[发明专利]无障碍充电的LED路灯照明系统

权利要求书

1.一种无障碍充电的LED路灯照明系统，所述照明系统包括LED灯 管、DSP控制芯片、风速检测仪、太阳光光强检测仪、充电设备和铅酸蓄 电池，充电设备为铅酸蓄电池充电，充电后的铅酸蓄电池为DSP控制芯片、 风速检测仪、太阳光光强检测仪和LED灯管提供电力供应，DSP控制芯 片与风速检测仪和太阳光光强检测仪分别连接，根据风速检测仪和太阳光 光强检测仪的检测结果控制充电设备对铅酸蓄电池的充电。

2.如权利要求1所述的无障碍充电的LED路灯照明系统，其特征在 于，所述照明系统还包括：

风速检测仪，用于实时检测当前环境的实时风速；

太阳光光强检测仪，用于实时检测当前环境的实时太阳光光强；

光电池，设置在灯架顶部，具有电能输出接口，用于输出光电池将太 阳能转换后的电能，电能输出接口包括输出正端和输出负端；

瞬态电压抑制器，并联在电能输出接口的输出正端和输出负端之间；

第一电阻，其一端连接电能输出接口的输出正端，其另一端连接第二 电阻的一端；

第二电阻，其另一端连接电能输出接口的输出负端；

升力风机主结构，设置在灯架顶部，包括三个叶片、偏航设备、轮毂 和传动设备；三个叶片在风通过时，由于每一个叶片的正反面的压力不等 而产生升力，所述升力带动对应叶片旋转；偏航设备与三个叶片连接，用 于提供三个叶片旋转的可靠性并解缆；轮毂与三个叶片连接，用于固定三 个叶片，以在叶片受力后被带动进行顺时针旋转，将风能转化为低转速的 动能；传动设备包括低速轴、齿轮箱、高速轴、支撑轴承、联轴器和盘式 制动器，齿轮箱通过低速轴与轮毂连接，通过高速轴与风力发电机连接， 用于将轮毂的低转速的动能转化为风力发电机所需要的高转速的动能，联 轴器为一柔性轴，用于补偿齿轮箱输出轴和发电机转子的平行性偏差和角 度误差，盘式制动器，为一液压动作的盘式制动器，用于机械刹车制动；

风力发电机，与升力风机主结构的齿轮箱连接，为一双馈异步发电机， 用于将接收到的高转速的动能转化为风力电能，风力发电机包括定子绕 组、转子绕组、双向背靠背IGBT电压源变流器和风力发电机输出接口， 定子绕组直连风力发电机输出接口，转子绕组通过双向背靠背IGBT电压 源变流器与风力发电机输出接口连接，风力发电机输出接口为三相交流输 出接口，用于输出风力电能；

整流电路，与风力发电机输出接口连接，对风力发电机输出接口输出 的三相交流电压进行整流以获得风力直流电压；

滤波稳压电路，与整流电路连接以对风力直流电压进行滤波稳压，以 输出稳压直流电压；

第三电阻和第四电阻，串联后并联在滤波稳压电路的正负二端，第三 电阻的一端连接滤波稳压电路的正端，第四电阻的一端连接滤波稳压电路 的负端；

第一电容和第二电容，串联后并联在滤波稳压电路的正负二端，第一 电容的一端连接滤波稳压电路的正端，第二电容的一端连接滤波稳压电路 的负端，第一电容的另一端连接第三电阻的另一端，第二电容的另一端连 接第四电阻的另一端；

