專利名稱：智慧型太陽能照明電充放電控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種智慧型太陽能照明電充放電控制裝置，尤其是一種可對蓄電池的充放電特性做最有效運(yùn)用的太陽能充放電控制裝置。
現(xiàn)有的太陽能照明設(shè)備，因采用通過太陽能板在白天吸收太陽能，并將其轉(zhuǎn)換為電能的方式儲存在蓄電池或充電電池中，而在夜晚或亮度不足時(shí)，通過蓄電池或充電電池自行放電，達(dá)到照明的效果，這類設(shè)備由于能節(jié)約能源，并能免除連接電源線的不便，故而相當(dāng)受消費(fèi)者的喜愛。然而，由于其相關(guān)的太陽能充放電回路僅以簡單的回路相連接，并未考慮蓄電池，或充電電池以及照明器具本身的特性，導(dǎo)致照明效果欠佳以及容易造成蓄電池或充電電池使用壽命降低等情況。即現(xiàn)有的太陽能照明燈的充放電回路，系將太陽能集電板的輸出端直接與蓄電池或充電電池連接，在未經(jīng)過適當(dāng)處理的情況下，自動對蓄電池或充電電池進(jìn)行充電，如眾所周知，蓄電池或充電電池本身具有所謂“記憶效應(yīng)”，當(dāng)在未完全放電的情況下，不斷對其充電時(shí)，將導(dǎo)致可用容量不斷縮減，當(dāng)可用容量縮減至接近零時(shí)，蓄電池或充電電池則無法再使用。所以，由于現(xiàn)有太陽能照明器具存在著上述不足，使照明亮度以及照明持續(xù)時(shí)間隨著使用時(shí)間的加長而日漸縮短。再者，對于照明器具本身而言，必須通過較高電壓才能觸發(fā)點(diǎn)亮，而維持點(diǎn)亮則僅需較低電壓即可，然而現(xiàn)有公知的太陽能充放電回路的設(shè)計(jì)，更未考慮蓄電池輸出電壓高低的問題，完全由同一個(gè)蓄電池或充電電池提供照明燈使用，如此，當(dāng)蓄電池或充電電池的電壓達(dá)到照明燈持續(xù)點(diǎn)亮的電壓，而未達(dá)到觸發(fā)照明燈所需的電壓時(shí)，仍視同無電狀態(tài)，此舉顯然不利于提高蓄電池能量的運(yùn)用效率。故前述公知的太陽能充放電照明燈，由于未考慮電池以及照明燈的基本特性，不僅造成電池使用壽命大幅度降低，而且在能源運(yùn)用上也不太理想，確有加以改善的必要。
本實(shí)用新型的目的在于提供一種智慧型太陽能照明電充放電控制裝置，除保證電池達(dá)到較好的使用壽命之外，更令電池的能量達(dá)到更良好的運(yùn)用效率。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是，所述智慧型太陽能照明電充放電控制裝置包括--電池組，至少由一個(gè)蓄電池或充電電池構(gòu)成；--太陽能集電板，由太陽能板構(gòu)成；--照明負(fù)載；--微電腦，由中央處理器、數(shù)據(jù)存儲器構(gòu)成；--模似/數(shù)字轉(zhuǎn)換器，連接在微電腦與各電池組之間，可將電池組各個(gè)電池的輸出電壓送至微電腦處，用于判別各電池的輸出電壓狀態(tài)；--輸入/輸出控制電路，由與電池組的電池等量的控制單元構(gòu)成，各控制單元由數(shù)個(gè)開關(guān)連接于太陽能集電板與照明負(fù)載之間，各個(gè)開關(guān)受控于微電腦；從而構(gòu)成一種根據(jù)各電池電壓數(shù)值的高低，使微電腦能選擇性地取用特定的電池進(jìn)行充電與放電，使電池達(dá)到最佳運(yùn)用率，并降低“記億效應(yīng)”，延長使用壽命。
所述輸入/輸出控制電路的開關(guān)由繼電器構(gòu)成，在輸入/輸出控制電路與負(fù)載之間可設(shè)置一負(fù)載驅(qū)動器，在輸入/輸出控制電路各控制單元的開關(guān)與電池之間串接有逆向保護(hù)二極管。
所述微電腦包括鍵盤、計(jì)時(shí)器及顯示器。所述蓄電池由多組獨(dú)立的蓄電池組成，且各蓄電池的輸出端通過模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器與中央處理器的一輸入端連接。
本實(shí)用新型具有下列優(yōu)點(diǎn)和極積效果本實(shí)用新型提供的智慧型太陽能照明電充放電控制裝置的模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器用于持續(xù)監(jiān)測各組蓄電池的輸出電壓值，并通過微電腦選擇性地控制輸入/輸出控制電路，以便決定哪一組蓄電池進(jìn)行放電，哪一組蓄電池接收太陽能集電板的能量而對其進(jìn)行充電，構(gòu)成一種由微電腦選擇性控制蓄電池使用時(shí)機(jī)的充放電控制裝置，使得蓄電池達(dá)到最佳的運(yùn)用效率。
