一种太阳能路灯供电系统技术方案

本实用新型专利技术实施例公开了一种太阳能路灯供电系统，包括太阳能电池、蓄电池、控制器和负载灯，其中，所述控制器包括中央控制电路、PWM充电电路、电池管理电路和PWM放电电路，其特征在于，所述蓄电池为单节锂电芯；所述PWM充电电路的主回路包括第一MOS管和第二MOS管，且所述第一MOS管的栅极和第二MOS管的栅极与12V的驱动电路电连接；所述PWM放电电路包括开关电路和BOOST电路，所述BOOST电路用于升高所述蓄电池的输出电压。所述太阳能路灯供电系统能够利用单节锂电芯来为太阳能路灯供电，并能够满足负载光源对高输出电压的需求，达到持续稳定工作的目的，从而实现了单节锂电芯的有效利用。

A Solar Street Lamp Power Supply System

【技术实现步骤摘要】
一种太阳能路灯供电系统
本技术涉及供电控制领域，尤其涉及一种太阳能路灯供电系统。
技术介绍
太阳能控制器应用于太阳能光伏系统中，全称为太阳能充放电控制器，用于协调太阳能电池板、蓄电池、负载的工作，是光伏系统中非常重要的组件。使整个太阳能光伏系统高效，安全的运作。太阳能路灯控制器主要用于家庭、商业区、工厂、交通、牧区、通信等太阳能供电系统。市面上太阳能路灯控制器大多为12V/24V系统，随着科学技术的发展，现在锂电池已经成为太阳能路灯控制器电池单元的主流。但是，随着锂电池应用越来越多，其相应的不良淘汰品也越来越多，然而这些淘汰的锂电池包往往只是其中的个别电芯存在问题，大部分电芯是正常的，单节锂电芯随着锂电池包的淘汰不仅会浪费资源，而且对环境造成很大污染。所以，单节锂电芯的利用成为了一个迫在眉睫的问题。
技术实现思路
本技术目的是提供一种太阳能路灯供电系统，以解决上述问题。本技术解决技术问题采用如下技术方案：一种太阳能路灯供电系统，包括太阳能电池、蓄电池、控制器和负载灯，其中，所述控制器包括中央控制电路、PWM充电电路、电池管理电路和PWM放电电路，其特征在于，所述蓄电池为单节锂电芯；所述PWM充电电路的主回路包括第一MOS管和第二MOS管，且所述第一MOS管的栅极和第二MOS管的栅极与12V的驱动电路电连接；所述PWM放电电路包括开关电路和BOOST电路，所述BOOST电路用于升高所述蓄电池的输出电压。本技术公开的太阳能路灯供电系统，通过在PWM充电电路的主回路上接入12V的驱动电路，并利用12V的驱动电路作为辅助电源控制第一MOS管和第二MOS管的开关，解决了低压差造成的MOS管导通难和MOS管发热的问题。而且BOOST电路升高所述蓄电池的输出电压，能够满足负载灯对于高电压的需求。从而使得整个太阳能路灯供电系统能够利用单节锂电芯来为太阳能路灯供电，并能够满足负载灯对高输出电压的需求，达到持续稳定工作的目的，从而实现了单节锂电芯的有效利用。附图说明图1为现有的一种太阳能路灯供电系统；图2为本技术提供的太阳能路灯供电系统电路示意图；图3为本技术提供的太阳能路灯供电系统PWM充电电路的12V的驱动电路示意图；图4为本技术提供的太阳能路灯供电系统供电电路示意图；图5为本技术提供的太阳能路灯供电系统PWM放电电路的驱动电路示意图；图6为本技术提供的另一种太阳能路灯供电系统示意图。具体实施方式正如
技术介绍
所述，目前单节锂电芯的利用成为了一个迫在眉睫的问题。专利技术人针对这一问题，经过认真的思考探索以及实验，发现将单节锂电芯用到太阳能路灯供电系统中是一个可行的方案。经过对现有太阳能路灯供电系统的仔细分析，专利技术人发现现有的太阳能路灯供电系统，包括：太阳能电池、蓄电池、控制器和负载灯。其中，如图1所示，所述控制器包括中央控制电路、PWM充电电路、电池管理电路和PWM放电电路。