本发明专利技术公开一种独立式直流电源之ＬＥＤ灯放电控制系统，属于太阳能、风力等再生能源与ＬＥＤ及超级电容技术领域。本发明专利技术实时监测蓄电池电压，使用升降压方式调整输出，达到固定高功率驱动ＬＥＤ灯串负载的目的。可维持ＬＥＤ灯组最高亮度，不会有灯光逐渐变暗情况。并解决蓄电池与ＬＥＤ之间电压不匹配问题，减少能耗与发热困扰。本发明专利技术ＬＥＤ灯组则有亮度增亮模式与ＰＷＭ调光的节能模式智能选择。而超级电容器的置入，可瞬间强光照明输出，对于警告、指示与导引有其重要应用。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种独立式直流电源之LED灯放电控制系统，属于太 阳能、风力等再生能源与LED及超级电容
技术介绍
太阳能产生的直流电源所驱动的LED照明具有独立、不须挖沟 布线与设置弹性而且不须维护的优势。现己成为LED路灯照明、LED 警示与LED指示的重要电源系统。广泛用于次要道路、公园、小区、 游乐区的路灯照明以及LED交通指示与警示标志。而LED照明的电源分成市电的交流电与太阳能产生的直流电源， 由于LED为单向导通负载，所以一般将交流电降压转为直流电源，才 能驱动LED灯组。市电的交流电由电厂供应，其电压与电流供应可为 恒定。而太阳能产生的直流电源，其电能是蓄积于电池中，当驱动负 载时，由电池供应。传统的太阳能LED照明系统，如图1,包括太阳能板(太阳能电 池)1、充放电控制器2 (充电控制与放电控制)、蓄电池3与LED负 载4等四大部份。太阳能板1是光电转换组件，外界的光照射于太 阳能板上产生电流。充电控制是将太阳能板的电流，导入蓄电池3 中。而蓄电池是储能组件， 一般是铅酸电池、镍氢电池等充电电池。 放电控制则是主宰电池驱动LED负载4的主要组件。将太阳能LED照明系统结构，简化成系统充电与放电两区块。 系统充电是有关于太阳能系统能量的取得，而放电是指LED负载发光 的情况。今日一些提升充电效率的方法，如最大功率追踪法(台湾专 利00430130)、聚光(台湾专利1277772)与集光(台湾专利M300793) 系统，不断的改善电能的取得效率。而放电方面，则往LED节能(中 国专利CN2696266Y)与调节亮度(中国专利200520018060. 2)方向研发。使LED更省电，延长蓄电池使用时间。目前独立型直流电源的LED灯照明在应用上几个常见的缺点 1丄ED灯的亮度常使用脉宽调变(P丽)作调光，亮度选择性只能越来越弱。2. 蓄电池几乎为12V或24V甚至48V之深循环铅酸电池，对于白 光LED (3.6V)灯组的驱动压，产生不匹配问题，能耗损失大。3. 由于放电时蓄电池电压一直往下降，LED灯光会逐渐暗去，无 法维持同一亮度。4. 常因太阳照度不良与节能因素，太阳能LED路灯长期处于昏暗照度，造成照明不佳的印象。5. 因蓄电池电压变化，LED大部份时间并不处于LED最亮时刻。 此举无法发挥LED的高亮度。此外， 一些系统除照明外，尚有短暂强光警告或强光需求，如围 墙或牧场上夜间照明。有人侵入或野兽践伤农作物时，需强光警告与 探照。当此短暂强光单独使用蓄电池电源，将造成蓄电池寿命降低， 高功率电路组件需求增加等不利因素。所以本专利技术第二部份即揭露另 一种短暂强光型「独立式直流电源之LED灯放电控制系统j，其关键处是加入一瞬间功率超电容电路。
技术实现思路
本专利技术目的是提供一种独立式直流电源之LED灯放电控制系统， 可使用于太阳能、风力等各种再生能源之独立式直流电源驱动LED灯 放电负载；并利用瞬间功率型的超电容其瞬间爆发的功率特性，供应 LED灯组。用以解决现有技术存在的(1)随独立电源之电压下降而造成LED灯光亮度变化，及独立 电源之电压与LED不匹配导致能耗高的问题；(2)短暂强光单独使用蓄电池电源造成蓄电池寿命降低，高功 率电路组件需求增加的问题。为了解决上述的第(1)问题，本专利技术采取以下技术方案 一种独立式直流电源之LED灯放电控制系统，其特征在于包含 一蓄电池供应LED灯组负载主要电源；-智能型控制单元侦测蓄电池电压、LED灯组负载电压、电流 与温度回授，并控制调整之；一时间设定器设定增亮与节能工作模式的时间； 一功率设定模块设定增亮工作模式中不同灯串LED灯组的功率；一升降压转换器升降增亮工作模式中进入LED灯组的电压； 一LED灯组负载不同灯串的LED灯组数组； 一PWM点灭装置脉宽调变驱动器对LED灯组调光节能。 