本實(shí)用新型提供的智慧型太陽能照明電充放電控制裝置，在其放電作業(yè)上，通過微電腦監(jiān)測各組蓄電池的電壓，首先選取最高輸出電壓的蓄電池來啟動照明燈，待啟動照明燈后，再自動將照明電源切換到輸出電壓最低的蓄電池上(其電壓也必須在可放電電位以上)，以提供較低電壓，維持照明器具持續(xù)點(diǎn)亮，若該蓄電池電壓過低時(shí)(即低于持續(xù)點(diǎn)亮電位)，則依次自動切換至次低電壓的蓄電池上，故而，本實(shí)用新型可使蓄電池能源達(dá)到最有效的運(yùn)用，且在前述最低電壓的蓄電池進(jìn)行放電的情況下，更可消除其記意效應(yīng)，使之具有延長電池使用壽命的功效。
本實(shí)用新型之智慧型太陽能照明電力充放電控制裝置，在通過太陽能集電板對蓄電池進(jìn)行充電的同時(shí)，還通過微電腦判斷各蓄電池的電壓值，并選取輸出電壓最低的蓄電池優(yōu)先進(jìn)行充電，這樣，不僅可避免蓄電池未完全放電即開始充電的“記憶效應(yīng)”，還可使各組蓄電池的充放電使用率較為一致，免除對特定電池過度充放電的影響。


圖1為本實(shí)用新型之方框圖；圖2為本實(shí)用新型之輸出/輸入控制裝置的電路以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳述。
圖中，10為中央處理器，11為模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器，12為顯示器，13為數(shù)據(jù)存儲器，14為程序存儲器，15為鍵盤，16為計(jì)時(shí)器，20為蓄電池組，21、22為蓄電池，30為太陽能集電板，40為輸入/輸出控制電路，該輸入/輸出控制電路的開關(guān)由繼電器構(gòu)成，41、42為單元控制電路，411-422為繼電器，50為負(fù)載驅(qū)動器，該負(fù)載驅(qū)動器設(shè)于輸入/輸出控制電路40與負(fù)載60之間，60為負(fù)載。
如圖1所示，本實(shí)用新型之智慧型太陽能照明電充放電控制裝置包括一微電腦(由中央處理器10、顯示器12、數(shù)據(jù)存儲器13<RAM>、程序存儲器14<ROM>、鍵盤15以及計(jì)時(shí)器16構(gòu)成)、一輸入/輸出控制電路40、一模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器11(A/D)、電池組20、一太陽能集電板30以及負(fù)載驅(qū)動器50與負(fù)載60共同組成，而前述構(gòu)成微電腦內(nèi)部結(jié)構(gòu)的各項(xiàng)均為現(xiàn)有技術(shù)的基本構(gòu)造，并非本發(fā)明之特征，故不予詳述，特予陳明。
在前述圖1中，所述蓄電池組20由多組獨(dú)立的蓄電池組成，各個(gè)蓄電池的輸出端通過模擬/效字轉(zhuǎn)換器11與中央處理器10的一輸入端連接，使中央處理器10不斷地檢測各蓄電池的輸出電壓值，然后以中央處理器10的一輸出端送出選擇信號至輸入/輸出控制電路40，以供選擇性地令哪一個(gè)蓄電池進(jìn)行充電(通過太陽能集電板30)或放電(供負(fù)載60使用)。而圖1之負(fù)載驅(qū)動器50為一般公知的電壓轉(zhuǎn)換器或能量變換器(CONVERTER)，以便轉(zhuǎn)換蓄電池的電壓供負(fù)載60使用，故在此不予贅述。
關(guān)于前述用于選擇不同蓄電池的輸入/輸出控制電路40的詳細(xì)結(jié)構(gòu)，如圖2之左側(cè)所示，其內(nèi)部由使用與蓄電池等量的控制單元41、42所構(gòu)成(圖面中為便于解釋，僅以兩組為代表)，各組控制單元41、42各以兩組繼電器411、412和421、422構(gòu)成，其中一組繼電器411、421的動作接點(diǎn)跨接于太陽能集電板30與相應(yīng)的蓄電池21、22之間，以作為充電繼電器使用，而另一組繼電器412、422則連接在相應(yīng)的蓄電池21、22與負(fù)載驅(qū)動器50之間，作為放電繼電器使用，且在其間串接有逆向保護(hù)二極管，以隔開各組控制單元，防止電流逆流，圖中各個(gè)蓄電池21、22的正端點(diǎn)通過模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器11送入至中央處理器10中，以檢測各蓄電池的現(xiàn)在電壓值，而各個(gè)控制單元41、42的繼電器411、412、421、422的線圈端則直接與中央處理器10的各個(gè)選擇輸出端連接，即，在此構(gòu)造設(shè)計(jì)下，使各個(gè)控制單元41、42的啟閉完全由中央處理器10進(jìn)行控制。
