專利名稱：一種pwm調(diào)光太陽能控制器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及太陽能光伏技術領域，具體地說是一種太陽能與LED驅(qū)動應用結合的PWM調(diào)光太陽能控制器。
背景技術：
隨著太陽能路燈應用的普及，越來越多的太陽能路燈選擇LED作為光源。LED具有綠色節(jié)能，光衰小，光效高，調(diào)光方便等特點，很適合用在太陽能系統(tǒng)供電的路燈上。傳統(tǒng)的控制器只有一路輸出，控制LED路燈采用單一功率驅(qū)動，控制不夠靈活，尤其在后半夜無人時，路燈全功率工作，造成能量的浪費。另外的路燈控制器采用雙路輸出方案，控制兩個燈頭，實現(xiàn)方式為前半夜兩個燈頭一起開，后半夜只亮一盞燈。該方案存在的缺點為路燈燈頭設計比較復雜，成本高，而且兩盞燈亮燈時間不一樣，光衰也不同，使得亮燈時間長的一盞光衰比較嚴重。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是提供PWM調(diào)光的太陽能控制器，智能調(diào)節(jié)LED路燈亮度和功率，實現(xiàn)分時段分功率控制，整個過程完全實現(xiàn)自動控制器，無需人員操作干預。本實用新型的目的通過以下技術方案來實現(xiàn)。一種PWM調(diào)光太陽能控制器，其特征在于所述PWM調(diào)光太陽能控制器包括外殼及安裝在外殼內(nèi)的MCU主控制芯片、PWM功率驅(qū)動電路、溫度傳感器、光照度采集電路、按鍵及顯示電路與電流傳感器，MCU主控制芯片分別與PWM功率驅(qū)動電路、溫度傳感器、光照度采集電路、按鍵及顯示電路及電流傳感器電連接，蓄電池通過PWM功率驅(qū)動電路與光電池電連接，MCU主控制芯片與光電池電連接，太陽能電池板電路上連接有控制開關管MOS管Q23和Q22，兩個MOS管反串接具有防止太陽能反接作用以及晚上防止蓄電池給太陽能板放電，負載電路上連接有控制開關管 MOS管Q20，PWM輸出連接有開關管MOS管Q21，M0S管Q23和Q22分別與一充電控制模塊連接，MOS管Q20與一負載控制模塊，MOS管Q21與一 PWM驅(qū)動模塊連接，充電控制模塊通過控制Q23、Q22使電池板給蓄電池充電，同時判斷光線強弱，當光線減弱到一定程度時，負載控制模塊控制Q20打開負載，當光線強于一定值時，控制Q20關閉負載，Q21為PWM輸出控制開關，PWM驅(qū)動模塊控制通過控制PWM占空比以調(diào)節(jié)負載功率。PWM信號占空比可調(diào)。所述負載包括有第一負載和第二負載，第一負載輸出直流驅(qū)動信號，第二負載輸出PWM調(diào)光信號。所述按鍵為雙按鍵雙數(shù)碼管結構，全功率和半功率時間分別設置。所述顯示電路上設有顯示控制器工作模式的4個單色led指示燈。本實用新型與現(xiàn)有技術相比具有如下優(yōu)點本實用新型由于充電控制模塊通過控制Q23、Q22使電池板給蓄電池充電，同時判斷光線強弱，當光線減弱到一定程度時，負載控制模塊控制Q20打開負載，當光線強于一定值時，控制Q20關閉負載，Q21為PWM輸出控制開關，PWM驅(qū)動模塊控制通過控制PWM占空比以調(diào)節(jié)負載功率，這樣本實用新型便具有一路直流輸出，一路PWM輸出，可以靈活的控制負載如LED路燈功率，克服以上現(xiàn)有控制器存在的缺點，達到節(jié)能目的，并且參數(shù)設置方便， 可達到不同時段LED路燈功率不同的目的。

