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CN201426200Y - 控制器及包含该控制器的亮度可调的太阳能灯具 - Google Patents

控制器及包含该控制器的亮度可调的太阳能灯具 Download PDF

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CN201426200Y CN2009203013864U CN200920301386U CN201426200Y CN 201426200 Y CN201426200 Y CN 201426200Y CN 2009203013864 U CN2009203013864 U CN 2009203013864U CN 200920301386 U CN200920301386 U CN 200920301386U CN 201426200 Y CN201426200 Y CN 201426200Y
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张晶
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Abstract

本实用新型涉及一种控制器，应用于对含LED光源的太阳能灯具的控制，包括开关模块，用于控制所述LED光源的开启和关闭，还包括与开关模块相连的亮度调节模块，用于调节所述LED光源的亮度。本实用新型的控制器在应用于太阳能灯具后，可以调节太阳能灯具的照明亮度，在不需要高亮度照明的时候，可以根据需要降低太阳能灯具的亮度，即降低光源的功耗，从而节约储存在蓄电池内的电能，使太阳能灯具能够延长照明时间或降低太阳能电池功率与蓄电池容量以降低太阳能灯具的生产成本。

Description

控制器及包含该控制器的亮度可调的太阳能灯具
技术领域
本实用新型涉及一种控制器及包含该控制器的太阳能灯具，尤其涉及一种控制器及包含该控制器的亮度可调的太阳能灯具。
背景技术
世界各国对包括太阳能在内的可再生能源的兴趣日益浓厚，太阳能光电系统能为世界能源工业注入新的活力。各国纷纷将注意力转向这一崭新的能源领域并加大投资研发太阳能发电技术和产品。太阳能利用将成为本世纪最流行的产业之一。同时伴随着LED技术的迅速发展，LED照明在太阳能照明领域得到了很好应用，成为太阳能照明最理想的光源。
现有的太阳能灯具控制器可以控制太阳能灯具的光源的开启和关闭，但是无法根据预定的程序调整以LED作为光源的亮度。这种方法的弊端是不能根据实际的需要改变光源亮度，在不需要高亮度照明的时候，无法节约储存在蓄电池内的电能，也就是缩短了照明时间或增加了太阳能电池功率与蓄电池容量，从而增加了太阳能灯具的生产成本。
实用新型内容
本实用新型针对现有太阳能灯具不能根据实际的需要改变光源亮度，无法节约储存在蓄电池内的电能，从而增加了太阳能灯具的生产成本的不足，提供一种控制器及包含该控制器的亮度可调型的灯具。
本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种控制器，应用于对含LED光源的太阳能灯具的控制，包括开关模块和亮度调节模块，所述开关模块和亮度调节模块相连，所述开关模块用于控制所述LED光源的开启和关闭，所述亮度调节模块用于调节所述LED光源的亮度。
本实用新型的有益效果是：本实用新型的控制器在应用于太阳能灯具后，可以调节太阳能灯具的照明亮度，在不需要高亮度照明的时候，可以降低太阳能灯具的亮度，即降低光源的功耗，从而节约储存在蓄电池内的电能，使太阳能灯具能够延长照明时间或降低太阳能电池功率与蓄电池容量以降低太阳能灯具的生产成本。
在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。
进一步，所述亮度调节模块由驱动信号生成单元和与该驱动信号生成单元相连的LED驱动器组成，其中：
所述驱动信号生成单元，用于输出可变电压信号给所述LED驱动器；
