專利名稱：一種用于太陽能風(fēng)能充電與燈光控制的智能控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于太陽能風(fēng)能充電與燈光控制的智能控制器，更具體的說，尤其涉及一種可對(duì)蓄電池進(jìn)行小電流零壓降和大電流恒流充電的太陽能風(fēng)能充電與燈光控制的智能控制器。
背景技術(shù)：
隨著地球上非可再生資源的逐漸減少，風(fēng)能和太陽能的利用逐漸增多，尤其在照明和發(fā)電領(lǐng)域，應(yīng)用更加廣泛。一般情況下，風(fēng)能和太陽能具有非聯(lián)系性，在對(duì)其利用的過正中，應(yīng)首先將由風(fēng)能或太陽能轉(zhuǎn)化而來的不連續(xù)的、數(shù)值非恒定的電能進(jìn)行存儲(chǔ)，然后再把存儲(chǔ)的能量統(tǒng)一釋放，來達(dá)到可以利用的目的。采用太陽能或風(fēng)能進(jìn)行照明的系統(tǒng)中，要想把太陽能光伏板和風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)化的電能順利的存儲(chǔ)在蓄電池中，并用其進(jìn)行照明，同時(shí)還要最大限度的延長(zhǎng)蓄電池的使用壽命，需要一種能進(jìn)行相關(guān)參數(shù)采集并根據(jù)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行智能控制的控制器，但現(xiàn)有的控制器都不具備智能化控制。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型為了克服上述技術(shù)問題的缺點(diǎn)，提供了一種可對(duì)蓄電池進(jìn)行小電流零壓降和大電流恒流充電的用于太陽能風(fēng)能充電與燈光控制的智能控制器。本實(shí)用新型的用于太陽能風(fēng)能充電與燈光控制的智能控制器，包括起數(shù)據(jù)運(yùn)算和控制作用的MCU控制單元、對(duì)蓄電池進(jìn)行檢測(cè)的電壓測(cè)量模塊以及與光源直接連接的開關(guān)模塊，其特別之處在于還包括用于對(duì)蓄電池進(jìn)行充電的小電流零壓降充電模塊、恒流快速充電模塊以及用于與蓄電池相連接的輸出模塊；所述小電流零壓降充電模塊的輸入和輸出端分別與太陽能板的輸出端和輸入模塊的輸入端相連接；所述恒流快速充電模塊的輸入端與太陽能板和\或風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出端均相連接，輸出端與輸出模塊相連接。MUC控制單元用于對(duì)采集的信號(hào)進(jìn)行處理和計(jì)算，并根據(jù)計(jì)算的數(shù)據(jù)和邏輯關(guān)系，來對(duì)外圍模塊進(jìn)行控制，MUC控制單元可以采用單片機(jī)；電壓測(cè)量模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)外部蓄電池電壓的測(cè)量，開關(guān)模塊用于對(duì)光源的狀態(tài)直接進(jìn)行控制。小電流零壓降充電模塊和恒流快速充電模塊可分別實(shí)現(xiàn)對(duì)蓄電池的小電流和恒流充電，分別用在太陽能板輸出的電壓較低和正常的情況下。本實(shí)用新型的用于太陽能風(fēng)能充電與燈光控制的智能控制器，所述恒流快速充電模塊由恒流源組成，所述小電流零壓降充電模塊由可對(duì)太陽板的輸出端與輸出模塊的輸入端直接電連通的可控開關(guān)組成。通過采用恒流源，可實(shí)現(xiàn)對(duì)蓄電池的快速恒流充電；小電流零壓降充電模塊采用可控開關(guān)，用于將太陽能板的輸出端與輸出模塊的輸入端直接相連， 實(shí)現(xiàn)對(duì)蓄電池的直接充電。本實(shí)用新型的用于太陽能風(fēng)能充電與燈光控制的智能控制器，包括用于對(duì)太陽能板和整個(gè)智能控制器起保護(hù)作用的防雷單元。由于太陽能板以便處于周圍沒有物體的較高位置處，容易受到雷擊，設(shè)置防雷單元有利于對(duì)整個(gè)控制器進(jìn)行保護(hù)。[0008]本實(shí)用新型的用于太陽能風(fēng)能充電與燈光控制的智能控制器，所述MCU控制單元連接有用于對(duì)控制器的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行選擇的至少兩位的撥碼開關(guān)模塊。通過兩位的撥碼開關(guān)可實(shí)現(xiàn)00、01、10、11四種狀態(tài)的選取，以便使控制器工作在四種不同的模式下。本實(shí)用新型的有益效果是本實(shí)用新型通過設(shè)置MCU控制單元、小電流零壓降充電模塊和恒流快速充電模塊，有效地實(shí)現(xiàn)了根據(jù)太陽能板輸出的電壓大小，在小電流零壓降充電模式和大電流恒流充電模式之間進(jìn)行選取，即最大限度的利用了太陽能，也有效地保護(hù)了蓄電池，延長(zhǎng)了蓄電池的使用壽命。控制器可根據(jù)蓄電池的狀態(tài)，自動(dòng)減小輸出功率，避免蓄電池進(jìn)入深放電狀態(tài)，以保護(hù)蓄電池在下一個(gè)或幾個(gè)充電循環(huán)充足電能，保證整個(gè)太陽能led光源系統(tǒng)在良性循環(huán)下工作。