在具体电路分布时，中央控制电路分别与PWM充电电路、电池管理电路和PWM放电电路电连接，主要是由MCU控制，系统电压采样并导入到控制算法进行计算，然后对整个信通输出控制信号，并最终对整个系统的充放电和电池管理进行逻辑控制；电池管理电路与蓄电池电连接，并分别与PWM充电电路和PWM放电电路电连接，内部主要包括采样电路、保护电路和指示灯电路，实现对蓄电池进行监测和保护。经研究发现，现有的太阳能路灯供电系统的蓄电池以12V的电池为主，12V系统PWM充电电路内部的充电MOS管驱动电路由太阳能电池压差来驱动，即开关MOS管的驱动由太阳能电池的正负极压差决定。对于单节锂电芯而言，其电压只有3.2V，充电时太阳能电池正负极的压差被单节锂电芯电压钳位到3.2V，所以开关MOS管的驱动电压太低，造成MOS管导通困难，而即使选用低开启电压的MOS管，在3.2V的驱动电压下MOS管也会有发热的风险。专利技术人针对上面进一步发现的问题，经过更深入的思考和实验，提出了一种太阳能路灯供电系统，该太阳能路灯供电系统包括太阳能电池、蓄电池、控制器和负载灯，其中，所述控制器包括中央控制电路、PWM充电电路、电池管理电路和PWM放电电路，其特征在于，所述蓄电池为单节锂电芯；所述PWM充电电路的主回路包括第一MOS管和第二MOS管，且所述第一MOS管的栅极和第二MOS管的栅极与12V的驱动电路电连接；所述PWM放电电路包括开关电路和BOOST电路，所述BOOST电路用于升高所述蓄电池的输出电压。上述太阳能路灯供电系统通过在PWM充电电路的主回路上接入12V的驱动电路，并利用12V的驱动电路作为辅助电源控制第一MOS管和第二MOS管的开关，解决了低压差造成的MOS管导通难和MOS管发热的问题。而且BOOST电路升高所述蓄电池的输出电压，能够满足负载灯对于高电压的需求。从而使得整个太阳能路灯供电系统能够利用单节锂电芯来为太阳能路灯供电，并能够满足负载灯对高输出电压的需求，达到持续稳定工作的目的，从而实现了单节锂电芯的有效利用。下面结合实施例及附图对本技术的技术方案作进一步阐述。本实施例提供了一种太阳能路灯供电系统，包括太阳能电池、蓄电池、控制器和负载灯，所述控制器包括中央控制电路、PWM充电电路、电池管理电路和PWM放电电路。其中，所述蓄电池为单节锂电芯。所述中央控制电路由STM32芯片作为主芯片，STM32芯片带有12位AD通道，能够实现系统电压采样并导入到控制算法进行计算，然后对系统输出控制信号。电池管理电路包括采样电路(可识别电池电压2.8V-8.4V，并对输入输出电流进行采样从而达到控制电流的目的)、保护电路和指示灯电路，用于对蓄电池进行监测和保护。如图2所示，所述PWM充电电路的主回路包括第一MOS管Q1和第二MOS管Q2，且所述第一MOS管Q1的栅极和第二MOS管Q2的栅极与12V的驱动电路电连接；所述PWM放电电路包括开关电路和BOOST电路，所述BOOST电路用于升高所述蓄电池的输出电压。具体的，所述PWM充电电路的主回路中的所述第一MOS管Q1的漏极与太阳能电池的负极PV-电连接，所述第一MOS管Q1的栅极与12V的驱动电路电连接；所述第二MOS管Q2的栅极与12V的驱动电路电连接，并通过第一电阻R1与所述第一MOS管Q1的源极电连接，所述第二MOS管Q2的源极与所述第一MOS管Q1的源极电连接，所述第二MOS管Q2的漏极通过第二电阻R20和第三电阻R3的并联与蓄电池负极BAT-电连接。此外，在太阳能电池的正负极之间还设置有一个双向TVS管，以防止大电流的冲击，保护控制器。