第三电容，并联在滤波稳压电路的正负二端；

第五电阻，其一端连接滤波稳压电路的正端；

第一开关管，为一P沟增强型MOS管，其漏极与第五电阻的另一端 连接，其衬底与源极相连，其源极与滤波稳压电路的负端连接；

手动卸荷电路，其两端分别与第一开关管的漏极和源极连接；

第一防反二极管，其正端与滤波稳压电路的正端连接，其负端与第一 开关管的漏极连接；

第二开关管，为一P沟增强型MOS管，其漏极与滤波稳压电路的正 端连接，其衬底与源极相连；

第二防反二极管，其正端与第二开关管的源极连接；

第四电容和第五电容，都并联在第二防反二极管的负端和滤波稳压电 路的负端之间；

第三防反二极管，并联在第二防反二极管的负端和滤波稳压电路的负 端之间；

第三开关管，为一P沟增强型MOS管，其漏极与第三防反二极管的 负端连接，其衬底与源极相连；

第四防反二极管，并联在第三开关管的源极和滤波稳压电路的负端之 间；

第一电感，其一端与第三开关管的源极连接；

第六电容和第七电容，都并联在第一电感的另一端和滤波稳压电路的 负端之间；

第五防反二极管，并联在第一电感的另一端和滤波稳压电路的负端之 间；

铅酸蓄电池，并联在电能输出接口的输出正端和输出负端之间，同时 其正极与第五防反二极管的负极连接，其负极与第五防反二极管的正极连 接；

继电器，位于LED灯管和铅酸蓄电池之间，通过是否切断LED灯管 和铅酸蓄电池之间的连接来控制LED灯管的打开和关闭；

光耦，位于继电器和DSP控制芯片之间，用于在DSP控制芯片的控 制下，决定继电器的切断操作；

电压检测器，用于实时检测铅酸蓄电池的充电电压；

电流检测器，用于实时检测铅酸蓄电池的充电电流；

太阳能充电控制器，与电能输出接口、铅酸蓄电池、电压检测器和电 流检测器分别连接，在检测到电能输出接口对铅酸蓄电池供电时，当接收 到的充电电压小于预设蓄电池电压阈值时，采用恒流充电方式对铅酸蓄电 池进行充电，当接收到的充电电压大于等于预设蓄电池电压阈值且接收到 的充电电流大于等于预设蓄电池电流阈值时，采用恒压充电方式对铅酸蓄 电池进行充电，当接收到的充电电压大于等于预设蓄电池电压阈值且接收 到的充电电流小于预设蓄电池电流阈值时，采用浮充充电方式对铅酸蓄电 池进行充电；

DSP控制芯片还与第二开关管的栅极和第三开关管的栅极分别连接， 通过在第二开关管的栅极上施加PWM控制信号，确定第二开关管的通断， 以控制风力发电机输出接口对铅酸蓄电池的充电的通断，还通过在第三开 关管的栅极上施加占空比可调的PWM控制信号，以控制风力发电机输出 接口对铅酸蓄电池的充电电压；

其中，DSP控制芯片还与风速检测仪和太阳光光强检测仪分别连接； 当接收到的实时风速大于等于预设风速阈值且接收到的实时太阳光光强 小于预设光强阈值时，断开电能输出接口对铅酸蓄电池的充电，打通风力 发电机输出接口对铅酸蓄电池的充电；当接收到的实时风速大于等于预设 风速阈值且接收到的实时太阳光光强大于等于预设光强阈值时，根据实时 风速超出预设风速阈值的比例和实时太阳光光强超出预设光强阈值的比 例决定电能输出接口和风力发电机输出接口对铅酸蓄电池的充电的通断； 当接收到的实时太阳光光强大于等于预设光强阈值且接收到的实时风速 小于预设风速阈值时，打通电能输出接口对铅酸蓄电池的充电，断开风力 发电机输出接口对铅酸蓄电池的充电；

其中，针对DSP控制芯片，当实时风速超出预设风速阈值的比例大于 等于实时太阳光光强超出预设光强阈值的比例时，断开电能输出接口对铅 酸蓄电池的充电，打通风力发电机输出接口对铅酸蓄电池的充电；当实时 风速超出预设风速阈值的比例小于实时太阳光光强超出预设光强阈值的 比例时，打通电能输出接口对铅酸蓄电池的充电，断开风力发电机输出接 口对铅酸蓄电池的充电；

风速检测仪设置在灯架顶部；

太阳光光强检测仪设置在灯架顶部。