一种弱光太阳能脉宽调光路灯智能控制器及控制方法技术

本发明专利技术涉及一种弱光太阳能脉宽调光路灯智能控制器及控制方法，提供太阳能板，包括：充电控制单元、蓄电池、第一AD转换单元、第二AD转换单元、主控制单元、PWM调光单元以及LED灯单元；太阳能板与充电控制单元相连，充电控制单元与所述蓄电池相连；蓄电池与第一AD转换单元相连；第一AD转换单元还与主控制单元相连；主控制单元还与充电控制单元以及PWM调光单元相连；PWM调光单元与LED灯单元相连；主控制单元经第二AD转换单元于太阳能板相连；蓄电池还与主控制单元以及LED灯单元相连。通过对蓄电池电压的检测，控制LED灯单元采用不同的工作方式，并控制蓄电池的充电方式。本发明专利技术所提出的一种弱光太阳能脉宽调光路灯智能控制器及控制方法，提高了蓄电池的使用寿命，改善了LED灯的输出效果，提高了整个装置的能效比。

Intelligent controller and control method for weak light solar pulse width dimming street lamp

The invention relates to a solar dimming lamp light pulse intelligent controller and control method, to provide solar panels, including: first, the battery charging control unit, AD conversion unit, second AD conversion unit, main control unit, PWM unit and the LED lamp dimming unit; the solar panel is connected with the charging control unit, charging the control unit is connected with the battery; the battery connected with the first AD conversion unit; the first AD conversion unit is connected with the main control unit; the main control unit and a charging control unit and PWM dimming unit is connected to PWM; and the LED lamp dimming unit unit is connected to the main control unit; after second AD conversion unit in the solar panel is connected; the accumulator is connected with the main control unit and LED lamp unit. By detecting the battery voltage, the LED lamp unit is controlled by different working modes, and the charging mode of the battery is controlled. The intelligent controller and control method of the weak light solar pulse width dimming street lamp proposed by the invention improves the service life of the battery, improves the output effect of the LED lamp, and improves the energy efficiency ratio of the whole device.

