專利名稱:一種太陽(yáng)能路燈智能負(fù)載檢測(cè)控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本實(shí)用新型涉及路燈照明控制裝置,特別是一種太陽(yáng)能照明路燈智能負(fù) 載檢測(cè)的控制裝置。 技術(shù)背景現(xiàn)有技術(shù)中的智能化太陽(yáng)能路燈控制裝置,由蓄電池充放電保護(hù)電路、 光控電路和單片機(jī)控制電路組成,蓄電池正負(fù)極兩端連接有兩路采樣電路, 一路采樣電路對(duì)蓄電池電壓進(jìn)行采樣,通過(guò)預(yù)先設(shè)置值對(duì)蓄電池進(jìn)行監(jiān)測(cè)和 保護(hù),另一路將蓄電池電壓采樣后送入控制器中進(jìn)行處理,控制器根據(jù)當(dāng)天 的充電情況和蓄電池在春夏秋冬不同季節(jié)的充電量自動(dòng)控制路燈的工作時(shí) 間。另外,其對(duì)系統(tǒng)的保護(hù)是采用傳統(tǒng)保險(xiǎn)絲, 一旦保險(xiǎn)絲燒毀,必須人為 更換;線路短路后需手動(dòng)復(fù)位,斷電后需人工進(jìn)行重新開啟。因此,維護(hù)麻 煩,安全性能不高。 發(fā)明目的本實(shí)用新型所要解決的問題是提供一種安全性能好、維護(hù)方便的太陽(yáng)能 路燈智能負(fù)載檢測(cè)的控制裝置。為了解決上述技術(shù)問題,本實(shí)用新型包括太陽(yáng)能板、蓄電池、負(fù)載、微 處理器單元、蓄電池充電單元和負(fù)載驅(qū)動(dòng)單元,太陽(yáng)能電板輸出接蓄電池充 電單元,其輸出端及控制端分別接蓄電池和接微處理器,蓄電池輸出接負(fù)載 驅(qū)動(dòng)單元,其輸出端及控制端分別接照明負(fù)載和微處理器,負(fù)載上另接有負(fù)載過(guò)流短路保護(hù)單元及負(fù)載在線檢測(cè)單元,兩者的輸出信號(hào)均連接至微處理 器。負(fù)載過(guò)流短路保護(hù)單元用于識(shí)別負(fù)載處于過(guò)流或短路狀態(tài),進(jìn)而即時(shí)截止動(dòng)作和程序監(jiān)控;負(fù)載在線檢測(cè)單元用于檢測(cè)負(fù)載處于斷開或短路狀態(tài)。所述負(fù)載過(guò)流短路保護(hù)單元包括通過(guò)微處理器單元與負(fù)載相并聯(lián)的終端 電阻,以向微處理器單元傳送負(fù)載斷開或斷開信號(hào),所述負(fù)載在線檢測(cè)單元 包括由運(yùn)放器與比較器組成的與負(fù)載并聯(lián)的保護(hù)電路,其輸出端接微處理器單元。負(fù)載驅(qū)動(dòng)單元可設(shè)有二組輸出,連接相應(yīng)的雙回路負(fù)載。 微處理器上還可接有對(duì)應(yīng)于負(fù)載處于斷開或短路狀態(tài)的報(bào)警驅(qū)動(dòng)單元。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)及效果由于設(shè)有負(fù)載過(guò)流短路保護(hù)單元和負(fù)載在線 檢測(cè)單元,可以識(shí)別負(fù)載處于過(guò)流或短路狀態(tài),進(jìn)而即時(shí)截止動(dòng)作和程序監(jiān) 控也解決了用傳統(tǒng)保險(xiǎn)絲只能對(duì)電路進(jìn)行一次性保護(hù), 一旦燒毀必須人為更 換、短路后需手動(dòng)復(fù)位或斷電后重新開啟的問題,簡(jiǎn)化了太陽(yáng)能智能路燈控 制器維護(hù),提高了設(shè)備的安全性能;設(shè)置報(bào)警驅(qū)動(dòng)單元,當(dāng)負(fù)載處于斷開或短路狀態(tài)時(shí),發(fā)出報(bào)警提示,從而及時(shí)告知設(shè)備的故障,及時(shí)進(jìn)行維護(hù),不 至于在設(shè)備出錯(cuò)的情況下繼續(xù)使用,造成大的損失,從而提高了安全性能。 附圖及說(shuō)明
圖1是本實(shí)用新型的電路方框圖; 圖2是本實(shí)用新型保護(hù)部分的電路圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的電路、特征及其功效進(jìn)一步說(shuō)明。 茲結(jié)合附圖詳細(xì)列舉具體實(shí)施方式
