專利名稱：一種太陽能路燈控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種太陽能路燈控制裝置，尤其是可根據(jù)自然光照、時間、行人車輛狀 態(tài)自動調(diào)節(jié)電光源功率的太陽能路燈控制器。
背景技術(shù)：
由于太陽能光伏技術(shù)的逐步成熟，太陽能路燈的推廣已經(jīng)形成規(guī)模，其控制電路技術(shù)也 日趨完善。目前，公知的太陽能路燈控制器是由充放電控制電路、光敏控制電路、定時控制 電路、光源驅(qū)動電路組成。太陽能電池組件將太陽的輻射能轉(zhuǎn)換為電能，并通過控制器送至 蓄電池中存儲起來，到夜晚，控制器的光控功能動作，蓄電池中的電能通過控制器電路驅(qū)動 光源工作，實現(xiàn)夜晚自動開燈照明的作用。為提高裝置的效率，有人還在控制器電路中加入 時間控制功能，在后半夜關(guān)斷光源供電，以節(jié)省蓄電池電能。
公開號CN 101203080A的發(fā)明專利申請公開了一種太陽能路燈控制器，通過微處理器設(shè) 置不同的時段調(diào)整燈體亮度。
專利號ZL 200620130442. 9的實用新型專利公開了一種太陽能路燈，其控制器通過光控 、時控電路對照明燈自動開關(guān)控制。
上述現(xiàn)有技術(shù)中，光控、時控器在太陽能路燈控制器中的應(yīng)用，確實提高了太陽能路燈 的工作效率。但是，這些設(shè)計都忽略了路燈的服務(wù)對象一一行人。路燈除景觀功能外，主要 功能是為路過的行人照明，而現(xiàn)有技術(shù)下的太陽能路燈卻不管路上有無行人，只要天黑，只 要到了預(yù)置時段，光控、時控電路就自動開燈，長時間耗電。由于當(dāng)前太陽能光伏電池組件 的價格昂貴以及蓄電池組循環(huán)使用壽命短暫，上述路燈耗電的浪費，對太陽能路燈整體投資 效能的影響十分可觀。另外，現(xiàn)有太陽能路燈控制器中時控電路的缺陷是后半夜時控電路 按預(yù)置時段關(guān)斷路燈，若此時恰好有行人路過，將得不到路燈照明的服務(wù)，這是有悖于路燈 設(shè)計初衷的。
發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有的太陽能路燈控制器在光控、時控開燈期間不管有無行人通過而一律開燈 ，以及時控電路關(guān)斷期間有行人時卻不開燈的缺陷，本實用新型提供了一種太陽能路燈控制 器，該控制器不僅實現(xiàn)白天自動關(guān)燈，自控充電，晚上自動開燈，而且實現(xiàn)晚上無人通過時 光源降功率運行，有人通過時，無論時控電路啟動與否， 一律滿功率開燈運行。本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是 在控制電路中增加了行人探測控制電路以及路燈功率控制電路，其電路連接關(guān)系是行人 探測控制電路通過路燈功率控制電路控制太陽能路燈的光源驅(qū)動電路的輸出?？刂破髦械穆?燈功率控制電路由滿功率控制電路與降功率控制電路構(gòu)成。在控制器中，還包括了定時控制 電路。
在太陽能路燈燈桿上安裝行人探測器，其探測范圍調(diào)整在路燈沿道路前、后方向一定距 離內(nèi)。所述行人探測器，可直接引用現(xiàn)有技術(shù)的室外型入侵探測器。若行人步行或乘車都需 識別時，可選用公知的微波多普勒探測器；若只需識別步行的行人時，可采用公知的被動式 紅外熱釋電探測器。
在太陽能路燈控制器中，有充放電控制電路、光敏控制電路，根據(jù)需要還可設(shè)置定時控 制電路。本實用新型增加行人探測控制電路，與充放電控制電路、光敏控制電路、定時控制 電路共同組成新的路燈控制器電路。
