[发明专利]基于环境检测进行充电的LED立式发光装置

说明书

本发明是申请号为2015106408150、申请日为2015年10月2日、发 明名称为“基于环境检测进行充电的LED立式发光装置”的专利的分案申 请。

技术领域

本发明涉及LED照明领域，尤其涉及一种基于环境检测进行充电的 LED立式发光装置。

背景技术

现有技术中，由于全球LED立式发光装置日渐增多，以及成为市场主 流之一，如果能改善LED路灯的节能等级，从全球范围来看，节省的能源 和减排的成果将非常惊人。

现有技术中的LED立式发光装置主要依靠市电供电，其耗电成本高， 市政部门对LED立式发光装置的施工和管理也消耗大量的运营成本。而 且，仅有的一些LED太阳能立式发光装置耗能较高，需要对供电电路进行 改良，以及尚缺乏将风能供电电路用于LED立式发光装置的技术方案，自 然缺少将二者有机结合并自适应切换的充电结构。

为此，本发明提出了一种基于环境检测进行充电的LED立式发光装 置，将风能供电电路和太阳能供电电路进行有机结合，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系统对LED立式发光装置的蓄电 池的充电，从而从整体上提高LED立式发光装置的节能水准。

发明内容

为了解决现有技术存在的技术问题，本发明提供了一种基于环境检测 进行充电的LED立式发光装置，通过改善现有的太阳能供电电路，将风能 供电电路有机结合到LED立式发光装置的充电电路中，更关键的是，通过 风速检测仪和太阳光光强检测仪的检测结果控制充电电路对铅酸蓄电池 的充电，这样，从整体上提高了LED立式发光装置系统的节能等级、可靠 性以及稳定性。

根据本发明的一方面，提供了一种基于环境检测进行充电的LED立式 发光装置，所述发光装置包括风速检测仪、太阳光光强检测仪、充电设备 和阀控密封式铅酸蓄电池，充电设备为阀控密封式铅酸蓄电池充电，风速 检测仪和太阳光光强检测仪的检测结果为阀控密封式铅酸蓄电池充电模 式的调节提供参考信号。

更具体地，在所述基于环境检测进行充电的LED立式发光装置中，还 包括：所述风速检测仪，设置在灯架顶部，用于实时检测当前环境的实时 风速；所述太阳光光强检测仪，设置在灯架顶部，用于实时检测当前环境 的实时太阳光光强；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，位于继电器和主控设备之间，用于在主控设备的控制下，决 定继电器的切断操作；主控设备，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；其中，针对主控设备， 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；其 中，主控设备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。