太陽能路燈控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了太陽能路燈控制系統(tǒng)，包括太陽能發(fā)電驅(qū)動電能存儲電路，還包括與太陽能發(fā)電驅(qū)動電能存儲電路連接的控制電路還包括與控制電路連接的信號輸出電路。本發(fā)明的優(yōu)點在于：本設(shè)計中的基于GPRS的集中太陽能路燈控制系統(tǒng)集檢測、無線控制、通信等模塊于一身，并且可實現(xiàn)實時報警處理。
【專利說明】太陽能路燈控制系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及太陽能電路等控制設(shè)計，具體是指太陽能路燈控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前的太陽能路燈控制系統(tǒng)都是獨立光伏控制系統(tǒng)，主要由六個部分組成:太陽能電池、蓄電池、LED路燈、控制器、充電電路、放電/負(fù)載驅(qū)動電路。
[0003]而現(xiàn)有的路燈控制結(jié)構(gòu)不具備遠(yuǎn)程控制功能，及時存在遠(yuǎn)程控制過程也僅僅是有線連接控制，一般有線控制連接僅僅實用在小范圍內(nèi)，傳輸距離較小才能在相應(yīng)成本控制內(nèi)實現(xiàn)。而較大較遠(yuǎn)的傳輸范圍內(nèi)，都不具備遠(yuǎn)程控制功能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種太陽能路燈控制系統(tǒng)，本設(shè)計中的太陽能路燈控制系統(tǒng)集檢測、遠(yuǎn)程控制、通信等于一身，并且可實現(xiàn)實時報警處理。
[0005]本發(fā)明的實現(xiàn)方案如下:太陽能路燈控制系統(tǒng)，包括太陽能發(fā)電驅(qū)動電能存儲電路，所述太陽能發(fā)電驅(qū)動電能存儲電路包括依次串聯(lián)的太陽能板、電感L1、電容Cl、電感L2、二極管D2，所述電感LI與太陽能板的正極連接，太陽能發(fā)電驅(qū)動電能存儲電路還包括LED燈，所述LED燈的負(fù)極與太陽能板的負(fù)極連接，LED燈的正極與二極管D2連接，且所述LED燈的正極與二極管D2之間串聯(lián)有三極管V2，三極管V2的E極與LED燈連接，所述太陽能發(fā)電驅(qū)動電能存儲電路還包括太陽能蓄電池，所述太陽能蓄電池的正極與二極管D2連接，陽能蓄電池的負(fù)極與二太陽能板的負(fù)極連接，電感L2與二極管D2的連接點還連接有電容C2，所述電容C2的另一端與二太陽能板的負(fù)極連接，電感L2與電容Cl的連接點還連接有二極管Dl，所述二極管Dl的另一端與二太陽能板的負(fù)極連接，電感LI與電容Cl的連接點還連接有三極管VI，所述三極管Vl的E極與二太陽能板的負(fù)極連接。
[0006]還包括與太陽能發(fā)電驅(qū)動電能存儲電路連接的控制電路，所述控制電路包括與太陽能板正極連接的單片機(jī)，所述單片機(jī)還與太陽能蓄電池連接。
[0007]所述單片機(jī)還與三極管Vl的B極連接，單片機(jī)還與三極管V2的B極連接，且所述單片機(jī)還連接有Cuk斬波電路，所述Cuk斬波電路與三極管V2的B極連接。
[0008]還包括信號輸出電路，所述信號輸出電路包括與單片機(jī)連接的RS485接口電路。
[0009]本系統(tǒng)包括從機(jī)和主機(jī)，他們之間通過RS485接口電路進(jìn)行連接，主機(jī)對各個從機(jī)的太陽能板、太陽能蓄電池和LED燈的工作狀況和各種運行參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控，然后，主機(jī)通過MC39i模塊將檢測結(jié)果以短信或語音的形式傳送給監(jiān)控中心或相關(guān)技術(shù)工作人員，實現(xiàn)對太陽能路燈的聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控。
[0010]太陽能路燈控制系統(tǒng)都是獨立光伏控制系統(tǒng)，主要由六個部分組成:太陽能板、太陽能蓄電池、LED路燈、控制器、充電電路、放電/負(fù)載驅(qū)動電路。
[0011]太陽能板輸出經(jīng)Cuk斬波電路調(diào)節(jié)后直接與太陽能蓄電池連接，系統(tǒng)主控芯片采用DSPIC30F3011單片機(jī)，實現(xiàn)太陽能板電壓采集、太陽能蓄電池電壓采集、控制Cuk斬波電路、控制LED燈、主從機(jī)間485通信、主機(jī)與監(jiān)控中心或工作人員間的連接等功能。