所述LED驱动器，用于在所述可变电压信号的控制下输出电流值与所述可变电压信号的电压值成正比的恒定电流给所述LED光源。
采用上述进一步方案的有益效果是所述驱动信号生成单元输出较大的电压信号时，LED驱动器就会输出较大的电流，则LED光源的亮度就较大，反之则正好相反。
进一步，所述亮度调节模块由驱动信号生成单元和与该驱动信号生成单元相连的LED驱动器组成，其中：
所述驱动信号生成单元，用于输出可变电压信号给所述LED驱动器；
所述LED驱动器，用于在所述可变电压信号的控制下输出电流值与所述可变电压信号的电压值成反比的恒定电流给所述LED光源。
采用上述进一步方案的有益效果是所述驱动信号生成单元输出较大的电压信号时，LED驱动器就会输出较小的电流，则LED光源的亮度就较小，反之则正好相反。
进一步，所述驱动信号生成单元包括微处理器MCU、电阻R1与电容C2组成的积分电路、以及运算放大器IC2，电阻R1的一端接至微处理器MCU的脉冲宽度调制PWM输出端，另一端接至电容C2的一端，电容C2的另一端接地，运算放大器IC2的同相输入端接至电阻R1与电容C2的接合点，反相输入端与输出端相连，运算放大器IC2的输出端为所述驱动信号生成单元的输出端。
采用上述进一步方案的有益效果是通过驱动信号生成单元输出的电压信号，就可以调节LED光源的亮度。
进一步，LED驱动器是工作在脉冲宽度调制PWM方式下的DC/DC变换器。
本实用新型还提供一种亮度可调的太阳能灯具，包括LED光源、太阳能电池、蓄电池以及所述的控制器，所述太阳能电池和蓄电池相连接，所述太阳能电池向蓄电池充电，蓄电池为控制器及光源供电。
附图说明
图1为本实用新型亮度可调的太阳能灯具的结构示意简图；
图2为本实用新型亮度可调的太阳能灯具的结构示意详图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
图1为本实用新型亮度可调的太阳能灯具的结构示意简图。如图1所示，所述太阳能灯具包括控制器10、LED光源20、蓄电池30和太阳能电池40。所述控制器10包括亮度调节模块101和开关模块102，所述开关模块102和亮度调节模块101相连。所述亮度调节模块101用于调节所述LED光源20亮度的亮度，所述亮度调节模块对所述LED光源的亮度调节方式为连续调节，即LED光源的亮度及消耗的功率可以在0％至100％的范围内连续可调。所述亮度调节模块101包括驱动信号生成单元1011和LED驱动器1012，所述驱动信号生成单元1011，用于输出可变电压信号给所述LED驱动器1012，所述LED驱动器1012用于在所述可变电压信号的控制下输出电流值与所述可变电压信号的电压值成正比或反比的恒定电流给所述LED光源20。所述驱动信号生成单元1011还包括定时器，能够根据时间段的不同自动调节所述可变电压信号的电压值，在需要的时候，如上半夜天黑人多车多的时候，提高LED光源的亮度，比如100％亮度，以提供良好的照明，而其它时间段，如后半夜人车稀少的时候，则降低LED光源的亮度，比如33％亮度，可以节约蓄电池的电力的消耗。所述驱动信号生成单元1011还包括运算器，能够根据所述太阳能灯具的蓄电池内存储的电量大小自动调节所述可变电压信号的电压值，使所述可变电压信号的电压值与所述蓄电池内存储电量的电量值成正比，蓄电池内的电量充足时，可以自动调整LED光源发出高亮度，而电量不足时可以自动降低亮度，保存蓄电池内的电量。
图2为本实用新型亮度可调的太阳能灯具的结构示意详图。如图2所示，所述驱动信号生成单元1011包括微处理器MCU、电阻R1与电容C2组成的积分电路、以及运算放大器IC2，电阻R1的一端接至微处理器MCU的脉冲宽度调制PWM输出端，另一端接至电容C2的一端，电容C2的另一端接地，运算放大器IC2的同相输入端接至电阻R1与电容C2的接合点，反相输入端与输出端相连，运算放大器IC2的输出端为所述驱动信号生成单元的输出端。在本实施例中，电阻R1的阻值为10Kohm，电容C2的容量为104uF，运算放大器IC2的型号为LM358。
