專利名稱：智能型風(fēng)光互補(bǔ)路燈系統(tǒng)控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種電力電子(PE)技術(shù)的控制器，具體說是涉及一種風(fēng)光互補(bǔ) 路燈系統(tǒng)用的智能型控制器。
背景技術(shù)：
離網(wǎng)型風(fēng)光互補(bǔ)路燈控制器，是整個照明系統(tǒng)的重要部件。其主要功能是能對風(fēng) 機(jī)和光伏電池所發(fā)的電能進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制。一方面把調(diào)整后的能量送給直流或交流負(fù)載； 另一方面把多余的能量送給蓄電池儲存。當(dāng)所發(fā)的電量不能滿足負(fù)載需要時，控制器又把 蓄電池的電量送往負(fù)載?？刂破鞯男阅軐Ω纳普麄€風(fēng)光互補(bǔ)路燈系統(tǒng)的運行效果起著至關(guān) 重要的作用。目前，國內(nèi)外設(shè)計的風(fēng)光互補(bǔ)系統(tǒng)控制器主要有兩種類型一種是采用純硬件組 成的路燈控制器；一種是基于單片機(jī)制作的路燈控制器。第一種控制器例如，以NE555集 成電路為核心組成蓄電池過充電控制；以LM3M運算放大器為核心組成蓄電池電壓指示電 路；以LM358組成蓄電池過放電控制電路；以及由控制三極管VT驅(qū)動繼電器組成的輸出控 制電路。第二種控制器例如，利用主控芯片PIC12F675控制蓄電池的過充電、過放電、開/ 關(guān)路燈、定時點亮、天黑自動點亮、自跟蹤點亮、LED指示等多項功能。河南森源電器研制開發(fā)的智能型控制器SYSW-10300屬于第二種類型，但我們采 用的是基于芯片(STC12CM10AD)的控制器。它是通過微處理器執(zhí)行智能管理、智能充、放 電等功能的控制裝置。對比21世紀(jì)以后國內(nèi)外的其它同類產(chǎn)品，SYSW-10300的主要特點 是①采用了低損耗、長壽命的MOSFET作為主要開關(guān)器件，優(yōu)良的性能可確?？刂破鞯姆€(wěn) 定運行，且驅(qū)動功率小、產(chǎn)生的熱量少。風(fēng)能充足時為蓄電池充電，路燈照明采用光控開通， 可分時照明。既充分利用風(fēng)\光的能量，又考慮了節(jié)能；②結(jié)構(gòu)簡單，使用的半導(dǎo)體功率元 器件較少、可靠性相對提高；③成本較低，性價比高。但是在使用的過程中，發(fā)現(xiàn)控制器自身功耗太大，從而負(fù)載能力不強(qiáng)。而且，無法 直觀地觀察各部分的狀態(tài)，故降低了使用的方便性。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是功耗小、便于觀察設(shè)備使用狀態(tài)的智能型風(fēng)光互補(bǔ)路燈系統(tǒng) 控制裝置。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用以下技術(shù)方案本實用新型包括控制電路以及與控制電路相連接的光控電路、時控電路、電源電 路和蓄電池充電電路，在所述的電源電路中，采用兩級串聯(lián)方式供電；且所述控制電路的輸 出端還與狀態(tài)指示電路相連接。所述的狀態(tài)指示電路包括風(fēng)機(jī)充電指示電路、電源指示電路、太陽能充電指示電路。所述的光控電路和時控電路與撥碼開關(guān)相連接，撥碼開關(guān)位于控制裝置的外殼上。采用上述技術(shù)方案的本實用新型，由于在電源電路中采用兩級串聯(lián)控制方式，所 以使得控制器自身的功耗比原來大幅降低，僅為原功耗的30%。另外，增加的狀態(tài)顯示電 路，能夠清晰地看到各部分電路的狀態(tài)，方便操作和觀察。

圖1為本實用新型的電路原理圖。圖2為本實用新型的內(nèi)部接線圖。圖3為本實用新型的外部電氣接線圖。
具體實施方式
如圖1所示，本實用新型包括控制電路以及與控制電路相連接的光控電路、時控 電路、電源電路和蓄電池充電電路。本實用新型的改進(jìn)點如下(1)電源電路穩(wěn)壓電路原來采用的是LM117，本實用新型采用的是級聯(lián)控制，由 型號為LM2575-12的第一穩(wěn)壓芯片U4和型號為LM7805的第二芯片U5兩級串聯(lián)而成。其 中，LM2575-12是一種新型高效的降壓型開關(guān)集成穩(wěn)壓器，輸入電壓范圍寬(13V 40V)， 輸出電壓恒定為12V，最大輸出電流可達(dá)1A，負(fù)載能力大。LM7805的輸入電壓直接取自 LM2575-12的輸出部分，輸出電壓恒定在5V。LM7805的輸出電壓Uout正是施加于控制電 路中的主控芯片U3即CPU(STC12CM10AD)的工作電壓，故要求此Uout可靠穩(wěn)定，以確保系 統(tǒng)的工作穩(wěn)定和各種采集信號的準(zhǔn)確。此外，LM2575-12的電壓取自蓄電池，蓄電池在正常 情況下，電壓不會> 37V，LM7805的輸入電壓為12V，采用LM2575-12和LM7805兩級串聯(lián)方 式，即使在最壞情況下，由于LM2575-12的輸入電壓高而燒壞，但此時后級串聯(lián)的LM7805仍 可確保CPU不致?lián)p壞，安全可靠。