[0012]光伏電源系統(tǒng)由于受日照強(qiáng)度及環(huán)境溫度變化的影響，其電壓(電流)變化很大。為了在負(fù)載電阻變化較大時系統(tǒng)有較大的靈活性和較高的轉(zhuǎn)換效率，該系統(tǒng)的主電路選用Cuk斬波電路,原理為Boost-Buck電路,一級電路實現(xiàn)兩級調(diào)壓。
[0013]該系統(tǒng)采用CCM工作模式，該工作模式的特性非常接近于一個匝數(shù)比可調(diào)的DC-DC變壓器。能量的儲存和傳遞同時在兩次開關(guān)動作期間和兩個回路中進(jìn)行，變換器效率很高。CUK電路中開關(guān)管導(dǎo)通的占空比的改變，對光伏陣列而言表現(xiàn)為其輸出阻抗發(fā)生了變化，輸出阻抗的變化將影響光伏陣列的輸出特性。從而一定的輸出阻抗對應(yīng)一個輸出電壓值和輸出電流值。而MPPT技術(shù)即是通過調(diào)節(jié)Cuk斬波電路的占空比而改變光伏陣列的輸出阻抗，從而尋求輸出電流與輸出電壓的乘積即輸出功率的最大值。
[0014]控制電路的主控芯片采用DSPIC30F3011單片機(jī)，主要控制功能包括:太陽能板電壓采集；Cuk斬波電路選通控制；太陽能蓄電池電壓采集；卸荷電路控制；LED燈控制；RS485通信；GSM模塊發(fā)送短信控制；路燈開關(guān)控制；工作模式控制等。電壓采樣電路和Cuk斬波電路，由于太陽能板電壓和電池電壓都在0?35 V變化，而單片機(jī)的A/D輸入電壓范圍為0?5 V，所以對采樣電壓進(jìn)行分壓處理后傳送給單片機(jī)的A/D轉(zhuǎn)換通道，CUK電路用于調(diào)節(jié)太陽能板的最大輸出功率點，其選通開關(guān)通過單片機(jī)PWM輸出控制。
[0015]本發(fā)明的優(yōu)點在于:本發(fā)明利用無線收發(fā)模塊，然后結(jié)合單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和Cuk斬波電路的控制，可利用無線收發(fā)模塊與用戶鏈接，通過用戶進(jìn)行遠(yuǎn)程無線控制?？蓸O大的節(jié)約有線連接的成本預(yù)算。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0017]實施例一
如圖1所示。
[0018]太陽能路燈控制系統(tǒng)，包括太陽能發(fā)電驅(qū)動電能存儲電路，所述太陽能發(fā)電驅(qū)動電能存儲電路包括依次串聯(lián)的太陽能板、電感L1、電容Cl、電感L2、二極管D2，所述電感LI與太陽能板的正極連接，太陽能發(fā)電驅(qū)動電能存儲電路還包括LED燈，所述LED燈的負(fù)極與太陽能板的負(fù)極連接，LED燈的正極與二極管D2連接，且所述LED燈的正極與二極管D2之間串聯(lián)有三極管V2，三極管V2的E極與LED燈連接，所述太陽能發(fā)電驅(qū)動電能存儲電路還包括太陽能蓄電池，所述太陽能蓄電池的正極與二極管D2連接，陽能蓄電池的負(fù)極與二太陽能板的負(fù)極連接，電感L2與二極管D2的連接點還連接有電容C2，所述電容C2的另一端與二太陽能板的負(fù)極連接，電感L2與電容Cl的連接點還連接有二極管Dl，所述二極管Dl的另一端與二太陽能板的負(fù)極連接，電感LI與電容Cl的連接點還連接有三極管VI，所述三極管Vl的E極與二太陽能板的負(fù)極連接。
[0019]還包括與太陽能發(fā)電驅(qū)動電能存儲電路連接的控制電路，所述控制電路包括與太陽能板正極連接的單片機(jī)，所述單片機(jī)還與太陽能蓄電池連接。
[0020]所述單片機(jī)還與三極管Vl的B極連接，單片機(jī)還與三極管V2的B極連接，且所述單片機(jī)還連接有Cuk斬波電路，所述Cuk斬波電路與三極管V2的B極連接。
[0021]還包括信號輸出電路，所述信號輸出電路包括與單片機(jī)連接的RS485接口電路。
[0022]本系統(tǒng)包括從機(jī)和主機(jī)，他們之間通過RS485接口電路進(jìn)行連接，主機(jī)對各個從機(jī)的太陽能板、太陽能蓄電池和LED燈的工作狀況和各種運行參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控，然后，主機(jī)通過MC39i模塊將檢測結(jié)果以短信或語音的形式傳送給監(jiān)控中心或相關(guān)技術(shù)工作人員，實現(xiàn)對太陽能路燈的聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控。
[0023]太陽能路燈控制系統(tǒng)都是獨立光伏控制系統(tǒng)，主要由六個部分組成:太陽能板、太陽能蓄電池、LED路燈、控制器、充電電路、放電/負(fù)載驅(qū)動電路。
