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CN106102240A - 智能式led太阳能路灯控制装置 - Google Patents

智能式led太阳能路灯控制装置 Download PDF

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CN106102240A
CN106102240A CN201610526997.3A CN201610526997A CN106102240A CN 106102240 A CN106102240 A CN 106102240A CN 201610526997 A CN201610526997 A CN 201610526997A CN 106102240 A CN106102240 A CN 106102240A
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China
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battery
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arm
accumulator
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孙祝兵
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Abstract

本发明涉及一种智能式LED太阳能路灯控制装置，包括电源输入模块、数据采集显示控制模块、ARM处理器和输出模块；控制器以ARM处理器为核心，通过ARM微处理器对蓄电池电压、太阳能电池电压、环境温度等参数进行采集，ARM运算决策，选择符合蓄电池特性的温度补偿参数，实现高准确控制，同时，采用智能高效的PWM模糊充电方式对蓄电池进行充电，保证蓄电池工作在最佳状态；本发明装置应用于路灯改造，既可以减少一次性投资，又可以取得显著的节能减排效果。

Description

智能式LED太阳能路灯控制装置
技术领域
本发明属于智能控制技术领域，具体涉及一种智能式LED太阳能路灯控制装置。
背景技术
太阳能作为一种“取之不尽、用之不竭”的绿色、清洁能源，正迅速得到广泛应用。LED具有体积小、坚固耐用、耗电量低、使用奉命长、环保、光色性能好等特点。太阳能电池输出的是直流电，而LED也是直流驱动光源，两者易于匹配，可获得很高的利用率，又降低成本，所以LED太阳能路灯越来越受到人们的重视。
由于太阳能受天气因素的制约比较大，太阳光照射分布密度小，受光时间、强度大小具有随机性间歇性，要保证太阳能电池输出电压的稳定，就需要用蓄电池来储存电能，在白天有阳光时对蓄电池充电，晚上蓄电池给负载放电。若考虑连续阴雨天气，对蓄电池容量要求就更大，太阳能电池组容量就越大，成本也就越高。太阳能LED路灯照明系统采用市电互补方式可较好地解决这个矛盾，对推广太阳能LED路灯的应用有着现实和经济意义。
发明内容
技术问题：针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种智能式LED太阳能路灯控制装置。
技术方案：本发明涉及一种智能式LED太阳能路灯控制装置，其特征在于：包括电源输入模块、数据采集显示控制模块、ARM处理器和输出模块；控制器以ARM处理器为核心，通过ARM微处理器对蓄电池电压、太阳能电池电压、环境温度等参数进行采集，ARM运算决策，选择符合蓄电池特性的温度补偿参数，实现高准确控制，同时，采用智能高效的PWM模糊充电方式对蓄电池进行充电，保证蓄电池工作在最佳状态；控制器带有按键、显示电路，可以方便地设置运行模式和运行参数，同时显示电路也可直观地显示当前的运行状态。
所述电源输入模块包括对市电输入、蓄电池输入、太阳能电池输入起保护作用的反接保护电路和充放电及供电切换电路；充放电及供电切换电路实现市电供电和蓄电池供电的切换，以及实现太阳能电池对蓄电池的充电控制、蓄电池的放电控制，同时，向输出部分的MOSFET稳压及短路保护电路提供电源。
所述数据采集显示控制模块包括控制按键、LED显示电路，电压电流采集、温度采集，感光采集和均衡电路。
所述ARM处理器采用飞利浦公司ARM芯片LPC2134，该芯片是高端的32位实时处理器，在整个系统中处于核心地位；对采集模块采集来的数据进行分析处理，做出相应决策，控制充放电及供电切换电路、电压电流采集电路、MOSFET 稳压及短路保护电路和软开关，实现对蓄电池的充放电控制、对控制器的保护控制、对输出负载的通断控制。
所述输出模块包括MOSFET稳压及短路保护电路和软开关；在ARM处理器的控制下，MOSFET稳压及短路保护电路实现短路保护和稳压输出，软开关实现双路输出独立的通断控制。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1、本发明装置应用于路灯改造，既可以减少一次性投资，又可以取得显著的节能减排效果。
2、本发明装置具有蓄电池选择功能，支持多种不同的蓄电池，具备温度补偿功能，可有效地延长蓄电池的使用寿命，并且具有市电互补自动切换功能。
附图说明
图1为本发明的原理框图。
图2为本发明装置白天条件下的工作流程图。
图3为本发明装置黑夜条件下的工作流程图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例进一步说明本发明的技术方案。
如图1所示，一种智能式LED太阳能路灯控制装置，该装置包括电源输入模块、数据采集显示控制模块、ARM处理器和输出模块；控制器以ARM处理器为核心，通过ARM微处理器对蓄电池电压、太阳能电池电压、环境温度等参数进行采集，ARM运算决策，选择符合蓄电池特性的温度补偿参数，实现高准确控制，同时，采用智能高效的PWM模糊充电方式对蓄电池进行充电，保证蓄电池工作在最佳状态；控制器带有按键、显示电路，可以方便地设置运行模式和运行参数，同时显示电路也可直观地显示当前的运行状态。
所述电源输入模块包括对市电输入、蓄电池输入、太阳能电池输入起保护作用的反接保护电路和充放电及供电切换电路；充放电及供电切换电路实现市电供电和蓄电池供电的切换，以及实现太阳能电池对蓄电池的充电控制、蓄电池的放电控制，同时，向输出部分的MOSFET稳压及短路保护电路提供电源。
所述数据采集显示控制模块包括控制按键、LED显示电路，电压电流采集、温度采集，感光采集和均衡电路。
所述ARM处理器采用飞利浦公司ARM芯片LPC2134，该芯片是高端的32位实时处理器，在整个系统中处于核心地位；对采集模块采集来的数据进行分析处理，做出相应决策，控制充放电及供电切换电路、电压电流采集电路、MOSFET 稳压及短路保护电路和软开关，实现对蓄电池的充放电控制、对控制器的保护控制、对输出负载的通断控制。
所述输出模块包括MOSFET稳压及短路保护电路和软开关；在ARM处理器的控制下，MOSFET稳压及短路保护电路实现短路保护和稳压输出，软开关实现双路输出独立的通断控制。
如图2所示，在白天条件下，首先关闭LED路灯并打开测试按键所对应的中断，然后采集太阳能电池的电压U1，蓄电池的电压U2，环境温度T，根据环境温度T及温度补偿系数（铅酸电池-5 mV/℃，锂电池-4 mV/℃，这一系数也可在程序中调整）计算确定蓄电池浮充点电压UF，过充保护电压UHVD，并根据采集到的U1，U2之间的大小关系决定是否执行充电程序，进入充电状态后，又根据U2的大小决定是直充、浮充、还是过充保护。
如图3所示，在黑夜条件下，首先判断开灯延时时间是否到了，如果没有到，则一直等到开灯延时时间到，开灯延时时间到了，则采集蓄电池的电压U2、环境温度T，根据环境温度T及温度补偿系数计算确定蓄电池过放保护电压ULVD，并根据采集到的U2决定进入过放保护、切换至市电供电或开启蓄电池放电以开启LED路灯，LED路灯开启后又要判断关灯时间到否，若关灯时间到了，则关闭LED路灯，两路LED路灯可以实现单独控制。

