[发明专利]基于环境检测进行充电的LED路灯

权利要求书

1.一种基于环境检测进行充电的LED路灯，所述LED路灯包括 AT89C51单片机、风速检测仪、太阳光光强检测仪、充电子系统和铅酸蓄 电池，充电子系统为铅酸蓄电池充电，充电后的铅酸蓄电池为AT89C51 单片机、风速检测仪、太阳光光强检测仪和LED灯管提供电力供应， AT89C51单片机与风速检测仪、太阳光光强检测仪和充电子系统分别连 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子系统对铅 酸蓄电池的充电。

2.如权利要求1所述的基于环境检测进行充电的LED路灯，其特征 在于，所述LED路灯还包括：

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；

太阳能电板，设置在灯架上，包括无反射薄膜覆盖层、N型半导体、 P型半导体、基板和太阳能输出接口，用于将无反射薄膜覆盖层接收的太 阳能转化为光学电能，太阳能输出接口包括上部电极和下部电极，用于输 出光学电能；

升力风机主结构，设置在灯架上，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；

第一防反二极管，并联在太阳能输出接口的上部电极和下部电极之 间，其正端与下部电极连接，负端与上部电极连接；

第一开关管，为一P沟增强型MOS管，其漏极与太阳能输出接口的 上部电极连接，其衬底与源极相连；

第二防反二极管，其正端与第一开关管的源极连接；

第一电容和第二电容，都并联在第二防反二极管的负端和下部电极之 间；

第三防反二极管，并联在第二防反二极管的负端和下部电极之间，其 正端与下部电极连接，其负端与第二防反二极管的负端连接；

第二开关管，为一P沟增强型MOS管，其漏极与第二防反二极管的 负端连接，其衬底与源极相连；

第四防反二极管，并联在第二开关管的源极和下部电极之间，其正端 与下部电极连接，其负端与第二开关管的源极连接；

第一电感，其一端与第二开关管的源极连接；

第三电容和第四电容，都并联在第一电感的另一端和下部电极之间；

第五防反二极管，并联在第一电感的另一端和下部电极之间，其正端 与下部电极连接，其负端与第一电感的另一端连接；

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；

第五电容和第六电容，串联后并联在滤波稳压电路的正负二端，第五 电容的一端连接滤波稳压电路的正端，第六电容的一端连接滤波稳压电路 的负端，第五电容的另一端连接第一电阻的另一端，第六电容的另一端连 接第二电阻的另一端；

第七电容，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；

第五开关管，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，其两端分别与第五开关管的漏极和源极连接；

第六防反二极管，其正端与滤波稳压电路的正端连接，其负端与第五 开关管的漏极连接；

第三开关管，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；

第七防反二极管，其正端与第三开关管的源极连接；

第八电容和第九电容，都并联在第七防反二极管的负端和滤波稳压电 路的负端之间；

第八防反二极管，并联在第七防反二极管的负端和滤波稳压电路的负 端之间；

第四开关管，为一P沟增强型MOS管，其漏极与第七防反二极管的 负端连接，其衬底与源极相连；

第九防反二极管，并联在第四开关管的源极和滤波稳压电路的负端之 间；

第二电感，其一端与第四开关管的源极连接；

第十电容和第十一电容，都并联在第二电感的另一端和滤波稳压电路 的负端之间；

第十防反二极管，并联在第二电感的另一端和滤波稳压电路的负端之 间；

所述铅酸蓄电池，设置在灯架上，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，同时其正极与第十防反二极管 的负极连接，其负极与第十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AT89C51单片机之间，用于在AT89C51单片机 的控制下，决定继电器的切断操作；

AT89C51单片机，与第一开关管的栅极、第二开关管的栅极、第三开 关管的栅极和第四开关管的栅极分别连接，通过在第一开关管的栅极和第 三开关管的栅极上分别施加PWM控制信号，确定第一开关管和第三开关 管的通断，以分别控制太阳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，还通过在第二开关管的栅极和第四开关管的栅极上分别 施加占空比可调的PWM控制信号，以分别控制太阳能输出接口和风力发 电机输出接口对铅酸蓄电池的充电电压；

其中，AT89C51单片机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，断开太阳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 的比例决定太阳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，打通太阳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；

AT89C51单片机，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，断开太阳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， 打通太阳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；

存储设备，与AT89C51单片机连接，用于预先存储预设风速阈值和预 设光强阈值。