【技术实现步骤摘要】
一种弱光太阳能脉宽调光路灯智能控制器及控制方法
本专利技术涉及一种弱光太阳能脉宽调光路灯智能控制器及控制方法。
技术介绍
在社会生活中的人们对照明所需的能源是巨大的，而道路照明更是首当其冲。将太阳能转化为电能为照明提供能量是国家能源战略的一部分，为此太阳能路灯系统应运而生。但是由于地理环境以及气候环境的客观条件下，光伏发电照明路灯却很难在全国普及。在云，雨，阴，晴的气候因素影响下，太阳能的辐照到达地面不太稳定，特别是在部分多阴雨地区，太阳能光线强度较弱。在这样的情况下，给光伏发电路灯系统的大规模运用带来了不小的阻力。为了使太阳能成为稳定的连续的能源，最终能成为和常规的能源的替代能源，就必须要解决太阳能路灯在弱光条件下依然能够进行充放电，从而能在阴雨天或太阳光较弱的的情况下，使太阳能路灯仍然能够工作。因此，研究一种高能效、智能的太阳能LED路灯控制器将具有非常重要的实际意义。现有技术中的太阳能简单充电路灯，电池放电到达一定范围就不再为LED照明供电，存在如下缺陷：1、太阳能路灯的蓄电池充放电未加保护措施，影响电池的寿命，特别是锂电池。2、在弱光的条件下未能根据实际需求，统筹控制LED光源的功率输出。3、大部分LED采用恒流源输出，对调光不利。现有技术重未见真正具有保护充电电池的产品，也没有看到能根据电池获得的电量而规划路灯照明功率输出的产品。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种弱光太阳能脉宽调光路灯智能控制器及控制方法，以克服现有技术中存在的缺陷。为实现上述目的，本专利技术的技术方案是：一种弱光太阳能脉宽调光路灯智能控制器，提供一太阳能板，包括：一充电控制单元、一蓄电池、一第一AD转换单元、一第二AD转换单元、一主控制单元、一PWM调光单元以及一LED灯单元；所述太阳能板与所述充电控制单元相连，所述充电控制单元与所述蓄电池相连；所述蓄电池与所述第一AD转换单元相连；所述第一AD转换单元还与所述主控制单元相连；所述主控制单元还与所述充电控制单元以及所述PWM调光单元相连；所述PWM调光单元与所述LED灯单元相连；所述主控制单元经所述第二AD转换单元于所述太阳能板相连；所述蓄电池还与所述主控制单元以及所述LED灯单元相连。在本专利技术一实施例中，所述主控制单元采用STM32单片机。在本专利技术一实施例中，还包括一分别与所述第一AD转换单元以及所述第二AD转换单元相连且为所述第一AD转换单元以及所述第二AD转换单元提供参考电压的稳压电路；该稳压电路还与所述蓄电池相连。在本专利技术一实施例中，所述充电控制单元包括一继电器，该继电器的控制端经一三极管以及一电阻连接至所述主控制单元。在本专利技术一实施例中，所述PWM调光单元包括一开关管；所述开关管的漏极与所述LED灯单元的负极相连，源极接地，栅极经一三极管以及一电阻连接至所述主控制单元；所述LED灯单元正极经一开关连接至所述蓄电池。在本专利技术一实施例中，还包括一与所述主控制单元相连的红外检测传感器。在本专利技术一实施例中，还包括一与所述主控制单元相连的LCD显示器。还提供一种弱光太阳能脉宽调光路灯智能控制器的控制方法，按照如下步骤实现：步骤S1：所述主控制单元通过所述第二AD转换单元对所述太阳能板的输出电压值进行采样，将太阳能板的采样值与一第一电压阈值进行比较；步骤S2：当所述太阳能板的采样值大于所述第一电压阈值时，则判定当前为白天，关闭所述LED灯单元，并进行充电至蓄电池处于满电状态；当小于所述第一电压阈值时，则判定当前为夜晚，通过所述充电控制单元关闭充电开关，并判断所述LED灯单元是否工作达到第一阈值时间；步骤S3：当判断未达到第一阈值时间时，所述主控制单元采用电压跟随工作模式；若达到所述第一阈值时间，所述主控制单元通过一红外检测传感器获取当前环境状态，当所述红外检测传感器检测到当前环境内有物体时，所述主控制单元采用电压跟随工作模式，否则，关闭所述LED灯单元。在本专利技术一实施例中，所述电压跟随工作模式包括：所述主控制单元按照每经第一预设时间，通过所述第一AD转换单元对所述蓄电池的电压进行采样；当所述蓄电池电压大于4.2V时，所述主控制单元通过所述充电控制单元关闭充电开关，所述主控制单元通过所述PWM调光单元输出第一PWM驱动信号，控制所述LED灯单元进行全功率工作；当所述蓄电池电压电压处于4.1V至4.2V之间时，所述主控制单元通过所述充电控制单元对所述蓄电池采取浮充充电，所述主控制单元通过所述PWM调光单元输出第一PWM驱动信号，控制所述LED灯单元进行全功率工作；当所述蓄电池电压电压处于3.7V至4.1V之间时，所述主控制单元通过所述充电控制单元对蓄电池采取均充充电，所述主控制单元通过所述PWM调光单元输出第一PWM驱动信号，控制所述LED灯单元进行全功率工作；当所述蓄电池电压电压处于3.65V至3.7V之间时，所述主控制单元通过所述充电控制单元对蓄电池采取直充充电，所述主控制单元通过所述PWM调光单元输出第二PWM驱动信号，控制所述LED灯单元进行半功率工作；当所述蓄电池电压电压小于3.65V时，所述主控制单元通过所述充电控制单元对蓄电池采取直充充电，所述主控制单元通过所述PWM调光单元，控制所述LED灯单元停止工作。在本专利技术一实施例中，所述第一阈值时间为5小时。相较于现有技术，本专利技术具有以下有益效果：1、对太阳能路灯的蓄能部件，特别针对锂电池，对电池进行过充限制，对电池进行过放限制，提高锂电池的使用寿命。2、在弱光条件，根据蓄电池获得的电量，根据用户的需求以及环境的亮度，统筹控制LED光源的功率输出，使太阳能路灯最大限度满足照明需求。3、本控制器的LED路灯摆脱恒流源控制，采用高频脉宽控制的驱动方式，减少AD采样模块和耗能的恒流源驱动，提高太阳能路灯的能效比，为调光提供便利条件。附图说明图1为本专利技术中弱光太阳能脉宽调光路灯智能控制器的原理图。图2为本专利技术中主控制单元电路图。图3为本专利技术中稳压电路的电路图。图4为本专利技术中充电控制单元与PWM调光单元的电路图。图5为本专利技术中红外检测传感器的检测流程图。图6为本专利技术中太阳能充放电控制器工作流程图。图7为本专利技术中弱光太阳能脉宽调光路灯智能控制器的控制方法流程图。图8为本专利技术中全功率时PWM输出波形。图9为本专利技术中输出功率为75%时PWM输出波形。图10为本专利技术中输出功率为30%时PWM输出波形。具体实施方式下面结合附图，对本专利技术的技术方案进行具体说明。本专利技术提供一种弱光太阳能脉宽调光路灯智能控制器，如图1所示，提供一太阳能板，包括：一充电控制单元、一蓄电池、一第一AD转换单元、一第二AD转换单元、一主控制单元、一PWM调光单元以及一LED灯单元；太阳能板与充电控制单元相连，充电控制单元与蓄电池相连；蓄电池与第一AD转换单元相连；第一AD转换单元还与主控制单元相连；主控制单元还与充电控制单元以及PWM调光单元相连；PWM调光单元与LED灯单元相连；主控制单元经第二AD转换单元于太阳能板相连；蓄电池还与主控制单元以及LED灯单元相连。进一步的，在本实施例中，蓄电池采用锂电池。进一步的，在本实施例中，如图2所示，主控制单元采用STM32单片机。控制器是以STM32单片机为控制核心来进行设计的，系统工作过程中通过它对各个模块进行管理和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种弱光太阳能脉宽调光路灯智能控制器，提供一太阳能板，其特征在于，包括：一充电控制单元、一蓄电池、一第一AD转换单元、一第二AD转换单元、一主控制单元、一PWM调光单元以及一LED灯单元；所述太阳能板与所述充电控制单元相连，所述充电控制单元与所述蓄电池相连；所述蓄电池与所述第一AD转换单元相连；所述第一AD转换单元还与所述主控制单元相连；所述主控制单元还与所述充电控制单元以及所述PWM调光单元相连；所述PWM调光单元与所述LED灯单元相连；所述主控制单元经所述第二AD转换单元于所述太阳能板相连；所述蓄电池还与所述主控制单元以及所述LED灯单元相连。