圖1為本實用新型PWM調(diào)光太陽能控制器之部分電路方框圖；圖2為本實用新型PWM調(diào)光太陽能控制器應用實施例一電路方框圖；圖3為本實用新型PWM調(diào)光太陽能控制器應用實施例二電路方框圖；圖4為本實用新型PWM調(diào)光太陽能控制器電路原理圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型PWM調(diào)光太陽能控制器作進一步詳細描述。如圖1、圖4所示，本實用新型所述的PWM調(diào)光太陽能控制器包括外殼及安裝在外殼內(nèi)的MCU主控制芯片、PWM功率驅(qū)動電路、溫度傳感器、光照度采集電路、按鍵及顯示電路與電流傳感器。MCU主控制芯片分別與PWM功率驅(qū)動電路、溫度傳感器、光照度采集電路、按鍵及顯示電路及電流傳感器電連接，蓄電池通過PWM功率驅(qū)動電路與光電池電連接，MCU主控制芯片與光電池電連接。太陽能電池板電路上連接有控制開關管MOS管Q23和Q22，兩個MOS管反串接具有防止太陽能反接作用以及晚上防止蓄電池給太陽能板放電，負載電路上連接有控制開關管MOS管Q20，PWM輸出連接有開關管MOS管Q21。光照度采集電路包括相互串聯(lián)的電阻Rl與R2，光電池與串聯(lián)后的電阻Rl、R2的兩端電連接。光電池與一防雷管電連接。蓄電池與一保險絲電連接。整個系統(tǒng)由電腦控制芯片MCU來控制，TVS為防雷管，因為光電池一般安裝位置較高，為避免雷電對控制器損害，故增加此裝置。Rl和R2為光照度采集電路，通過檢測光電池兩端電壓從而判斷出目前光照度大小，當MCU檢測到光照度小于某個值時，打開負載；當光照度大于某個值時，關閉負載，從而達到自動開燈和關燈的目的。Q22和Q23為充電控制開關管，當MCU檢測到光電池電壓大于蓄電池電壓時Q23和Q22開始導通，對蓄電池充電， Q23和Q22由PWM功率控制器提供PWM驅(qū)動信號，MCU不斷的檢測蓄電池電壓，根據(jù)其電壓大小來調(diào)節(jié)PWM信號的占空比，達到使蓄電池電壓恒定在某個特定電壓的目的，防止蓄電池過沖。正常放電時，當全功率工作時，Q21和Q20導通，Q21的占空比為100%，當半功率工作時，Q21的占空比為50%。RSl為電流采樣電阻，檢測蓄電池供電時的電流，當電流超過額定電流是時切斷負載。FUSEl串接在蓄電池回路，當發(fā)生意外時，保險絲燒掉，切斷控制器與蓄電池連接防止電流過大損壞控制器或是開關電源。溫度傳感器檢測蓄電池溫度，MCU 根據(jù)當前溫度計算出合理的蓄電池充電電壓，達到溫度補償?shù)淖饔?。按鍵和LED顯示部分為人機交互界面，可以調(diào)節(jié)負載工作模式。短路檢測模塊檢測負載是否有短路情況發(fā)生，如有發(fā)生立即關閉負載輸出，保護內(nèi)部電路不受損壞，當短路解除后控制器回復輸出。充電控制模塊通過控制Q23、Q22使電池板給蓄電池充電，同時判斷光線強弱，當光線減弱到一定程度時，負載控制模塊控制Q20打開負載，當光線強于一定值時，控制Q20關閉負載。Q21為PWM輸出控制開關。PWM模塊控制通過控制PWM占空比，達到調(diào)節(jié)負載功率的目的。當load2_DC為高時，Q7導通，使Q5基極拉為低電平，Q5關斷，Q19導通，Q21柵源極電壓為11V，所以Q21導通，PWM接口 “-”極被拉為低電平。當load2_DC為低時，IlV電源通過R7和R14、R21到Q5的基極，使Q5導通，Q21柵源極電壓為0V，所以Q21關斷，PWM接口 “_”極接上拉電阻，被拉到高電平。如圖2，本實用新型PWM調(diào)光太陽能控制器應用方案一將恒流源的電源端(“ + ”、“_”端口 )連接到控制器負載端，將調(diào)光線(P端口 )連接到控制器的PWM調(diào)光端的“_”極。這種方案適合于LED路燈自帶恒流源，而恒流源又支持 PWM調(diào)光，控制器可以通過控制線控制可調(diào)光恒流源的功率，當LED路燈全功率時，PWM占空比為100%，當LED功率需要調(diào)節(jié)時，改變PWM占空比以達到控制LED平均電流的目的。這種方案控制器的PWM輸出只提供控制信號，其驅(qū)動能力比較弱。如圖3，本實用新型PWM調(diào)光太陽能控制器應用方案二 該方案中，控制器直接驅(qū)動LED路燈負載，將LED負載直接連接到控制器的PWM輸出端。這種應用需要LED負載可以直接接蓄電池電壓而不損壞，通常做法為給燈珠串接限流電阻的方式。通過快速開斷PWM端口 MOS管，達到調(diào)光的目的，因為PWM頻率很高，所以看不到負載閃爍的情況。此方案需要PWM端口提供功率輸出，所以這種方案下PWM端口驅(qū)動能力要求很強。