光伏路灯控制器制造技术

本发明专利技术提供一种光伏路灯控制器，所述控制器包括外壳、操作面板、控制电路板，操作面板位于外壳上，控制电路板设置于控制器内部，其特征在于：所述控制器还包括铝基板和散热器，铝基板设置在所述外壳底部，铝基板与散热器紧密贴合在一起；所述控制器的内部硬件结构还包括功率电路板，功率电路板焊接在铝基板上部，所述控制电路板通过接口电路扣合在功率电路板上。本发明专利技术控制器具有以下优点：保护功能完善，控制器LED灯端长期处于短路状态控制器亦不会损坏；可有效防止控制器短路或过流时短时间过热引起控制器主要芯片烧坏，延长控制器的使用寿命；控制器的可耐受环境工作温度大大提高，长时间处于较高的环境温度下，控制器亦能正常工作。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种利用太阳能提供供电路灯照明的控制器装置，特别是涉及一种保护及控制功能完善可靠、散热效果良好、稳定工作时间长的光伏路灯控制器。
技术介绍
当今世界，传统能源日益减少，各国均面临着不同程度的能源危机，解决能源短缺成为越来越重要的议题，同时传统能源消耗所造成的环境污染也日趋严重。积极发展新能源，特别是利用太阳能发电来解决照明问题，成为一个切实可行的新能源发展切入点，目前市场上已有各种规格的光伏路灯控制器，广泛应用于道路、学校、居民区、广场等公共场合的太阳能路灯照明系统中。但现有的光伏路灯控制器在性能及结构上都存在着诸多不够完善的地方，特别是在一些关键性的功能上，在实际应用中，这些问题都阻碍了光伏路灯控制器质量的提高。目前市场上常见的路灯控制器中，对于负载端(LED灯)短路、线路反接、过流、过压等保护效果不是很理想，如果出现长时间过流或短路等情况发生，控制器会直接出现故障烧坏，无法工作。其次，大多数控制器对于控制板上的大功率器件的散热设计考虑不够完善，路灯控制器大多安装在户外灯杆内，如果户外环境过于恶劣，环境温度达到以上时，控制器散热效果不好的话，内部主要功率器件极有可能会烧坏。再次，目前大多数控制器多采用光控加时控的结合方式，少数控制器带有半功率功能，但是无法根据用户的需求来调节半功率工作的LED灯照明亮度。有鉴于此，有必要提供一种保护及控制功能完善可靠、散热效果良好、稳定工作时间长的光伏路灯控制器，以解决上述问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是为了解决现有光伏路灯控制器的保护及控制功能不完善、散热效果不好、无法长时间稳定工作的缺点，本专利技术提供了一种保护及控制功能完善可靠、散热效果良好、稳定工作时间长的光伏路灯控制器。本专利技术所采用的技术方案是一种光伏路灯控制器，所述控制器包括外壳、操作面板、控制电路板，操作面板位于外壳上，控制电路板设置于控制器内部，其特征在于所述控制器还包括铝基板和散热器，铝基板设置在所述外壳底部，铝基板与散热器紧密贴合在一起；所述控制器的内部硬件结构还包括功率电路板，功率电路板焊接在铝基板上部，所述控制电路板通过接口电路扣合在功率电路板上；所述功率电路板包括蓄电池电路、太阳能电池板电路、LED灯电路和接口电路，外部设备蓄电池、太阳能电池板、LED灯分别连接到蓄电池电路、太阳能电池板电路和LED灯电路；所述控制电路板包括单片机、AD转换电路、显示按键电路、IO驱动电路、硬件保护电路和接口电路；功率电路板采集到的蓄电池、太阳能电池板、LED灯的电压和电流信号通过接口电路送入AD转换电路，AD转换电路将信号转换为单片机能够识别的信号，送入单片机，由单片机对转换后的结果进行算法分析处理，然后给 3出控制指令，发送给显示按键电路和IO驱动电路。如上所述的光伏路灯控制器，其特征在于，所述控制器进一步包括一雷击浪涌保护器，雷击浪涌保护器设置在铝基板上方。如上所述的光伏路灯控制器，其特征在于，所述硬件保护电路包括一运算放大器及一与门芯片，LED灯工作电流采样转换后的信号输入所述运算放大器，出来的运算比较信号和来自单片机的控制LED灯开关信号与所述与门芯片相与，得到的信号去控制LED灯开关，即构成两级过流保护。如上所述的光伏路灯控制器，其特征在于，所述单片机具有软件过流保护子程序模块，所述软件过流保护子程序模块设有短路保护预置电流Ia和过流保护预置电流Ib，设定Ia > Λ，若LED灯工作电流大于Ia，则直接关断LED灯输出，延时M秒之后再开通；若一晚上工作电流大于Λ的次数达到N，则说明系统工作不正常，关断LED灯输出，当晚不再开通LED灯。如上所述的光伏路灯控制器，其特征在于，所述操作面板是薄膜开关，薄膜开关镶嵌在外壳上，薄膜开关上设有按键和LED灯，用于设置控制器参数和显示控制器故障。本专利技术的有益效果是本专利技术控制器采用硬件保护加软件保护相结合，预装雷击浪涌保护器，结构方面铝基板和散热器相结合的方式使得本控制器具有以下优点1、保护功能完善，控制器LED灯端长期处于短路状态控制器亦不会损坏；2、防雷可靠性高，可有效防止感应过电压和雷击大电流；3、可有效防止控制器短路或过流时短时间过热引起控制器主要芯片烧坏，延长控制器的使用寿命；4、控制器的可耐受环境工作温度大大提高，长时间处于较高的环境温度下，控制器亦能正常工作。附图说明 图1为本专利技术实施例的光伏路灯控制器外壳结构图。