【技术特征摘要】
1.一种弱光太阳能脉宽调光路灯智能控制器，提供一太阳能板，其特征在于，包括：一充电控制单元、一蓄电池、一第一AD转换单元、一第二AD转换单元、一主控制单元、一PWM调光单元以及一LED灯单元；所述太阳能板与所述充电控制单元相连，所述充电控制单元与所述蓄电池相连；所述蓄电池与所述第一AD转换单元相连；所述第一AD转换单元还与所述主控制单元相连；所述主控制单元还与所述充电控制单元以及所述PWM调光单元相连；所述PWM调光单元与所述LED灯单元相连；所述主控制单元经所述第二AD转换单元于所述太阳能板相连；所述蓄电池还与所述主控制单元以及所述LED灯单元相连。2.根据权利要求1所述的一种弱光太阳能脉宽调光路灯智能控制器，其特征在于，还包括一分别与所述第一AD转换单元以及所述第二AD转换单元相连且为所述第一AD转换单元以及所述第二AD转换单元提供参考电压的稳压电路；该稳压电路还与所述蓄电池相连。3.根据权利要求1所述的一种弱光太阳能脉宽调光路灯智能控制器，其特征在于，所述充电控制单元包括一继电器，该继电器的控制端经一三极管以及一电阻连接至所述主控制单元。4.根据权利要求1所述的一种弱光太阳能脉宽调光路灯智能控制器，其特征在于，所述PWM调光单元包括一开关管；所述开关管的漏极与所述LED灯单元的负极相连，源极接地，栅极经一三极管以及一电阻连接至所述主控制单元；所述LED灯单元正极经一开关连接至所述蓄电池。5.根据权利要求1所述的一种弱光太阳能脉宽调光路灯智能控制器，其特征在于，还包括一与所述主控制单元相连的红外检测传感器。6.根据权利要求1所述的一种弱光太阳能脉宽调光路灯智能控制器，其特征在于，还包括一与所述主控制单元相连的LCD显示器。7.根据权利要求1所述的一种弱光太阳能脉宽调光路灯智能控制器，其特征在于，所述主控制单元采用STM32单片机。8.一种基于权利要求1所述的一种弱光太阳能脉宽调光路灯智能控制器的控制方法，其特征在于，按照如下步骤实现：步骤S1：所述主控制单元通过所述第二AD转换单元对所述太阳能板的输出电压值进行采样，将太阳能板的采样值与一第一电压...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘玉灼，黄启禄，廖廷俤，
申请(专利权)人：泉州师范学院，
类型：发明
国别省市：福建,35