以太陽能電池本身或者另外配置的光敏器件作為測光傳感器，在光照低于或高于設(shè)定值 時，驅(qū)動光敏控制電路輸出不同電平值。定時控制電路在設(shè)定的開燈時間及關(guān)燈時間輸出不 同的電平值。而行人探測器在有人通過時，其輸出信號變化。這些高低變換的輸出電平，組 成路燈工作狀態(tài)的控制條件，依據(jù)設(shè)計的電路邏輯關(guān)系控制路燈分別轉(zhuǎn)換于關(guān)燈、降功率開 燈、滿功率開燈等狀態(tài)，并控制蓄電池的充放電狀態(tài)。
白天，在自然光照度高于設(shè)定值時，測光傳感器信號經(jīng)放大、比較電路處理，導(dǎo)致光敏 控制電路輸出電平變化，控制充放電電路，使光伏電池組對蓄電池組充電。
晚上，當(dāng)自然光照度低于設(shè)定值時，光敏控制電路輸出電平再變化，使充放電電路控制 蓄電池組向行人探測控制電路、路燈功率控制電路、光源驅(qū)動電路等負載供電，在定時控制 電路設(shè)定的時段內(nèi)，路燈功率控制電路控制光源驅(qū)動電路及電光源降功率運行。當(dāng)某盞路燈 有行人通過時，行人探測器產(chǎn)生識別信號，使行人探測控制電路輸出電平發(fā)生變化，進而控 制路燈功率控制電路，使光源驅(qū)動電路及電光源轉(zhuǎn)換為滿功率運行。行人離開探測器感應(yīng)范 圍，行人探測控制電路返回常態(tài)，經(jīng)電路延時，光源驅(qū)動電路及電光源返回降功率運行狀態(tài) 。這里所述的電路延時部分是公知的延時電路。
上述電光源功率的控制方式，可以是控制照明裝置內(nèi)電光源開啟的數(shù)量，也可以是控制 電光源整體的驅(qū)動功率?？刂齐姽庠凑w的驅(qū)動功率時，針對不同電光源的性能，可以采取 電流控制、電壓控制、脈寬調(diào)制控制等公知的技術(shù)方式。本實用新型的有益效果是，由光敏控制電路、充放電控制電路、定時控制電路、行人探 測控制電路等組成合理的太陽能路燈控制器，應(yīng)用在太陽能路燈工程時可降低路燈耗電，既 方便夜間行人，又展示路燈景觀，顯著提高太陽能路燈的效率，特別是在行人稀少的偏僻道 路，其節(jié)電效果更加顯著。
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。

圖1是本實用新型電路連接方框圖。 圖2是本實用新型電路工作程序流程圖。 圖3是本實用新型一種實施例電路示意圖。
圖l中l(wèi).太陽能電池組件，2.蓄電池組，3.光敏傳感器，4.行人探測器，5.光源驅(qū)動 電路，6.電光源，7.充放電控制電路，8.光敏控制電路，9.行人探測控制電路，IO.定時控 制電路，ll.路燈功率控制電路。
具體實施方式
圖l顯示了本實用新型各電路功能模塊的連接關(guān)系，圖2顯示了本實用新型的基本程序流 程以及各控制電路與路燈工作狀態(tài)的邏輯關(guān)系。圖中，太陽能電池組件(1)通過充放電控 制電路(7)向蓄電池組(2)充電。充放電控制電路(7)具有防止過度充電及過度放電的 功能，保護蓄電池組(2)不受損壞。光敏控制電路(8)中以太陽能電池組件(1)或者另 外配置的光敏器件作為測光傳感器，對白天或晚上自然光照下的光敏傳感器輸出值予以設(shè)定 ，在光照低于或高于設(shè)定值時，驅(qū)動光敏控制電路(8)輸出不同電平值，使系統(tǒng)處于不同 的工作狀態(tài)。在自然光照度高于設(shè)定值時，測光傳感器信號經(jīng)放大、比較電路處理，使光敏 控制電路(8)輸出電平變化，控制充放電控制電路(7)進入充電狀態(tài)，太陽能電池組(1 )對蓄電池組(2)充電。電池充滿，其電壓升高，經(jīng)充放電控制電路(7)采樣放大、比較 ，中斷充電或進入浮充狀態(tài)。當(dāng)自然光照度低于設(shè)定值時，光敏控制電路(8)輸出電平再 變化，控制充放電控制電路(7)進入放電狀態(tài)，蓄電池組(2)向行人探測控制電路(9) 、路燈功率控制電路(11)、光源驅(qū)動電路(12)等負載供電。
