓄电池电压低于控制单元ECU的设定电压时，通过控制电路调节LED灯具的负载电流等于许用电流。

本发明的工作原理如下：如果当天的充电量充足时，电压检测电路采集的电压会高于控制单元ECU的设定电压，LED灯具按照正常的负载电流工作；如果当天的充电量不充足时，电压检测电路采集的电压会低于设定电压，控制单元ECU读取充电电流检测电路采集的电流用于计算当天的许用电流，许用电流为当天蓄电池得到的总充电量除以当天亮灯的总时间，通过控制电路调节LED灯具负载电流等于许用电流，对蓄电池的放电进行控制。这样就能保证在开灯的时间内始终保持LED灯具是亮的，实现了蓄电池供电照明系统的供电平衡，从而达到量入为出的目的。由于只使用当天存储的电能来供电，不需要用大容量的蓄电池来存储备用电，也不需要增大风机及太阳能电池的功率，降低了成本。

作为优化，在上述的量入为出的蓄电池供电照明控制器中，所述的控制单元ECU设有一个用软件设定负载电流的A/D转换端口，用于在检测到蓄电池电压达到设定电压时，通过控制电路调节LED灯具的负载电流等于A/D转换端口设定的负载电流。

在上述的量入为出的蓄电池供电照明控制器中，所述的控制电路采用PWM控制方式，包括MOS开关管，在控制单元ECU上设有PWM驱动端口，MOS开关管的G极与PWM驱动端口连接，D极与LED灯具的负极连接，S极与负载电流检测电路连接。控制单元ECU向MOS开关管发出PWM波，通过调整PWM波的占空比，从而调节LED灯具的负载电流，实现恒流输出。