如下太陽(yáng)能電池板l,通過(guò)連接器接充電單元11及蓄電池2,充電單元ll由快恢復(fù)二極管和場(chǎng)效應(yīng)管組成,其控制極受控于微處理器10的P1.6腳,其輸出接蓄電池2,太陽(yáng)能電池板可探測(cè) 環(huán)境的光線強(qiáng)弱,進(jìn)而判斷出白天和黑夜,當(dāng)太陽(yáng)能電池板l的電壓大于蓄 電池2電壓時(shí),充電單元ll有電流流過(guò),蓄電池2在充電。蓄電池2,通過(guò) 導(dǎo)線接負(fù)載驅(qū)動(dòng)回路14,負(fù)載驅(qū)動(dòng)回路14是由2只場(chǎng)效應(yīng)管組成,場(chǎng)效應(yīng)管 作為電子開關(guān),控制回路的輸出,其控制極受微處理器10的P1.7、 P3.7兩腳 的控制,蓄電池2提供照明系統(tǒng)所需的電源,負(fù)載16是負(fù)載驅(qū)動(dòng)回路14所 帶的負(fù)載,可以是與蓄電池2相應(yīng)電壓的直流負(fù)載,如直流節(jié)能燈、LED燈, 也可以通過(guò)逆變器驅(qū)動(dòng)無(wú)極燈、高壓鈉燈等交流負(fù)載。微處理器10,是本實(shí) 用新型的核心器件,可監(jiān)測(cè)蓄電池的工作狀態(tài)、可以識(shí)別目前的光線情況、 可以跟蹤負(fù)載的運(yùn)行情況,進(jìn)而根據(jù)的流程調(diào)用不同的處理程序,為防止外 界干擾引起設(shè)備運(yùn)行失常,微處理器10具有攔截程序失控的自動(dòng)恢復(fù)功能。 負(fù)載驅(qū)動(dòng)回路14,輸出受控于微處理器,可以根據(jù)設(shè)定的時(shí)間進(jìn)行工作,在 蓄電池欠壓、白天來(lái)臨時(shí),負(fù)載驅(qū)動(dòng)回路14停止輸出。在負(fù)載短路或嚴(yán)重過(guò) 載時(shí),負(fù)載驅(qū)動(dòng)回路6每隔IO秒接通負(fù)載,如負(fù)載短路己解除,則負(fù)載能正 常工作。負(fù)載輸出控制采用SGS-THOMSOM公司的N型增強(qiáng)型功率MOS管 P60N06。該功率管具有低內(nèi)阻(<0.014歐),能承受高的工作電流(最大為 60A),較高擊穿電壓(>60V)較低門檻驅(qū)動(dòng)電壓(〉4V)的特點(diǎn),經(jīng)試驗(yàn)表明 在5A的額定負(fù)載下,溫升不超過(guò)1(TC,不需附加散熱器。負(fù)載輸出控制電 路的參數(shù)選擇要保證12V和24V系統(tǒng)均能使P60N06可靠開通和關(guān)斷,同時(shí) 要注意MOS管的柵源電壓必須限制在20V范圍內(nèi),以保護(hù)MOS管。蓄電池 充電單元ll,根據(jù)設(shè)置好的蓄電池容量,利用單片機(jī)的PWM功能,控制器根據(jù)蓄電池不同容量的伏安特性自動(dòng)調(diào)節(jié)對(duì)蓄電池充電電流,來(lái)獲得最佳充電效果。以單體標(biāo)稱電壓為12V的鉛酸蓄電池為例,當(dāng)其單體電壓10V-11.5V 時(shí),便以0.2C的充電電流對(duì)蓄電池充電,當(dāng)其單體電壓在11.5V-12.5V時(shí),便 以0.1C的充電電流對(duì)蓄電池充電,當(dāng)其單體電壓12.5V-15V時(shí),便以0.05C的 充電電流對(duì)蓄電池充電。此后當(dāng)電壓掉至維護(hù)電壓時(shí),蓄電池進(jìn)入浮充狀態(tài), 當(dāng)?shù)陀诰S護(hù)電壓后浮充關(guān)閉,進(jìn)入均充狀態(tài)。當(dāng)蓄電池電壓低于保護(hù)電壓時(shí), 控制器自動(dòng)關(guān)閉負(fù)載開關(guān)以保護(hù)蓄電池不受損壞。通過(guò)PWM充電電路(智能 三階段充電),可使太陽(yáng)能電池板發(fā)揮最大功效,提高充電效率。負(fù)載在線檢 測(cè)電路15,負(fù)載與一個(gè)終端電阻相并聯(lián),該電路在負(fù)載未開啟時(shí)起作用。當(dāng) 負(fù)載斷開或短路時(shí)送到A/D轉(zhuǎn)換口的電壓值和負(fù)載未發(fā)生故障等明顯不一 樣。當(dāng)微處理器檢測(cè)到時(shí)負(fù)載故障,報(bào)警驅(qū)動(dòng)電路12會(huì)讓蜂鳴器發(fā)出聲音。 負(fù)載過(guò)流、短路檢測(cè)電路9,負(fù)載過(guò)流及短路保護(hù)設(shè)計(jì)了兩級(jí)保護(hù)。第一級(jí) 采用了 0.01歐康銅絲以及運(yùn)放LM358、比較器LM393等器件組成的過(guò)流、 短路檢測(cè)電路配合單片機(jī)的A/D轉(zhuǎn)換及外部中斷響應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn),這種使用了硬 件+軟件的方式,LM358的輸出送P1.7(A/D轉(zhuǎn)換)口,用作過(guò)流信號(hào)識(shí)別,當(dāng) 電流超過(guò)額定電流20%并維持30秒以上時(shí),確認(rèn)為過(guò)流;短路電流整定為 IOA,響應(yīng)時(shí)間為毫秒數(shù)量級(jí)。