[实用新型]永不灭灯的风光互补路灯控制器

说明书

技术领域

本实用新型属于风光互补路灯领域，具体涉及一种用于实现永不灭灯的风光互补路灯的控制器。

背景技术

目前新能源已经应用到路灯照明中，风光互补路灯就是其典型应用。风光互补路灯主要由太阳能电池、风力发电机、灯头、控制器、蓄电池等组成，其中控制器是整个路灯控制的核心部件。

目前市面上的控制器品种繁多，其主要控制结构如图1所示：太阳能电池板输出直流电，并通过单向开关简单的直接对电池充电，单向开关主要用来防止电池对太阳能电池板反充电；风力发电机输出的交流电通过三相整流桥整流成直流电，然后通过单向开关直接对电池充电。当晚上来临时，调节器自动打开电子开关，使路灯灯头得到电，开始照明。工作过程中，如果电池充满，或者风力发电机输出功率比较大时，调节器控制卸荷刹车开关，使风力发电机能量卸荷释放，不再对电池充电，也保护风力发电机的安全运行。调节器一般有拨码开关，用来设置路灯亮灯的时间；当电池能量不足时，调节器自动关闭路灯输出。

现有的控制器能够满足风光资源充足地区的使用要求，但其缺点是在风光资源较差的地方，会出现由于能量不足而灭灯的问题。在普遍是阴雨、无风的状态下，只能维持3天时间的正常使用。一方面路灯一直满功率运行，在人流比较少的时间段浪费能源；另一方面太阳能、风能发出的能量没有被电池充分的吸收。低风速时，风力发电机输出的电压比电池低，充不进电，即使有部分充电，工作效率也比较低。电池板采用直接对电池充电的方式，对电能的利用率比较低，不能工作在最佳充电状态下。

实用新型内容

针对上述问题，申请人进行了改进研究，提供一种能够提高能量利用率，改善能量分配管理模式，提高电池寿命的永不灭灯的风光互补路灯控制器。

本实用新型的技术方案如下： 

一种永不灭灯的风光互补路灯控制器，包括太阳能电池、风力发电机、单向开关、MPPT功率转换部件、电池、无级功率调整驱动器、路灯灯头、控制处理器、PWM无级软卸荷刹车、计算机以及显示操作器；所述太阳能电池和风力发电机分别通过单向开关以及MPPT功率转换部件与电池连接；所述电池通过无级功率调整驱动器连接路灯灯头；所述MPPT功率转换部件、电池、无级功率调整驱动器、计算机以及显示操作器分别与控制处理器连接；所述控制处理器通过PWM无级软卸荷刹车连接到风力发电机所在线路的单向开关和MPPT功率转换部件之间的线路上。

本实用新型的有益技术效果是：

本实用新型成功的把高性能的MPPT最大功率点跟踪方法、无级功率调节输出运用到路灯控制器中去，革命性的提高路灯控制器的性能，促进新能源在路灯上的推广应用。主要优点有： （一）提高太阳能发电的能量利用率10%~15%；（二）提高风机发电的能量利用率10%~20%，并可低风速发电；（三）采用修复电池充电模式，大大提高电池寿命。（四）采用能量管理模式分配能量使用，接近永不灭灯效果；（五）采用计算机管理平台，快速定制应用。 

附图说明

图1是现有风光互补路灯控制器的方框图。

图2是本实用新型的方框图。

图3是太阳能最大功率点跟踪、无级软卸荷刹车、电池修复的电路原理图。

图4是无级功率调整驱动器的电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做进一步说明。

图2示出了本实用新型的结构方框图。如图2所示，本实用新型包括太阳能电池、风力发电机、单向开关、MPPT功率转换部件、电池、无级功率调整驱动器、路灯灯头、控制处理器、PWM无级软卸荷刹车、计算机以及显示操作器。太阳能电池和风力发电机分别通过单向开关以及MPPT功率转换部件与电池连接。单向开关主要用来防止电池对太阳能电池和风力发电机反充电。MPPT功率转换部件用于实现最大功率点跟踪（下面的文字中将详细说明）。电池通过无级功率调整驱动器连接路灯灯头。无级功率调整驱动器可以代替路灯灯头内部的恒流源使用，并且提供更多可以控制的管理方法。MPPT功率转换部件、电池、无级功率调整驱动器、计算机以及显示操作器分别与32位控制处理器连接。本实施例中控制处理器采用32位ARM处理器芯片，低功耗，可实现高速处理信息。计算机通过内部软件管理平台配置参数，显示操作器用于快速合理的配置参数，定制不同的应用。32位控制处理器通过PWM无级软卸荷刹车连接到风力发电机所在线路的单向开关和MPPT功率转换部件之间的线路上。PWM无级软卸荷刹车的主要作用是保护电池。

本实用新型的电信号控制及工作过程如下：