如图3所示，所述12V的驱动电路，包括：第三三极管Q3，所述第三三极管Q3的发射极输入第一PWM波PWQG_pv，所述第三三极管Q3的基极通过第四电阻R4接地，所述第三三极管Q3的集电极与第一二极管D1的正极电连接；第四三极管Q4，所述第四三极管Q4的发射极接地，所述第四三极管Q4的基极通过第五电阻R5接入所述太阳能电池正极PV+，所述第四三极管Q4的集电极与第二二极管D2的正极电连接；第三二极管D3，所述第三二极管D3的正极与太阳能电池负极PV-电连接，并通过第六电阻R6接入所述太阳能电池正极PV+，所述第三二极管D3的负极依次通过第七电阻R7和第八电阻本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种太阳能路灯供电系统，包括太阳能电池、蓄电池、控制器和负载灯，其中，所述控制器包括中央控制电路、PWM充电电路、电池管理电路和PWM放电电路，其特征在于，所述蓄电池为单节锂电芯；所述PWM充电电路的主回路包括第一MOS管和第二MOS管，且所述第一MOS管的栅极和第二MOS管的栅极与12V的驱动电路电连接；所述PWM放电电路包括开关电路和BOOST电路，所述BOOST电路用于升高所述蓄电池的输出电压。

【技术特征摘要】
1.一种太阳能路灯供电系统，包括太阳能电池、蓄电池、控制器和负载灯，其中，所述控制器包括中央控制电路、PWM充电电路、电池管理电路和PWM放电电路，其特征在于，所述蓄电池为单节锂电芯；所述PWM充电电路的主回路包括第一MOS管和第二MOS管，且所述第一MOS管的栅极和第二MOS管的栅极与12V的驱动电路电连接；所述PWM放电电路包括开关电路和BOOST电路，所述BOOST电路用于升高所述蓄电池的输出电压。2.根据权利要求1所述太阳能路灯供电系统，其特征在于，所述第一MOS管的漏极与太阳能电池的负极电连接，所述第一MOS管的栅极与12V的驱动电路电连接；所述第二MOS管的栅极与12V的驱动电路电连接，并通过第一电阻与所述第一MOS管的源极电连接，所述第二MOS管的源极与所述第一MOS管的源极电连接，所述第二MOS管的漏极通过第二电阻和第三电阻的并联与蓄电池负极电连接。3.根据权利要求2所述太阳能路灯供电系统，其特征在于，所述12V的驱动电路，包括：第三三极管，所述第三三极管的发射极输入第一PWM波，所述第三三极管的基极通过第四电阻接地，所述第三三极管的集电极与第一二极管的正极电连接；第四三极管，所述第四三极管的发射极接地，所述第四三极管的基极通过第五电阻接入所述太阳能电池正极，所述第四三极管的集电极与第二二极管的正极电连接；第三二极管，所述第三二极管的正极与太阳能电池负极电连接，并通过第六电阻接入所述太阳能电池正极，所述第三二极管的负极依次通过第七电阻和第八电阻分别与所述第一二极管的负极和第二二极管的负极电连接；第五三极管，所述第五三极管的基极通过第七电阻与所述第三二极管的负极电连接，所述第五三极管的集电极通过第九电阻接入供电电路，所述第五三极管的发射极分别与所述第一MOS管的源极和第二MOS管的源极电连接；第六三极管，所述第六三极管的集电极通过第十电阻与供电电路电连接，所述第六三极管的发射极分别与所述第一MOS管的栅极和第二MOS管的栅极电连接，所述第六三极管的基极分别与所述第五三极管的集电极、第四二极管的负极和第五二极管的负极电连接，所述第四二极管的正极与所述第五三极管的发射极电连接，所述第五二极管的正极通过第十一电阻与所述第六三极管的发射极电连接。4.根据权利要求3所述太阳能路灯供电系统，其特征在于，所述供电电路，包括：升压芯片，所述升压芯片包括NC接口、IN接口、EN接口、SW接口、GND接口和FB接口；其中，所述IN接口通过第一电容、第二电容的并联接地，通过第一绕线电感与第六二极管的正极电连接，并通过第十二电阻与第七二极管的负极电连接，所述第七二极管的正极所述蓄电池的正极电连接；所述EN接口通过第十三电阻与所述IN接口电连接；所述SW接口与所述第六二极管的...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙伟，吴帆，
申请(专利权)人：北京远方动力可再生能源科技股份公司，
类型：新型
国别省市：北京,11