在定時控制電路(10)設(shè)定的開燈時段內(nèi)，路燈功率控制電路(11)控制光源驅(qū)動電路 (5)及電光源(6)降功率運行。當(dāng)某盞路燈有行人通過時，行人探測器產(chǎn)生識別信號，使 行人探測控制電路(9)輸出電平發(fā)生變化，進而控制路燈功率控制電路(11)，使光源驅(qū) 動電路(5)及電光源(6)轉(zhuǎn)換為滿功率運行。行人離開探測器感應(yīng)范圍，行人探測控制電 路 9)返回常態(tài)，經(jīng)電路延時，光源驅(qū)動電路(5)及電光源(6)返回降功率運行狀態(tài)。依據(jù)圖2流程圖可清楚地看出本實用新型的電路控制關(guān)系。蓄電池充放電狀態(tài)、光敏控 制電路狀態(tài)、行人探測控制狀態(tài)、定時控制設(shè)定狀態(tài)等共同組成路燈控制器工作狀態(tài)的控制 條件，依據(jù)圖示的電路邏輯關(guān)系控制路燈分別轉(zhuǎn)換于關(guān)燈、降功率開燈、滿功率開燈等狀態(tài) ，并控制蓄電池的充放電狀態(tài)。在本實用新型各輸入控制條件中，優(yōu)先條件首先是蓄電池荷 電狀態(tài)，其次是自然光照與行人通過優(yōu)先，后兩者對滿功率開燈的控制是"與"邏輯電路關(guān) 系。
為簡化電路，也可取消定時控制電路，此時，圖2流程中判定項"是否有人通過"判定 為"否"時，流程直接進入"路燈降功率運行"進程。
圖1中，路燈功率的控制有兩種方式。 一種是電光源(6)由多個發(fā)光單元組成，這時可 以通過路燈功率控制電路(11)控制照明裝置內(nèi)電光源(6)發(fā)光單元開啟的數(shù)量，實現(xiàn)路 燈滿功率與降功率的控制；另一種是通過路燈功率控制電路(11)及光源驅(qū)動電路(5)對 電光源(6)整體功率實施控制，控制電路的實現(xiàn)方式有多種，針對不同電光源的性能，可 以采取電流控制、電壓控制、脈寬調(diào)制控制等公知的技術(shù)方式。
在依據(jù)圖l、圖2具體實施本實用新型電路時，可參照圖l電路功能連接關(guān)系，利用通用 電路技術(shù)以分立元件組成各功能電路，也可采用市場上現(xiàn)有的充放電控制、電光源功率控制 、電光源驅(qū)動等專用集成電路，此時，圖2工作流程可利用通用邏輯電路實現(xiàn)。但是，本實 用新型最佳實施方式推薦采用單片機模式，通過簡單編程，配合檢測、驅(qū)動等外圍部件完成 本實用新型主要電路功能及流程的實現(xiàn)。
圖3是本實用新型的一種采用單片機、LED光源的實施例。所示實施例中，由于對系統(tǒng)響 應(yīng)速度要求不高，輸入輸出控制量少，加之采用外圍功率驅(qū)動電路，因此單片機(12)可選 用普通8位機產(chǎn)品。蓄電池電壓采樣電路(17)從蓄電池組(2)取得其電壓模擬量，經(jīng)A/D 轉(zhuǎn)換電路(21)輸入單片機，經(jīng)與設(shè)定值比較，在指定輸出端產(chǎn)生相應(yīng)控制電壓或PWM控制 信號，通過充放電控制驅(qū)動電路(13)控制太陽能電池組(1)向蓄電池組(2)的充電、浮 充、停充，以及蓄電池組(2)對各電路模塊、電光源的放電、斷電。光敏檢測電壓采樣電 路(3)從太陽能電池或另設(shè)的光敏元件取得與自然光照度對應(yīng)的電壓模擬量，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換電 路(21)輸入單片機，經(jīng)與設(shè)定值比較，確定白天或晚上工作狀態(tài)。