Claims (2)

1.一种智能式LED太阳能路灯控制装置，其特征在于：该装置包括电源输入模块、数据采集显示控制模块、ARM处理器和输出模块；控制器以ARM处理器为核心，通过ARM微处理器对蓄电池电压、太阳能电池电压、环境温度等参数进行采集，ARM运算决策，选择符合蓄电池特性的温度补偿参数，实现高准确控制，同时，采用智能高效的PWM模糊充电方式对蓄电池进行充电，保证蓄电池工作在最佳状态；控制器带有按键、显示电路，可以方便地设置运行模式和运行参数，同时显示电路也可直观地显示当前的运行状态。
2.根据权利要求1所述一种智能式LED太阳能路灯控制装置，其特征是：
所述电源输入模块包括对市电输入、蓄电池输入、太阳能电池输入起保护作用的反接保护电路和充放电及供电切换电路；充放电及供电切换电路实现市电供电和蓄电池供电的切换，以及实现太阳能电池对蓄电池的充电控制、蓄电池的放电控制，同时，向输出部分的MOSFET稳压及短路保护电路提供电源；
所述数据采集显示控制模块包括控制按键、LED显示电路，电压电流采集、温度采集，感光采集和均衡电路；
所述ARM处理器采用飞利浦公司ARM芯片LPC2134，该芯片是高端的32位实时处理器，在整个系统中处于核心地位；对采集模块采集来的数据进行分析处理，做出相应决策，控制充放电及供电切换电路、电压电流采集电路、MOSFET 稳压及短路保护电路和软开关，实现对蓄电池的充放电控制、对控制器的保护控制、对输出负载的通断控制；
所述输出模块包括MOSFET稳压及短路保护电路和软开关；在ARM处理器的控制下，MOSFET稳压及短路保护电路实现短路保护和稳压输出，软开关实现双路输出独立的通断控制。
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