[0024]太陽能板輸出經(jīng)Cuk斬波電路調(diào)節(jié)后直接與太陽能蓄電池連接，系統(tǒng)主控芯片采用DSPIC30F3011單片機(jī)，實現(xiàn)太陽能板電壓采集、太陽能蓄電池電壓采集、控制Cuk斬波電路、控制LED燈、主從機(jī)間485通信、主機(jī)與監(jiān)控中心或工作人員間的連接等功能。
[0025]光伏電源系統(tǒng)由于受日照強(qiáng)度及環(huán)境溫度變化的影響，其電壓(電流)變化很大。為了在負(fù)載電阻變化較大時系統(tǒng)有較大的靈活性和較高的轉(zhuǎn)換效率，該系統(tǒng)的主電路選用Cuk斬波電路,原理為Boost-Buck電路,一級電路實現(xiàn)兩級調(diào)壓。
[0026]該系統(tǒng)采用CCM工作模式，該工作模式的特性非常接近于一個匝數(shù)比可調(diào)的DC-DC變壓器。能量的儲存和傳遞同時在兩次開關(guān)動作期間和兩個回路中進(jìn)行，變換器效率很高。CUK電路中開關(guān)管導(dǎo)通的占空比的改變，對光伏陣列而言表現(xiàn)為其輸出阻抗發(fā)生了變化，輸出阻抗的變化將影響光伏陣列的輸出特性。從而一定的輸出阻抗對應(yīng)一個輸出電壓值和輸出電流值。而MPPT技術(shù)即是通過調(diào)節(jié)Cuk斬波電路的占空比而改變光伏陣列的輸出阻抗，從而尋求輸出電流與輸出電壓的乘積即輸出功率的最大值。
[0027]控制電路的主控芯片采用DSPIC30F3011單片機(jī)，主要控制功能包括:太陽能板電壓采集；Cuk斬波電路選通控制；太陽能蓄電池電壓采集；卸荷電路控制；LED燈控制；RS485通信；GSM模塊發(fā)送短信控制；路燈開關(guān)控制；工作模式控制等。電壓采樣電路和Cuk斬波電路，由于太陽能板電壓和電池電壓都在0?35 V變化，而單片機(jī)的A/D輸入電壓范圍為0?5 V，所以對采樣電壓進(jìn)行分壓處理后傳送給單片機(jī)的A/D轉(zhuǎn)換通道，CUK電路用于調(diào)節(jié)太陽能板的最大輸出功率點，其選通開關(guān)通過單片機(jī)PWM輸出控制。
[0028]如上所述，則能很好的實現(xiàn)本發(fā)明。
【權(quán)利要求】
1.太陽能路燈控制系統(tǒng)，其特征在于:包括太陽能發(fā)電驅(qū)動電能存儲電路，所述太陽能發(fā)電驅(qū)動電能存儲電路包括依次串聯(lián)的太陽能板、電感L1、電容Cl、電感L2、二極管D2，所述電感LI與太陽能板的正極連接，太陽能發(fā)電驅(qū)動電能存儲電路還包括LED燈，所述LED燈的負(fù)極與太陽能板的負(fù)極連接，LED燈的正極與二極管D2連接，且所述LED燈的正極與二極管D2之間串聯(lián)有三極管V2，三極管V2的E極與LED燈連接，所述太陽能發(fā)電驅(qū)動電能存儲電路還包括太陽能蓄電池，所述太陽能蓄電池的正極與二極管D2連接，陽能蓄電池的負(fù)極與二太陽能板的負(fù)極連接，電感L2與二極管D2的連接點還連接有電容C2，所述電容C2的另一端與二太陽能板的負(fù)極連接，電感L2與電容Cl的連接點還連接有二極管Dl，所述二極管Dl的另一端與二太陽能板的負(fù)極連接，電感LI與電容Cl的連接點還連接有三極管VI，所述三極管Vl的E極與二太陽能板的負(fù)極連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能路燈控制系統(tǒng)，其特征在于:還包括與太陽能發(fā)電驅(qū)動電能存儲電路連接的控制電路，所述控制電路包括與太陽能板正極連接的單片機(jī)，所述單片機(jī)還與太陽能蓄電池連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能路燈控制系統(tǒng)，其特征在于:所述單片機(jī)還與三極管Vl的B極連接，單片機(jī)還與三極管V2的B極連接，且所述單片機(jī)還連接有Cuk斬波電路，所述Cuk斬波電路與三極管V2的B極連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的太陽能路燈控制系統(tǒng)，其特征在于:還包括信號輸出電路，所述信號輸出電路包括與單片機(jī)連接的RS485接口電路。
【文檔編號】H05B37/02GK103634971SQ201210305307
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2012年8月27日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月27日
【發(fā)明者】李強(qiáng) 申請人:成都眾山科技有限公司