本實用新型設(shè)計，由于合理采用了開關(guān)集成型電壓模塊，不僅提高了負(fù)載能力，確 保了輸出電壓的穩(wěn)定，而且大幅降低了電源模塊本身的損耗，改進(jìn)后控制器自身的功耗比 原來大幅降低，僅為原功耗的30%。(2)在本實用新型中，控制電路的輸出端還與狀態(tài)指示電路相連接。上述的狀態(tài)指 示電路包括風(fēng)機(jī)充電指示電路、電源指示電路、太陽能充電指示電路。如圖1所示，第一發(fā) 光二極管LEDl為電源指示電路，第三發(fā)光二極管LED3為風(fēng)機(jī)充電指示電路，第四發(fā)光二極 管LED4為太陽能充電指示電路，第五、第六發(fā)光二極管LED5、LED6均為燈的指示電路。根據(jù)我們使用的風(fēng)光互補(bǔ)路燈系統(tǒng)的特性確認(rèn)，太陽能是非常穩(wěn)定的能源。為了 提高充電效率，太陽能不需另加控制，可直接對蓄電池充電。同時，為能更直觀的顯示，當(dāng)指 示燈常亮?xí)r就表示太陽能工作正常，指示燈越亮表示充電電流越大。風(fēng)機(jī)充電的指示，可隨風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的改變而改變指示燈的閃爍頻率，閃頻越高說明 風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速越快，輸出的功率則越大，充電電流越大。如該指示燈滅，則表示風(fēng)機(jī)已停止運轉(zhuǎn)。電源指示電路用三種方式來顯示電池電壓狀態(tài)長亮代表電池電壓正常；長滅代 表電池電壓欠壓，尚未達(dá)到恢復(fù)電壓狀態(tài)；閃爍則代表電池電壓> 32V，風(fēng)機(jī)處于制動，約3 分鐘后自動解除。
4[0023](3)在本實用新型中，主要PE元件為電壓型開關(guān)管M0SFET，其標(biāo)準(zhǔn)開啟電壓為 12V，本實用新型控制器采用12V作為MOSFET的工作電壓，能使MOSFET的損耗降至最低。(4)風(fēng)機(jī)充電的改進(jìn)。風(fēng)機(jī)輸出的三相交流電經(jīng)整流后直接給蓄電池充電?？刂?器通過監(jiān)測電池電壓以確定風(fēng)機(jī)的工況。也即，不論風(fēng)機(jī)充電電流多大，只要電池電壓在正 常范圍內(nèi)(< 32V)，控制器則正常工作，允許風(fēng)機(jī)對蓄電池的充電。(5)本實用新型中，光控電路和時控電路與撥碼開關(guān)相連接，撥碼開關(guān)位于控制裝 置的外殼上。本實用新型CPU能控制兩路負(fù)載，其模式為兩路光控；一路光控，一路時控。調(diào) 整兩模式時可直接操作面板上的撥碼開關(guān)。如圖3所示，開關(guān)1、2均切換為關(guān)的位置，表示 兩路全為光控；1關(guān)、2開則表示燈1為光控，燈2為3小時延時關(guān)燈模式；1開2關(guān)表示 燈1為光控，燈2為5小時延時關(guān)燈模式；1、2均在開的位置表示燈1光控、燈2為6小時 延時關(guān)燈模式。為便于安裝和檢修，各種指示燈、模式設(shè)定開關(guān)、編程接口和接線端子，全部 設(shè)置在控制器的頂部。另外，為確保結(jié)構(gòu)上設(shè)計的緊湊美觀，取消了原來裝在外部的斷路開 關(guān)，并將外部的連接導(dǎo)線去掉，接線端子統(tǒng)一整齊、標(biāo)注清楚，一目了然。(6)控制器采用了鋁合金的外殼，殼體本身的散熱性能良好，各個需散熱的元件采 用了可靠地隔離散熱方式。
權(quán)利要求1.一種智能型風(fēng)光互補(bǔ)路燈系統(tǒng)控制裝置，它包括控制電路以及與控制電路相連接的 光控電路、時控電路、電源電路和蓄電池充電電路，其特征在于在所述的電源電路中，采用 兩級串聯(lián)方式供電；且所述控制電路的輸出端還與狀態(tài)指示電路相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能型風(fēng)光互補(bǔ)路燈系統(tǒng)控制裝置，其特征在于所述的狀 態(tài)指示電路包括風(fēng)機(jī)充電指示電路、電源指示電路、太陽能充電指示電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能型風(fēng)光互補(bǔ)路燈系統(tǒng)控制裝置，其特征在于所述的光 控電路和時控電路與撥碼開關(guān)相連接，撥碼開關(guān)位于控制裝置的外殼上。
專利摘要一種智能型風(fēng)光互補(bǔ)路燈系統(tǒng)控制裝置，它包括控制電路以及與控制電路相連接的光控電路、時控電路、電源電路和蓄電池充電電路，在所述的電源電路中，采用兩級串聯(lián)方式供電；且所述控制電路的輸出端還與狀態(tài)指示電路相連接。采用上述技術(shù)方案的本實用新型，由于在電源電路中采用兩級串聯(lián)控制方式，所以使得控制器自身的功耗比原來大幅降低，僅為原功耗的30％。另外，增加的狀態(tài)顯示電路，能夠清晰地看到各部分電路的狀態(tài)，方便操作和觀察。
文檔編號H05B37/02GK201869404SQ2010205498
公開日2011年6月15日 申請日期2010年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月30日
發(fā)明者周保臣, 李昕, 薛晗龍, 鄧隱北 申請人:河南森源電氣股份有限公司