第二級(jí)采用了電子保險(xiǎn)絲保護(hù),當(dāng)流經(jīng)電子保 險(xiǎn)絲的電流驟然增加時(shí),溫度隨之上升,其電阻大大增加,工作電流大大降 低,達(dá)到保護(hù)電路目的,響應(yīng)時(shí)間為秒數(shù)量級(jí),過(guò)流撤消或短路恢復(fù)后電子 保險(xiǎn)絲恢復(fù)成低阻抗導(dǎo)體,無(wú)須任何人為更換或維修。系統(tǒng)采用了兩級(jí)保護(hù) 措施后,在長(zhǎng)達(dá)數(shù)小時(shí)時(shí)間負(fù)載短路實(shí)驗(yàn)后,控制器仍沒出現(xiàn)電路燒毀現(xiàn)象。 解決了用傳統(tǒng)保險(xiǎn)絲只能對(duì)電路進(jìn)行一次性保護(hù), 一旦燒毀必須人為更換的問題,同短路后需手動(dòng)復(fù)位或斷電后重新開啟的系統(tǒng)相比,也具有明顯的優(yōu) 點(diǎn)。簡(jiǎn)化了太陽(yáng)能路燈控制器維護(hù),提高了本裝置的安全性能。
權(quán)利要求1、一種太陽(yáng)能路燈智能負(fù)載檢測(cè)控制裝置,設(shè)有包括太陽(yáng)能板(1)、蓄電池(2)、負(fù)載(16)、微處理器單元(10)、蓄電池充電單元(11)和負(fù)載驅(qū)動(dòng)單元(14),太陽(yáng)能電板(1)輸出接蓄電池充電單元(11),其輸出端及控制端分別接蓄電池(2)和接微處理器(10),蓄電池(2)輸出接負(fù)載驅(qū)動(dòng)單元(14),其輸出端及控制端分別接照明負(fù)載(16)和微處理器(10),其特征在于,負(fù)載(16)上另接有負(fù)載過(guò)流短路保護(hù)單元(15)及負(fù)載在線檢測(cè)單元(9),兩者的輸出信號(hào)均連接至微處理器(10)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述太陽(yáng)能照明路燈智能負(fù)載檢測(cè)的控制裝置,其特 征在于,所述負(fù)載過(guò)流短路保護(hù)單元(15)包括通過(guò)微處理器單元與負(fù)載相 并聯(lián)的終端電阻,以向微處理器單元傳送負(fù)載斷開或斷開信號(hào),所述負(fù)載在 線檢測(cè)單元(9)包括由運(yùn)放器與比較器組成的與負(fù)載并聯(lián)的保護(hù)電路,其輸 出端接微處理器單元。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述太陽(yáng)能照明路燈智能負(fù)載檢測(cè)的控制裝置, 其特征在于,負(fù)載驅(qū)動(dòng)單元(14)設(shè)有二組輸出,連接相應(yīng)的雙回路負(fù)載(16), 微處理器上接有對(duì)應(yīng)于負(fù)載(16)處于斷開或短路狀態(tài)的報(bào)警驅(qū)動(dòng)單元(12)。
專利摘要一種太陽(yáng)能路燈智能負(fù)載檢測(cè)控制裝置,設(shè)有包括太陽(yáng)能板、蓄電池、負(fù)載、微處理器單元、蓄電池充電單元和負(fù)載驅(qū)動(dòng)單元,太陽(yáng)能電板輸出接蓄電池充電單元,其輸出端及控制端分別接蓄電池和接微處理器,蓄電池輸出接負(fù)載驅(qū)動(dòng)單元,其輸出端及控制端分別接照明負(fù)載和微處理器,其特征在于,負(fù)載上另接有負(fù)載過(guò)流短路保護(hù)單元及負(fù)載在線檢測(cè)單元,兩者的輸出信號(hào)均連接至微處理器,采用上述太陽(yáng)能智能照明控制系統(tǒng),解決了用傳統(tǒng)保險(xiǎn)絲只能對(duì)電路進(jìn)行一次性保護(hù),一旦燒毀必須人為更換、短路后需手動(dòng)復(fù)位或斷電后重新開啟的問題,簡(jiǎn)化了太陽(yáng)能智能路燈控制器維護(hù),提高了系統(tǒng)的安全性能。
文檔編號(hào)F21W131/103GK201114914SQ20072004304
公開日2008年9月10日 申請(qǐng)日期2007年8月8日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月8日
發(fā)明者何朝陽(yáng), 吳立琴 申請(qǐng)人:江蘇中澳光伏能源科技有限公司