[实用新型]一种基于STM32的高效率太阳能LED路灯控制系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种基于STM32的高效率太阳能LED路灯控制系统。

背景技术

目前市场上的太阳能路灯控制器基本上是采用软件算法进行MPPT控制，效率有待进一步提高，且功能比较单一。

实用新型内容

本实用新型的首要目的在于提供一种基于STM32的高效率太阳能LED路灯控制系统，为实现上述目的本实用新型的具体方案如下：

一种基于STM32的高效率太阳能LED路灯控制系统，包括太阳能电池板、防反接模块、MPPT充电控制模块、太阳能电池、LED驱动模块以及LED灯，还包括MCU控制模块；所述太阳能电池板的输出端通过所述防反接模块与所述MPPT充电控制模块电连接，作为所述MPPT充电控制模块的输入电压，防止输入的直流电以反极性输入所述MPPT充电控制模块，所述MPPT充电控制模块的输入经过滤波后，进入全桥升降压拓扑，输出需要的输出电压，进过滤波和保险丝后接至太阳能电池为其充电，且所述MPPT充电控制模块的输入电压及输出电压分别经采样电阻与所述MCU控制模块电连接，由所述MCU控制模块对输入电压及输出电压进行采样，并输出PWM信号对所述输出电压进行调整，为所述太阳能电池提供稳定的充电电压；所述太阳能电池的输出端经升压拓扑后与所述LED驱动模块电连接，由所述LED驱动模块输出驱动所述LED灯的驱动电压，所述LED驱动模块输出段通过采样模块与所述MCU控制模块电连接以对驱动电压进行采样，并通过一个电流采样电阻设置驱动电流，经过模糊PID控制器，根据MCU提供的PWM信号，对升压拓扑中的及与所述LED灯串联的开关管进行开通和关断，从而对LED灯的亮度进行调节，或对其进行关闭。

可选的，所述MCU控制模块采用STM32F103C，还包括电源模块、RTC实时时钟、RS232模块、RS485模块、EEPROM模块、蓝牙模块、LCD显示模块以及按键模块；所述电源模块为所述MCU控制模块中的各种集成芯片提供供电电压，输入由所述MPPT充电控制模块的输出提供，通过配置DC/DC转换芯片的反馈电阻得到5V的输出，作为RS485芯片的工作电压；5V输出再经过线性稳压器LM117得到3.3V的输出，作为MCU、EEPROM模块、RS232芯片和运放的供电电压；所述RTC实时时钟包括超级电容和晶振电路，在MCU掉电的情况下，MCU的VBAT引脚接超级电容，超级电容可作为RTC实时时钟的电源输入，保证RTC实时时钟的正常工作，晶振电路为RTC实时时钟提供精确的时间基准，可为时控功能提高精确的时间参考；所述RS232模块、RS485模块及蓝牙模块根据实际需要自由配置，提供与外界通信的不同方式；所述EEPROM模块通过SCL、SDA两根信号线与MCU进行I2C协议通讯，可进行读写操作，保存MCU采集到的数据；所述LCD显示模块是整个系统的显示设备，可将需要的参数、工作状态显示。

可选的，所述MPPT充电控制模块包括主控芯片，所述主控芯片采用LT8490，硬件自动MPPT控制，采用CCCV充电模式，通过输入输出反馈自动切换升降压模式。

可选的，所述防反接模块采用具有反向输入保护功能的理想二极管控制器LT4359。

可选的，所述LED驱动模块采用LT3756，BOOST拓扑，通过控制PWM的占空比达到调节LED亮度的目的。

可选的，还包括tlv274高精度运放，将输入电压、输出电压、驱动电流、驱动电流、LED电压、LED电流、电池温度、电池压力信号转换为可输入MCU中A/D模块的电压信号。

本实用新型充电控制芯片采用LT8490，实现自动对太阳能电池板最大功率点的跟踪，即MPPT；根据输入输出反馈实现自动升降压；MCU采用STM32，亮度调节采用模糊PID控制算法，具有数据采集存储、多种通信方式选择、RTC实时时钟、PIR控制、LCD显示功能。本实用新型结合LT8490和STM32各自的优点，提高了太阳能路灯的效率，扩展了太阳能路灯的功能。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型的不当限定，在附图中：

图1为本实用新型实施例系统框图；

图2为本实用新型实施例模糊PID控制器的设定值曲线；

图3为本实用新型实施例模糊PID控制器的框图。

具体实施方式