图2为本专利技术实施例的光伏路灯控制器硬件结构框图。图3为本专利技术实施例的光伏路灯控制器硬件保护电路的电路图。图4为本专利技术实施例的光伏路灯控制器所用单片机模块电路图。图5为本专利技术实施例的光伏路灯控制器主控制程序流程图。图6为本专利技术实施例的光伏路灯控制器软件过流保护子程序流程图。具体实施例方式附图中符号说明1-薄膜开关、2-外壳、3-散热器、4-铝基板。以下通过具体实施方式，结合附图对本专利技术作进一步说明。参见图1，本实施例中，光伏路灯控制器外部结构主要是由薄膜开关1、外壳2、散热器3、外壳底部的铝基板4组成。薄膜开关1上设有按键和LED灯，用于设置控制器参数和显示控制器故障。铝基板4的下部涂上导热硅脂，与散热器3紧密连接在一起。光伏路灯控制器的内部硬件结构主要包括控制电路板、功率电路板和雷击浪涌保护器。控制电路板通过接口电路扣合在功率电路板上，功率电路板是焊接在铝基板4上部。 同时，控制器的雷击浪涌保护器也设置在铝基板4上方，是一独立的控制系统功能保护模块，保护光伏LED照明系统不受雷电感应的影响，有效防止感应过电压和雷击大电流。参见图2，是本实施例的控制电路板和功率电路板的硬件结构框图。右边的是功率电路板的结构，包括蓄电池电路、太阳能电池板电路、LED灯电路和接口电路。外部设备蓄电池、太阳能电池板、LED灯分别连接到蓄电池电路、太阳能电池板电路和LED灯电路。蓄电池电路的充放电管理、LED灯的开通关断控制由串接在各自电路中的MOS管的开通和关断来实现，MOS管的栅极通过接口电路与控制电路中的IO驱动电路连接，实现对栅极的驱动控制。左边的是控制电路板的结构，包括单片机、AD转换电路、显示按键电路、IO驱动电路、硬件保护电路和接口电路，功率电路板采集到的蓄电池、太阳能电池板、LED灯的电压和电流信号通过接口电路送入AD转换电路，转换为单片机能够识别的信号，送入单片机进行 AD转换，经单片机内部程序处理，将对转换后的结果进行算法分析处理，然后给出控制指令，发送给显示按键电路和IO驱动电路，IO驱动电路主要对单片机送来的信号进行功率转换，提高信号的驱动功率。图3为图2中的硬件保护电路的电路图。硬件保护电路也可以称为运算比较硬件保护电路，其中:U8为运算放大器，其输入3脚为LED灯工作电流采样转换后的0-5V电压； U9为与门芯片，U8出来的运算比较信号和来自单片机P3. 7 口控制LED灯开关信号相与，输出的信号再去控制LED灯开关。这样就构成了两级过流保护，运算比较硬件保护电路和单片机的软件过流保护子程序，提高了控制器过流保护能力。本硬件电路还可实现对控制器的相关硬件保护 (1)蓄电池的反接保护，蓄电池反接时，系统处于不工作状态，但不会损坏控制器； (2) LED灯模块部分有可恢复保险，可有效本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种光伏路灯控制器，所述控制器包括外壳、操作面板、控制电路板，操作面板位于外壳上，控制电路板设置于控制器内部，其特征在于：所述控制器还包括铝基板和散热器，铝基板设置在所述外壳底部，铝基板与散热器紧密贴合在一起；所述控制器的内部硬件结构还包括功率电路板，功率电路板焊接在铝基板上部，所述控制电路板通过接口电路扣合在功率电路板上；所述功率电路板包括蓄电池电路、太阳能电池板电路、ＬＥＤ灯电路和接口电路，外部设备蓄电池、太阳能电池板、ＬＥＤ灯分别连接到蓄电池电路、太阳能电池板电路和ＬＥＤ灯电路；所述控制电路板包括单片机、ＡＤ转换电路、显示按键电路、ＩＯ驱动电路、硬件保护电路和接口电路；功率电路板采集到的蓄电池、太阳能电池板、ＬＥＤ灯的电压和电流信号通过接口电路送入ＡＤ转换电路，ＡＤ转换电路将信号转换为单片机能够识别的信号，送入单片机，由单片机对转换后的结果进行算法分析处理，然后给出控制指令，发送给显示按键电路和ＩＯ驱动电路。

【技术特征摘要】
1.一种光伏路灯控制器，所述控制器包括外壳、操作面板、控制电路板，操作面板位于外壳上，控制电路板设置于控制器内部，其特征在于所述控制器还包括铝基板和散热器，铝基板设置在所述外壳底部，铝基板与散热器紧密贴合在一起；所述控制器的内部硬件结构还包括功率电路板，功率电路板焊接在铝基板上部，所述控制电路板通过接口电路扣合在功率电路板上；所述功率电路板包括蓄电池电路、太阳能电池板电路、LED灯电路和接口电路，外部设备蓄电池、太阳能电池板、LED灯分别连接到蓄电池电路、太阳能电池板电路和LED灯电路；所述控制电路板包括单片机、AD转换电路、显示按键电路、IO驱动电路、硬件保护电路和接口电路；功率电路板采集到的蓄电池、太阳能电池板、LED灯的电压和电流信号通过接口电路送入AD转换电路，AD转换电路将信号转换为单片机能够识别的信号，送入单片机，由单片机对转换后的结果进行算法分析处理，然后给出控制指令，发送给显示按键电路和IO驱动电路。2.根据权利要求1所述的光伏路灯控制器，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕华林，祝亚峰，罗传仙，张良华，
申请(专利权)人：国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司，
类型：发明
国别省市：83