狀態(tài)指示本實用新型控制器有豐富的狀態(tài)指示，指示方式均用單色led，通過其亮滅，及閃爍情況指示控制器當前狀態(tài)，表述如下A、電池板指示晚上時，指示燈熄滅；白天時，當太陽能電池板輸出電壓達到一定值時，太陽能電池指示燈長亮；開始給蓄電池充電時，太陽能電池板指示燈慢閃；系統(tǒng)超壓時，指示燈快閃。B、蓄電池指示蓄電池狀態(tài)正常時，蓄電池指示燈長亮；當蓄電池欠壓時蓄電池指示燈慢閃；當蓄電池過放時蓄電池指示燈快閃，同時關閉負載；C、負載指示當負載正常工作時，負載指示燈長亮；當電流超過額定電流1. 25倍持續(xù)30s，或電流超過額定電流1. 5倍持續(xù)^，負載過流時，負載指示燈慢閃，同時控制器將關閉負載；負載短路時，控制器立刻關閉負載，同時負載指示燈快閃。PWM輸出指示當PWM輸出占空比為100%時，指示燈常亮，當占空比為其他值時， 指示燈慢閃。指示表格如下工作狀態(tài)指示[0035]
權利要求1.一種PWM調(diào)光太陽能控制器，其特征在于所述PWM調(diào)光太陽能控制器包括外殼及安裝在外殼內(nèi)的MCU主控制芯片、PWM功率驅(qū)動電路、溫度傳感器、光照度采集電路、按鍵及顯示電路與電流傳感器，MCU主控制芯片分別與PWM功率驅(qū)動電路、溫度傳感器、光照度采集電路、按鍵及顯示電路及電流傳感器電連接，蓄電池通過PWM功率驅(qū)動電路與光電池電連接，MCU主控制芯片與光電池電連接，太陽能電池板電路上連接有控制開關管MOS管Q23和Q22，兩個MOS管反串接具有防止太陽能反接作用以及晚上防止蓄電池給太陽能板放電，負載電路上連接有控制開關管MOS 管Q20，PWM輸出連接有開關管MOS管Q21，MOS管Q23和Q22分別與一充電控制模塊連接， MOS管Q20與一負載控制模塊，MOS管Q21與一 PWM驅(qū)動模塊連接，充電控制模塊通過控制 Q23、Q22使電池板給蓄電池充電，同時判斷光線強弱，當光線減弱到一定程度時，負載控制模塊控制Q20打開負載，當光線強于一定值時，控制Q20關閉負載，Q21為PWM輸出控制開關，PWM驅(qū)動模塊控制通過控制PWM占空比以調(diào)節(jié)負載功率。
2.根據(jù)權利要求1所述的PWM調(diào)光太陽能控制器，其特征在于PWM信號占空比可調(diào)。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的PWM調(diào)光太陽能控制器，其特征在于所述負載包括有第一負載和第二負載，第一負載輸出直流驅(qū)動信號，第二負載輸出PWM調(diào)光信號。
4.根據(jù)權利要求3所述的PWM調(diào)光太陽能控制器，其特征在于所述按鍵為雙按鍵雙數(shù)碼管結構，全功率和半功率時間分別設置。
5.根據(jù)權利要求3所述的PWM調(diào)光太陽能控制器，其特征在于所述顯示電路上設有顯示控制器工作模式的4個單色led指示燈。
專利摘要本實用新型公開了PWM調(diào)光太陽能控制器，包括外殼及安裝在外殼內(nèi)的MCU主控制芯片、PWM功率驅(qū)動電路、溫度傳感器、光照度采集電路、按鍵及顯示電路與電流傳感器，太陽能電池板電路上連接有控制開關管MOS管Q23和Q22，負載電路上連接有控制開關管MOS管Q20，PWM輸出連接有開關管MOS管Q21，MOS管Q23和Q22分別與一充電控制模塊連接，MOS管Q20與一負載控制模塊，MOS管Q21與一PWM驅(qū)動模塊連接，充電控制模塊通過控制Q23、Q22使電池板給蓄電池充電，負載控制模塊控制Q20打開負載，Q21為PWM輸出控制開關，PWM驅(qū)動模塊控制通過控制PWM占空比以調(diào)節(jié)負載功率。本實用新型具有智能調(diào)節(jié)LED路燈亮度和功率，實現(xiàn)分時段分功率控制，整個過程完全實現(xiàn)自動控制器的優(yōu)點。
文檔編號H05B37/02GK202121814SQ20112000205
公開日2012年1月18日 申請日期2011年1月5日 優(yōu)先權日2011年1月5日
發(fā)明者陳勇 申請人:深圳碩日新能源科技有限公司