[实用新型]基于分段多点监控法的太阳能路灯控制器

说明书

技术领域

本实用新型涉及路灯控制系统，具体为基于分段多点监控法的太阳能路灯控制器。

背景技术

智能太阳能路灯系统由太阳能电池板、蓄电池、灯杆、LED灯具、控制器（过充过放保护电路，光控、时控电路）等组成。白天太阳能电池板接受太阳辐射能并转化为电能输出，经过充电控制电路储存在蓄电池中；晚间当光线照度降低时，控制器使LED灯点亮，进行指示性照明。其中，蓄电池是太阳能LED路灯系统中混合动力系统的重要部分之一，因此它的剩余荷电容量（SOC）对系统的稳定性也有重大影响。蓄电池经常过放或过充，容易造成蓄电池寿命大大缩短。因此，开发一种针对此问题的控制电路非常必要。

发明内容

本实用新型所解决的技术问题在于提供基于分段多点监控法的太阳能路灯控制器，以解决上述背景技术中的缺点。

本实用新型所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

本实用新型针对蓄电池充放电稳定性问题，采用分段多点监控法去监控蓄电池剩余荷电容量（SOC）的充电/放电法，放电过程和控制器在充电过程中一样，分段多点监控，在不同的阶段用不同宽度的PWM信号输出控制，有效避免了过放。控制器检测到蓄电池充电或放电超出一定范围时，控制器切断充放电回路，保证电池不被损坏。

根据蓄电池剩余荷电容量（SOC）充放电数学模型和剩余荷电容量（SOC）与蓄电池循环寿命的关系，在设计太阳能LED路灯控制器的时候，采用以下控制方案，完全避免蓄电池过充和过放，并保证LED路灯以尽可能延长点亮的时间。在充电阶段为三段控制：第一段（10%<SOC<40%：）为快充阶段、第二段（40%<SOC<95%）慢充阶段；第三段（SOC>95%）浮充阶段。充电过程中逐渐减小脉宽调制信号（PWM）的宽度。在放电/驱动阶段分六段进行监控：（90%<SOC<100%）、（80%<SOC<90%）、（80%<SOC<70%）、（60%<SOC<70%）、（50%<SOC<60%）、（40%<SOC<50%），对应各段计算出对应的脉宽调制信号（PWM）宽度来驱动LED路灯。在放电/驱动过程中逐段缩小PWM信号的宽度，保证足够亮度同时，以最长的点亮时间为控制目标。10%<SOC<40%时做特殊处理，以最低亮度标准（节能模式）的方式驱动LED路灯，并在到达过放点之前切断负载，可完全避免过放。

基于分段多点监控法的太阳能路灯控制器，包括过充/过放保护电路，脉宽调制控制信号（PWM）发生器控制三极管Q2、Q3导通，稳压管D1的作用，IRF4905管的栅源电压等于钳位电压，IRF4905管导通，太阳电池向蓄电池充电，反之，前两极三极管均截止VGS=0V，IRF4905管断开，太阳能电池不能向蓄电池充电；放电控制端给出高电平时，三极管S9013导通，NDB7060L输出高电平，IRF3205栅源电压为钳位电压，此时, MOSTET导通，蓄电池向负载供电，反之，放电控制端给出低电平时，三极管截止相当于开关处于断开状态，蓄电池不能向负载供电。

本实用新型中，稳压管与IRF4905管并联控制蓄电池充电。

本实用新型中，蓄电池与二极管D3并联防止蓄电池逆充。

本实用新型中，Q2、Q3组成电阻分压耦合与IRF4905管栅极连接。

本实用新型中，PWM信号通过电阻R10与Q4极连接， 漏极与NDB7060L连接。

本实用新型中，稳压管D5与IRF3205管连接，控制电池向负载供电。

有益效果：本实用新型可以有效的提高蓄电池的使用寿命，保障太阳能LED路灯系统的长周期稳定运行。

附图说明

图1为本实用新型的充电电路原理图；

图2为本实用新型的放电电路原理图；

图3为本实用新型的控制器结构框图。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。