[实用新型]一种数字控制式太阳能路灯控制系统

说明书

技术领域

    本实用新型涉及一种照明控制系统，特别是一种数字控制式太阳能路灯控制系统。

背景技术

太阳能作为一种可再生的清洁能源，在人类生产和生活中已经得到了广泛应用，如利用太阳能为日常生活提供热水、利用太阳能发电等。随着低耗能的LED照明技术的发展，城市道路照明系统也开始普遍利用太阳能作为电能来源，如白天利用太阳能电池板将太阳能转化为电能并储存到蓄电池中，晚上再由蓄电池为LED路灯供电，这种太阳能LED路灯系统不仅耐用，而且低成本、低耗能，节省了大量的电力资源。

但由于太阳能资源具有不稳定性，如以重庆为例的西南地区处于东南暖湿气流与西北冷空气的交汇地带，四季潮湿多雨且多雷电天气，是全国日照时间最短、光照强度最差、太阳能资源最不稳定的地区。在充电过程中，由于受天气条件影响，太阳能电池板电压、电流都不稳定，因此充电效率低，且会因为过冲而发生蓄电池电流倒灌现象，在频繁的雷雨天气下也容易遭雷电击中而被烧毁；同时，在放电过程中，由于蓄电池长期使用之后电压降低、电流也不稳定，继续过度使用则会造成蓄电池容量和使用寿命减少，且容易因蓄电池极性接反、负载短路、电流过大和启动浪涌电流等因素对LED灯具造成损坏。

为了使太阳能路灯系统能够满足我国西南地区典型气候条件的需求，不仅首先需要有防雷击设计，还对太阳能充电效率、蓄电池放电效率提出了更高的要求，因此需要设计一款效率高、生产成本低、使用更安全的的太阳能路灯系统，才能在复杂气候条件下有效利用太阳能。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种数字控制式太阳能路灯控制系统，以实现全自动控制太阳能路灯系统的充电和放电过程，保证太阳能的利用效率和设备的安全。

本实用新型采用的是技术方案为：包括太阳能电池板、防雷击模块、充电控制模块、蓄电池、放电控制模块、LED灯板，其中：太阳能电池板通过充电控制模块对蓄电池进行充电并控制充电电流；蓄电池通过放电控制模块对LED灯板进行供电并控制供电电流；防雷击模块一端接太阳能电池板输出端、另一端接地，在太阳能电池板遭受雷击时，可将产生的过电流导入地面，避免系统被烧毁；

所述充电控制模块包括PWM电流控制模块A、电流采样模块A、电压采样模块A、电压采样模块B、单片机控制模块，其中：PWM电流控制模块A一端连接太阳能电池板输出端、另一端连接电流采样模块A，并与单片机控制模块相连；电流采样模块A一端连接PWM电流控制模块A、另一端连接蓄电池输入端，并与单片机控制模块相连；电压采样模块A 一端连接太阳能电池板输出端、另一端连接单片机控制模块；电压采样模块B一端连接蓄电池输入端、另一端连接单片机控制模块；

所述放电控制模块包括PWM电流控制模块B、电流采样模块B、电压采样模块B、电压采样模块C、单片机控制模块，其中：PWM电流采样模块B一端连接蓄电池输出端、另一端连接电流采样模块B，并与单片机控制模块相连；电流采样模块B一端连接PWM电流控制模块B、另一端连接LED灯板输入端，并与单片机控制模块相连；电压采样模块C一端连接LED灯板输入端、另一端连接单片机控制模块。

所述PWM电流控制模块A包括电阻R1、N沟道增强型MOS管Q1、电感L1、电解电容C1和驱动模块U2、光电耦合器U7，其中U2的输入端与单片机控制模块相连、输出端PWM1经过U7与Q1的G极相连、输出端PWM2与Q2的G极相连，Q1的S极与太阳能电池板输出端相连、D极经过L1和C1的正极相连，Q2的S极接地、D极与Q1的D极相连，R1并联在Q1的G极和S极之间，C1的负极接地、正极经过电流采集模块A与蓄电池输入端相连；可接收单片机控制模块的PWM脉冲信号，并传输到Q1的G极，从而控制通过Q1的S极和D极的充电电流。

进一步地，所述防雷击模块包括两个串联的陶瓷气体放电管D4、D5，当遭受雷击时，其中气体被瞬时高压击穿而由高阻抗变成低阻抗，从而将雷击电流短路到地面。