在白天狀態(tài)，光控指定 輸出端輸出的電平或PWM控制信號使路燈功率控制器關(guān)斷電光源，在夜晚狀態(tài)，光控電路則 與行人探測、定時等電路共同控制路燈工作狀態(tài)。此時行人探測控制電路啟動工作，行人探 測器(4)探測行人或車輛通過狀況，并實時輸出開關(guān)量至單片機指定輸入端，無人通過時 ，單片機指定輸出端驅(qū)動路燈降功率控制電路(16)，控制光源驅(qū)動電路(5)、功率場效應(yīng)管(22)減少LED電光源(6)的工作電流；有人通過時，單片機指定輸出端驅(qū)動路燈滿功 率控制電路(15)，控制光源驅(qū)動電路(5)、功率場效應(yīng)管(22)為LED電光源(6)提供 額定工作電流。LED電光源(6)工作電流的控制可以是普通的電流控制，也可以是PW1脈寬 調(diào)制控制。取樣電阻(23)對光源工作電流取樣，經(jīng)反饋，控制光源驅(qū)動電路(5)穩(wěn)定工 作。光源驅(qū)動電路(5)可用分立元件組成恒流電路實現(xiàn)，也可直接采用市售的大功率LED專 用集成電路，如LTC3783電路具有恒流PWM調(diào)光功能，可驅(qū)動大功率LED串。定時控制外 圍電路(20)與單片機共同組成路燈的定時開關(guān)控制電路，與光敏控制電路配合控制路燈的 開、閉。但在光敏控制電路確定的夜晚狀態(tài)下，行人探測控制將優(yōu)先于定時控制，即無論定 時控制開關(guān)與否，只要有人在夜晚通過，該點的路燈就滿功率開燈工作，并延時維持一段可 使行人步行通過的時間。穩(wěn)壓電路(14)向單片機提供穩(wěn)定的工作電壓。顯示電路(19)顯 示路燈工作狀態(tài)。單片機的編程可參照圖2所示流程。
依據(jù)上述描述，針對不同的電光源以及不同的控制流程要求， 一般技術(shù)人員均可實現(xiàn)相 應(yīng)要求的實施例。
權(quán)利要求1.一種太陽能路燈控制器，由充放電控制、光敏控制、定時控制在內(nèi)的控制電路組合構(gòu)成，其特征是在控制電路中還增加了行人探測控制電路以及路燈功率控制電路，其電路連接關(guān)系是行人探測控制電路通過路燈功率控制電路控制太陽能路燈的光源驅(qū)動電路的輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求l所述的太陽能路燈控制器，其特征是控制器中的 路燈功率控制電路由滿功率控制電路與降功率控制電路構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求l所述的太陽能路燈控制器，其特征是在控制器外 圍連接有行人探測器、光敏傳感器、太陽能電池組、蓄電池組，還通過光源驅(qū)動電路連接了 電光源。
專利摘要一種太陽能路燈控制器，由充放電控制、光敏控制，行人探測控制、定時控制在內(nèi)的控制電路組合，構(gòu)成一種新型的太陽能路燈控制裝置。白天太陽能電池通過充放電電路向蓄電池組充電，夜晚，無人通過時，路燈降功率運行，只有在行人通過時，行人探測控制電路輸出變化，使路燈滿功率運行。其有益效果是應(yīng)用在太陽能路燈上可降低路燈耗電，既方便夜間行人，又展示路燈景觀，顯著提高太陽能路燈的效率。
文檔編號H02J7/35GK201352865SQ20082030210
公開日2009年11月25日 申請日期2008年9月12日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月12日
發(fā)明者劉長印, 胡奎生 申請人:胡奎生;劉長印