圖1為本實(shí)用新型的電路原理圖。圖中1 MCU控制單元，2防雷單元，3電壓測(cè)量模塊，4恒流快速充電模塊，5小電流零壓降充電模塊，6輸出模塊，7開關(guān)模塊。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。如圖1所示，給出了本實(shí)用新型的電路原理圖，其包括MCU控制單元1、防雷單元 2、電壓測(cè)量模塊3、恒流快速充電模塊4、小電流零壓降充電模塊5、輸出模塊6、開關(guān)模塊7 ； 所示的MCU控制單元1用于數(shù)據(jù)運(yùn)算和控制信號(hào)的輸出，其可以采用單片機(jī)。電壓測(cè)量模塊3用于實(shí)現(xiàn)蓄電池電壓狀態(tài)的測(cè)量，并把測(cè)量的數(shù)據(jù)輸入到MCU控制單元1中。小電流零壓降充電模塊5可采用控制端與MCU控制單元1相連的可控開關(guān)，以便在太陽能板輸出的較低的情況先，連通太陽能板的輸出端與蓄電池的輸入端，實(shí)現(xiàn)小電流零壓降充電。恒流快速充電模塊4由恒流源組成，在太陽能板輸出的電壓較高時(shí)，通過MCU控制單元1的控制對(duì)蓄電池進(jìn)行大電流恒流塊快速充電。輸出模塊6的輸入端與恒流快速充電模塊4和小電流零壓降充電模塊5的輸出端相連接，輸出端與蓄電池相連接。開關(guān)模塊7通過MCU控制單元1的控制，用于對(duì)蓄電池與光源之間的連接狀態(tài)進(jìn)行控制。所示的恒流快速充電模塊4和小電流零壓降充電模塊5的輸入端還與風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出端相連接，以便在有風(fēng)力發(fā)電機(jī)存在的情況下，可也對(duì)風(fēng)能進(jìn)行存儲(chǔ)和利用。本實(shí)用新型的用于太陽能風(fēng)能充電與燈光控制的智能控制器可以采用以下充電方法，包括以下步驟(a).首先，在太陽能板輸出電壓較低的情況下，通過MCU控制單元 (1)控制小電流零壓降充電模塊(5)直接連通太陽能板的輸出端與蓄電池的充電輸入端，實(shí)現(xiàn)對(duì)蓄電池的小電流零壓降充電，起到對(duì)外界蓄電池的修復(fù)作用；(b).然后，當(dāng)太陽能板輸出電壓較高的情況下，通過MCU控制單元(1)控制恒流快速充電模塊(4)對(duì)蓄電池進(jìn)行恒流快速充電，以便在最短的時(shí)間內(nèi)對(duì)蓄電池進(jìn)行虧電補(bǔ)充；(c).最后，當(dāng)檢測(cè)到蓄電池的電壓達(dá)到額定電壓的102 120%時(shí)，對(duì)其采用恒壓小電流形式的浮充充電模式，以便在實(shí)現(xiàn)充電的同時(shí)對(duì)蓄電池進(jìn)行最大限度的保護(hù)。步驟(a)中以太陽能板輸出的電壓低于其額定電壓的90%為判斷標(biāo)準(zhǔn)；步驟(b)中以太陽能板輸出的電壓大于或等于其額定電壓的 90%為判斷標(biāo)準(zhǔn)；步驟(c)中以蓄電池的電壓達(dá)到單格額定電壓的105%為判斷標(biāo)準(zhǔn)。[0016]本實(shí)用新型采用人工智能與充電控制模塊按照太陽能板的發(fā)電曲線對(duì)蓄電池充電，采用起始段小電流零壓降充電，可以對(duì)過放電蓄電池起到修復(fù)作用，中段大電流恒流快速充電以最快滿足虧電補(bǔ)充，浮充段恒壓控制使蓄電池得極板實(shí)現(xiàn)充分交換。使出氣量達(dá)到最小以保護(hù)蓄電池極板，使其達(dá)到損耗最小。系統(tǒng)上電后，首先檢測(cè)系統(tǒng)電壓，亮燈10秒；同時(shí)檢測(cè)太陽能板的輸出電壓，以判斷晝夜。當(dāng)太陽能板電壓低于1.66V時(shí)，15秒后進(jìn)入亮燈程序。亮燈程序分為四個(gè)狀態(tài)，不同狀態(tài)的選取，通過兩位的撥碼開關(guān)狀態(tài)來決定。例如1、撥碼開關(guān)為00時(shí)，為施工狀態(tài)程序；采用半功率輸出，以保護(hù)蓄電池與led光源，用于施工階段減少對(duì)蓄電池與led燈具的損耗。功能50%功率供電10小時(shí)后關(guān)斷。