所述LED驱动器1012包括控制器IC1、电感L1、二极管D1、电容C3电阻R2、电阻R3、电阻R4和电容C1。在本实施例中控制器IC1为UC3842，电阻R2的阻值为5Kohm，电阻R3的阻值为150Kohm，电阻R4的阻值为1ohm，电容C1的容量为103uF，电容C3的容量为200uF，电感L1的感抗为10mH，二极管D1的型号为IN5821，开关模块102为三极管，其型号为IRFZ48。当控制器IC1的5脚为1时，开关模块102导通，电感L1中流过电流并储存能量，直到电感电流在R4上的压降等于比较器设定的阈值电压时，IC1复位，即5脚为0。此时开关模块102截止，电感L1中储存的能量通过肖特基二极管D1供给负载，同时对C3进行充电。当负载电压要跌落时，电容C3放电，这时输出端可获得稳定的电压。这个电压可以驱动D2、D3等LED光源20了。
IC1内部的含有完整的PWM控制器，IC1的PWM的脉宽是受2脚的电压控制的。当PWM的脉宽改变时，5脚输出的占空比也随时改变，并且通过开关模块102改变电感L1储能与放电的时间来调整流过LED光源20的电流。
利用微处理器MCU的PWM输出功能与R1、C2、IC2构成了一个D/A变换器。R1和C2组成了一个积分电路，IC2是一个运算放大器，用于阻抗匹配。当微处理器MCU的PWM输出脉冲的占空比改变时，运算放大器IC2就会输出相应的可变电压了。即微处理器MCU的PWM输出脉冲的占空比变低时，运算放大器IC2的输出电压成比例的降低。反之则升高。在本实施例中控制器IC1也可为ES3589，所述LED驱动器就可以在所述可变电压信号的控制下输出电流值与所述可变电压信号的电压值成反比的恒定电流给所述LED光源。
运算放大器IC2输出的可变电压直接控制着IC1的2脚的电压，也就是控制着IC1的PWM的脉宽。通过上述的原理分析，可以看出，流过LED光源20的电流是受微处理器MCU控制的。微处理器MCU可以按程序改变LED光源20的电流，即改变LED光源20的亮度。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种控制器，应用于对含LED光源的太阳能灯具的控制，包括开关模块，用于控制所述LED光源的开启和关闭，其特征在于，还包括亮度调节模块，用于调节所述LED光源的亮度，所述开关模块和亮度调节模块相连。
2.根据权利要求1所述的控制器，其特征在于，所述亮度调节模块由驱动信号生成单元和与该驱动信号生成单元相连的LED驱动器组成，其中：
所述驱动信号生成单元，用于输出可变电压信号给所述LED驱动器；
所述LED驱动器，用于在所述可变电压信号的控制下输出电流值与所述可变电压信号的电压值成正比的恒定电流给所述LED光源。
3.根据权利要求1所述的控制器，其特征在于，所述亮度调节模块由驱动信号生成单元和与该驱动信号生成单元相连的LED驱动器组成，其中：
所述驱动信号生成单元，用于输出可变电压信号给所述LED驱动器；
所述LED驱动器，用于在所述可变电压信号的控制下输出电流值与所述可变电压信号的电压值成反比的恒定电流给所述LED光源。
4.根据权利要求2或3所述的控制器，其特征在于，所述驱动信号生成单元包括微处理器MCU、电阻R1与电容C2组成的积分电路、以及运算放大器IC2，电阻R1的一端接至微处理器MCU的脉冲宽度调制PWM输出端，另一端接至电容C2的一端，电容C2的另一端接地，运算放大器IC2的同相输入端接至电阻R1与电容C2的接合点，反相输入端与输出端相连，运算放大器IC2的输出端为所述驱动信号生成单元的输出端。
5.根据权利要求2或3所述的控制器，其特征在于，所述LED驱动器是工作在脉冲宽度调制PWM方式下的DC/DC变换器。
6.一种亮度可调的太阳能灯具，包括LED光源、太阳能电池、蓄电池以及权利要求1至8任一项所述的控制器，所述太阳能电池和蓄电池相连接，所述太阳能电池向蓄电池充电，蓄电池为控制器及光源供电。
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