所述的增亮工作模式的建立包括(1) 利用所述的功率设定模块设定功率；(2) 利用所述的智能型的控制单元，依LED灯组负载情形，通 过升降转换器将电压调整至LED最亮电压强度；(3) 利用所述的PWM点灭装置对LED调光； 其中智能型的控制单元为一数字讯号处理器(DSP)，亦可为IC或类似电路模块，用于侦控蓄电池电压、LED灯组负载电压、电流与温 度回授，并控制调整之。所述的节能工作模式的建立包含(1) 定所述的PWM点灭装置的工作周期；(2) 述的蓄电池直接输送至LED灯组负载；(3) 述的P丽点灭装置点亮输出； 其中智能型的控制单元侦控蓄电池电压与LED灯组负载电压，不使蓄电池过放与LED灯组温度过热。所述的蓄电池包括铅酸电池、镍氢、镍镉、锂电池或其它各种一 次与二次电池。为了解决上述第(2)问题，本专利技术采取以下技术方案是在上 述技术方案的基础上增加"瞬间功率超电容"而组成的可以发出强光 的技术方案，该技术方案还包括一瞬间功率超电容，连接在所述的升 降压转换器与LED灯组负载之间，用于累积电能，并通过所述的智能型控制单元的控制，利用瞬间功率型的超电容其瞬间爆发的功率特 性，供应LED灯组。所述的瞬间功率超电容采用各种高能量密度与高功率密度之超 级电容，如钌氧超电容、金(碳)电容、金属氧化物超电容、高分子超 电容及大电容量之铝电解电容器。商业超电容概分成能量释放型与瞬间功率型两种，前者特性趋向 电池，以储存能量为主。由于是物理储能，其使用寿命与可靠度远比 化学反应的电池来的高。而后者则以瞬间可提供强大功率为主，特性 类似电容器，具瞬间爆发的功率特性。本专利技术是以瞬间功率型超电容 电路，在短暂强光需求时，经此电路将强大电能输出到LED灯组，点亮之。综合上述本专利技术的技术方案，其特色优点在于1. 维持蓄电池电源之LED灯组最高亮度，不会灯光逐渐变暗问题；2. 避免蓄电池电源与LED灯组电压不匹配因素，大幅度降低能耗与 发热；3. 增亮与节能模式选择时控，增加灯组使用需求弹性；4. 可适用不同电压蓄电池与不同灯串的白光LED灯组；5. 可适时增亮LED灯组并适当的为LED节能调制；6. 本系统具电池过放与负载温度过热保护；7. 利用瞬间功率型的超电容输出短暂强光；8. 平常为照明系统，必要时为警告、指示、导引与强光照明系统；9. 可为节能、增亮与短暂强光三种模态切换，增加使用选择性。附图说明图1系为习用之太阳能LED照明系统结构图； 图2系为本专利技术LED灯放电控制模式示意图； 图3(a)系习用3串白光LED灯组之12V铅酸电池驱动电路示意图； 图3 (b)系本专利技术12V铅酸电池驱动4串白光LED灯组电路示意图； 图4系本专利技术之普通实施例的电路结构图； 图5为本专利技术之增亮与节能模式选择之时控范例图； 图6是本专利技术之LED灯组最高亮度电压设定电压表； 图7是本专利技术之短暂强光型实施例的电路结构图。具体实施方式本专利技术的专利技术目的可以通过以下方式实现加入定高功率的控制，使放电系统有定功率的增亮模式与脉宽 调变的节能模式。如图2,前者不受蓄电池电压下降影响，放电系统将固定以LED 最亮所需功率放电，使LED灯组增亮。后者使用脉宽调变(PWM)技 术对LED调光，可大幅度节能。一、使用升降压方式，解决蓄电池(铅酸电池)电压不匹配问题， 并减少能耗。中高功率独立型直流电本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种独立式直流电源之ＬＥＤ灯放电控制系统，其特征在于：包括： 一蓄电池：供应ＬＥＤ灯组负载主要电源； 一智能型控制单元：用于侦测所述的蓄电池的输出电压和ＬＥＤ灯组负载的电压、电流及温度反馈信号，并根据所侦测到的相关信息，通过一升降压转换器控制调整该ＬＥＤ灯组负载的电压、电流； 一时间设定器：设定ＬＥＤ灯组负载处于增亮工作模式与节能工作模式的时间，与所述的智能型控制单元的一个输入端连接； 一功率设定模块：设定所述的增亮工作模式中不同灯串ＬＥＤ灯组的功率，与与所述的智能型控制单元的一个输入端连接； 一所述的升降压转换器：受所述的智能型控制单元的控制，调整所述的增亮工作模式中施加在ＬＥＤ灯组的电压； 一ＬＥＤ灯组负载：不同灯串的ＬＥＤ灯组数组； 一ＰＷＭ点灭装置：是一种脉宽调变驱动器，受所述的智能型控制单元的控制，通过调整ＬＥＤ灯组负载的电流，对该ＬＥＤ灯组调光节能。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：孙民兴，张荣锜，孙实钧，
申请(专利权)人：孙民兴，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]
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