2、撥碼開關(guān)為01時(shí)，為驗(yàn)收狀態(tài)程序；全功率輸出以對(duì)光源亮燈狀態(tài)測(cè)試驗(yàn)收。 用于驗(yàn)收階段對(duì)系統(tǒng)太陽能電池板、蓄電池及燈具的技術(shù)檢驗(yàn)。功能100%功率供電10小時(shí)后關(guān)斷。3、撥碼開關(guān)為02時(shí)，為智能1工作狀態(tài)程序；此狀態(tài)下，亮燈前1小時(shí)以70%功率工作，接下來的2小時(shí)以全功率工作，再接下來的2小時(shí)以70%功率工作，后半功率工作至亮天滅燈?？刂破魅讨悄軝z測(cè)蓄電池電壓，當(dāng)陰雨天過長(zhǎng)電壓低于80%額定電壓時(shí)自動(dòng)減小輸出功率，避免蓄電池進(jìn)入深放電狀態(tài)，以保護(hù)蓄電池在下一個(gè)或幾個(gè)充電循環(huán)充足電能使整個(gè)太陽能led光源系統(tǒng)進(jìn)入良性循環(huán)。4、撥碼開關(guān)為11是，為智能2狀態(tài)程序；前4小時(shí)以全功率工作，后6小時(shí)半功率工作?？刂破魅讨悄軝z測(cè)蓄電池電壓，當(dāng)陰雨天過長(zhǎng)電壓低于80%額定電壓時(shí)自動(dòng)減小輸出功率，避免蓄電池進(jìn)入深放電狀態(tài)，以保護(hù)蓄電池在下一個(gè)或幾個(gè)充電循環(huán)充足電能使整個(gè)太陽能led光源系統(tǒng)進(jìn)入良性循環(huán)。
權(quán)利要求1.一種用于太陽能風(fēng)能充電與燈光控制的智能控制器，包括起數(shù)據(jù)運(yùn)算和控制作用的 MCU控制單元(1)、對(duì)蓄電池進(jìn)行檢測(cè)的電壓測(cè)量模塊(3 )以及與光源直接連接的開關(guān)模塊 (7)，其特征在于還包括用于對(duì)蓄電池進(jìn)行充電的小電流零壓降充電模塊(5)、恒流快速充電模塊(4)以及用于與蓄電池相連接的輸出模塊(6)；所述小電流零壓降充電模塊的輸入和輸出端分別與太陽能板的輸出端和輸入模塊的輸入端相連接；所述恒流快速充電模塊 (4)的輸入端與太陽能板和\或風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出端均相連接，輸出端與輸出模塊相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于太陽能風(fēng)能充電與燈光控制的智能控制器，其特征在于所述恒流快速充電模塊(4)由恒流源組成，所述小電流零壓降充電模塊(5)由可對(duì)太陽板的輸出端與輸出模塊(6)的輸入端直接電連通的可控開關(guān)組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于太陽能風(fēng)能充電與燈光控制的智能控制器，其特征在于包括用于對(duì)太陽能板和整個(gè)智能控制器起保護(hù)作用的防雷單元(2)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于太陽能風(fēng)能充電與燈光控制的智能控制器，其特征在于所述MCU控制單元(1)連接有用于對(duì)控制器的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行選擇的至少兩位的撥碼開關(guān)模塊。
專利摘要實(shí)用新型的用于太陽能風(fēng)能充電與燈光控制的智能控制器，包括MCU控制單元、電壓測(cè)量模塊和開關(guān)模塊，其特征在于包括小電流零壓降充電模塊、恒流快速充電模塊和輸出模塊；小電流零壓降充電模塊的輸入和輸出端分別與太陽能板的輸出端和輸入模塊的輸入端相連接；恒流快速充電模塊的輸入端與太陽能板和\或風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出端均相連接，輸出端與輸出模塊相連接。本實(shí)用新型的控制器和根據(jù)檢測(cè)的電壓的大小實(shí)現(xiàn)小電流零壓降充電和大電流恒流充電，使得充電效果達(dá)到最佳，延長(zhǎng)了蓄電池的使用壽命?？刂破骺筛鶕?jù)蓄電池的狀態(tài)，自動(dòng)減小輸出功率，避免蓄電池進(jìn)入深放電狀態(tài)，保證整個(gè)太陽能led光源系統(tǒng)在良性循環(huán)下工作。
文檔編號(hào)H05B37/02GK202269060SQ20112033577
公開日2012年6月6日 申請(qǐng)日期2011年9月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月8日
發(fā)明者盧金貴, 楊東彤, 楊軍 申請(qǐng)人:山東金世博光電工程有限公司