[发明专利]自动化充电控制的LED杆式照明系统

说明书

本发明是申请号为2015106444176、申请日为2015年10月2日、发 明名称为“自动化充电控制的LED杆式照明系统”的专利的分案申请。

技术领域

本发明涉及LED照明领域，尤其涉及一种自动化充电控制的LED杆 式照明系统。

背景技术

现有技术中，一般的LED杆式照明系统需要市电供电，用电成本不菲， 即使市场上出现了一些LED太阳能杆式照明系统，由于无法在太阳能不足 的情况下，例如阴雨天气或黑暗环境下为LED路灯正常充电，导致LED 太阳能杆式照明系统无法兼顾节能特性和可靠性。

而且，现有技术中的LED太阳能杆式照明系统中的太阳能供电电路工 作效率不高，以及尚未出现能够应用于LED杆式照明系统的风能供电电 路，更不要提兼容太阳能供电电路和风能供电电路的用电结构，以及灵活 地在太阳能供电电路和风能供电电路二者供电电路之间进行切换的切换 装置。

为此，本发明提及了一种自动化充电控制的LED杆式照明系统，搭建 了一种能够兼容改良后的太阳能供电电路和风能供电电路的用电结构，以 及采用实时时钟芯片产生的当前系统时间进行太阳能供电电路和风能供 电电路之间的自适应切换，以在提高LED杆式照明系统的节能等级的同 时，保证供电电路的稳定性。

发明内容

为了解决现有技术存在的技术问题，本发明提供了一种自动化充电控 制的LED杆式照明系统，一方面，改善现有的太阳能供电电路，将风能供 电电路引入到LED杆式照明系统的供电体系中，搭建兼容二者的LED供 电结构，另一方面，利用实时时钟芯片产生的当前系统时间进行太阳能供 电电路和风能供电电路之间的切换，保证LED杆式照明系统在各种天气环 境下都能进行正常照明。。

根据本发明的一方面，提供了一种自动化充电控制的LED杆式照明系 统，所述照明系统包括实时时钟芯片、太阳能电池组件和阀控密封式铅酸 蓄电池，实时时钟芯片提供昼夜判断的参考信号，太阳能电池组件为阀控 密封式铅酸蓄电池提供白天的电力供电，所述参考信号用于所述照明系统 的昼夜充电的切换。

更具体地，在所述自动化充电控制的LED杆式照明系统中，还包括： 所述实时时钟芯片，产生当前的系统时间，并在当前的系统时间在预设白 天时间段内时，发出白天判断信号，在当前的系统时间在预设黑夜时间段 内时，发出黑夜判断信号；所述太阳能电池组件，设置在灯架顶部，具有 太阳能输出接口，用于输出太阳能转换后的电能，太阳能输出接口包括输 出正端和输出负端；同步Buck电路及其驱动模块，连接在太阳能输出接 口和阀控密封式铅酸蓄电池之间，用于控制太阳能输出接口对阀控密封式 铅酸蓄电池的充电；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；第一电阻和第二电阻，串联后并联在滤波稳压 电路的正负二端，第一电阻的一端连接滤波稳压电路的正端，第二电阻的 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一电阻的另 一端，第二电容的另一端连接第二电阻的另一端；第三电容，并联在滤波 稳压电路的正负二端；第三电阻，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，其漏极与第三电阻的另一端连接，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；所述阀控密封式铅酸蓄电池，与同步Buck电路及其驱动 模块连接，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灯管和阀控密封式铅酸蓄电池之间， 通过是否切断LED灯管和阀控密封式铅酸蓄电池之间的连接来控制LED 灯管的打开和关闭；光耦，位于继电器和飞思卡尔IMX6处理器之间，用 于在飞思卡尔IMX6处理器的控制下，决定继电器的切断操作；飞思卡尔 IMX6处理器，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阀控密封式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 电机输出接口对阀控密封式铅酸蓄电池的充电电压；其中，飞思卡尔IMX6 处理器还与实时时钟芯片连接，当接收到黑夜判断信号，断开太阳能输出 接口对阀控密封式铅酸蓄电池的充电，打通风力发电机输出接口对阀控密 封式铅酸蓄电池的充电，当接收到白天判断信号，打通太阳能输出接口对 阀控密封式铅酸蓄电池的充电，断开风力发电机输出接口对阀控密封式铅 酸蓄电池的充电。