如前所述，在圖2右側(cè)的程序存儲器的控制下，使中央處理器10依照如下方式進(jìn)行選擇性充電及選擇性放電操作，使各個(gè)蓄電池達(dá)到最均勻的利用，并具有良好使用壽命，降低“記憶效應(yīng)”。其動作方式是，當(dāng)處于充電模式時(shí)，中央處理器10即為自動選取輸出電壓最低的蓄電池，若以蓄電池21的電壓最低為例，則對控制單元41的充電繼電器411通電，使其接通太陽能集電板30，故而可對蓄電池21進(jìn)行充電，當(dāng)蓄電池充電額滿時(shí)，(亦由中央處理器檢測)，則切換至次低電壓的蓄電池，并對其進(jìn)行充電，如此依次對各蓄電池進(jìn)行選擇性充電。
當(dāng)欲點(diǎn)亮負(fù)載60的作業(yè)時(shí)，由中央處理器10檢測出最高輸出電壓的蓄電池作為觸發(fā)源，使相應(yīng)的控制單元的放電繼電器通電，使得負(fù)載60得以瞬間點(diǎn)亮，然后再在中央處理器10控制之下，使負(fù)載60繼續(xù)得到由最低電壓的蓄電池供給的持續(xù)照明電，待該蓄電池放電至設(shè)定值時(shí)，再切換至電壓次低的蓄電池上，按此方式依次進(jìn)行選擇性切換。
故由前述說明可知，在本發(fā)明的放電作業(yè)下，最高電壓的蓄電池作為觸發(fā)用，然后交由最低電壓的蓄電池持續(xù)供電，如此，不僅令低電壓的蓄電池做最為有效的利用，亦可達(dá)到消除記憶效應(yīng)提高使用壽命的目的。而在充電作業(yè)下，亦由最低電壓處開始充電，以便免除電池充電不當(dāng)?shù)膯栴}，且由最低電壓處開始進(jìn)行充電時(shí)，每次最低電壓的蓄電池均不相同，從而使蓄電池的使用率更趨均勻，避免因使用不均而使使用壽命長短不一的缺點(diǎn)，故本發(fā)明為一種已考慮電池及負(fù)載特性并讓其形成一種可發(fā)揮用電效率及降低電池耗損的智慧型太陽能照明電充放電控制裝置，確為一具有新穎性及創(chuàng)造性的結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求1，一種智慧型太陽能照明電充放電控制裝置，包括--電池組，至少由-個(gè)蓄電池或充電電池構(gòu)成；--太陽能集電板，由太陽能板構(gòu)成；--照明負(fù)載；--微電腦，由中央處理器、數(shù)據(jù)存儲器構(gòu)成；--模似/數(shù)字轉(zhuǎn)換器，連接在微電腦與各電池組之間；其特征在于它還包括輸入/輸出控制電路。
2，根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制裝置，其特征在于所述輸入/輸出控制電路由與電池組的電池等量的控制單元構(gòu)成，各控制單元由數(shù)個(gè)開關(guān)連接于太陽能集電板與照明負(fù)載之間，各開關(guān)與微電腦相連并受微電腦控制。
3，根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的控制裝置，其特征在于輸入/輸出控制電路的開關(guān)由繼電器構(gòu)成。
4，根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制裝置，其特征在于在輸入/輸出控制電路與負(fù)載之間可設(shè)置一負(fù)載驅(qū)動器。
5，根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制裝置，其特征在于微電腦包括有鍵盤、計(jì)時(shí)器及顯示器。
6，根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制裝置，其特征在于輸入/輸出控制電路的各控制單元的開關(guān)與電池之間串接有逆向二極管。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種智慧型太陽能照明電充放電控制裝置,包括微電腦、模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器、多組蓄電池、多組輸入/輸出控制電路以及太陽能集電板。各蓄電池的輸出均通過模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器與微電腦連接,且輸入/輸出控制電路也受控于微電腦做選擇性啟閉,充電時(shí)由輸出電壓最低的蓄電池依次進(jìn)行充電,降低蓄電池記憶效應(yīng),使電能得到有效利用;放電時(shí),用最高電壓的蓄電池觸發(fā)點(diǎn)亮負(fù)載,然后自動切換到最低電壓的蓄電池,以提供負(fù)載所需的持續(xù)電,提高蓄電池的使用壽命。
文檔編號H02J7/00GK2344909SQ9824004
公開日1999年10月20日 申請日期1998年8月17日 優(yōu)先權(quán)日1998年8月17日
發(fā)明者謝順勝 申請人:謝順勝