一种太阳能充电灯的控制装置的制作方法

本实用新型涉及太阳能利用技术领域，尤其是指一种太阳能充电灯的控制装置。

背景技术：

在当前全球能源紧张的今天，新能源的利用和传统能源的节能，已经是各国政府必须考虑的问题。太阳能是目前最普遍和廉价的清洁能源之一。太阳能照明系统就是利用太阳能光伏原理，白天利用太阳能电池板对蓄电池充电。夜晚，用充到蓄电池中的电能来点亮灯具。但是目前这一系统存在一些问题，比如连续长时间阴雨天，蓄电池会亏电。这样夜晚时，照明系统就不会工作。为了保证照明系统稳定可靠的工作，就引入了市电互补的概念。所谓市电互补太阳能控制器，就是在阳光较好的情况下，使用太阳能照明，长时间阴雨天，蓄电池亏电时，自动转入市电供电。这样既节约了能源，又能够保证照明系统的稳定性和可靠性。但目前的市电互补太阳能控制器，存在以下几个问题：

一种是开关电源始终工作在恒压状态，并将开关电源的输出端直接连接到蓄电池上。这种接法，不能充分利用太阳能的能源，开关电源始终要消耗较大的市电能量。而且开关电源的寿命有较大的影响。

二是利用继电器控制开关电源的输入，这样做，虽然开关电源平时不工作，有利于节约市电能源和延长寿命，但是每次转入市电工作时，开关电源都是冷启动，如果在比较寒冷的地区，开关电源就不一定能够启动。还有一个问题就是，蓄电池亏电后，启动开关电源，为了防止开关电源对蓄电池充电而电流过大，使开关电源保护，必须在其回路中加一只防反充二极管，由于这只二极管加在主电流回路中，所以流过的电流较大，一般压降在1.2v～2v左右，所以有相当大的损耗。市电的利用率不高。由于二极管产生大量的热量，可靠性也比较低。另外，目前的太阳能充电灯的发光亮度不能根据环境亮度来控制，容易造成电量损耗和浪费。

技术实现要素：

本实用新型针对现有技术的问题提供一种能源效率和工作可靠性均比较高太阳能充电灯的控制装置。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

本实用新型提供的一种太阳能充电灯的控制装置，包括用于连接蓄电池的直流输入端、用于连接市电的交流输入端以及用于连接负载的电源输出端，其特征在于：直流输入端与电源输出端之间的线路上设置有开关控制模块，交流输入端与电源输出端之间的线路上设有开关电源模块；所述开关控制模块中设有可控开关和可控开关驱动电路，可控开关的关断可使直流输入端与负载电源输出端之间的线路断开；所述蓄电池与开关控制设有升压模块；

控制装置还包括中央处理器mcu和电压检测与充电控制模块，电压检测与充电控制模块检测直流输入端的电压，并将电压检测值输出至中央处理器mcu；中央处理器mcu根据电压检测值，通过开关控制模块中的可控开关驱动电路控制可控开关的导通或关断；同时控制开关电源模块的启动或停止，使得负载供电途径在蓄电池供电与市电供电之间切换；

电压检测与充电控制模块还用于连接太阳能电池，所述电压检测与充电控制模块位于太阳能电池和蓄电池之间；所述电压检测与充电控制模块同时检测直流输入端即蓄电池电压以及太阳能电池的电压，并将电压值输出至中央处理器mcu；中央处理器mcu比较太阳能电池电压值和蓄电池电压值的大小，当太阳能电池电压大于蓄电池电压时，则中央处理器mcu控制电压检测与充电控制模块，使得太阳能电池对蓄电池进行充电；

所述交流输入端与开关电源模块之间的线路还连接有适配器，所述中央处理器mcu还连接有时钟控制模块和蓝牙模块；控制装置还包括光传感器和调光控制模块，光传感器的输出端中央处理器mcu电连接，调光控制模块的输入端与中央处理器mcu电连接，调光控制模块的输出端与负载电连接。

其中，控制装置还包括通信模块和上位机，所述通信模块分别与上位机和中央处理器mcu电连接，上位机上设置有显示操作界面，所述显示操作界面设置有用于调整输出到负载的电压的操作按键组，所述操作按键组包括第一按键、第二按键、第三按键和第四按键。

其中，所述通信模块为wifi232模块，所述wifi232模块采用tcp传输协议。

其中，所述处理器mcu为单片机。

其中，所述蓝牙模块包括有蓝牙电路，所述蓝牙电路包括：第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第六电容、第七电容、第八电容、第九电容、第十电容、第十一电容、第十二电容、第十三电容、第十四电容、第一电阻、第一晶振、第一电感、第二电感、第三电感；

所述第一电容一端分别连接第一晶振一端和蓝牙芯片晶振输入端，所述第一电容另一端连接第二电容一端和接地，所述第二电容另一端分别连接第一晶振另一端和蓝牙芯片晶振输出端，所述第一电阻一端连接蓝牙芯片参考电压端，所述第一电阻另一端分别连接蓝牙芯片接地端，所述第一电阻另一端还连接第八电容一端，所述第八电容另一端连接电源端，所述第六电容一端分别连接外部天线和第五电容一端，所述第六电容另一端接地，所述第五电容另一端连接第三电感一端，所述第三电感另一端分别连接蓝牙芯片天线信号端和第一电感一端，所述第一电感另一端分别连接蓝牙芯片天线信号端和第二电感一端，所述第二电感另一端连接第四电容一端，所述第四电容另一端接地，所述第四电容一端还连接第三电容一端，所述第三电容另一端接地，所述第三电容一端还连接蓝牙芯片供电输出端，所述第十二电容一端连接蓝牙芯片低压供电端，所述第十二电容另一端接地，所述第十三电容一端连接第十四电容一端后接地，所述第十三电容另一端连接第二晶振一端，所述第十四电容另一端连接第二晶振另一端，所述第二晶振连接蓝牙芯片晶振端，所述第九电容一端连接蓝牙芯片电源端，所述第九电容另一端接地，所述第十电容一端连接蓝牙芯片稳压电源输出端，所述第十电容另一端接地，所述第十一电容一端连接稳压电源输出端，所述第十一电容另一端接地。

其中，所述蓝牙芯片为nrf8001。

本实用新型的有益效果：

本实用新型在应用时，中央处理器时刻监视蓄电池的电压，当蓄电池亏电时即可迅速通过开关电源实现负载供电途径在蓄电池与市电之间的切换；同时通过控制放电控制器中的可控开关将蓄电池供电线路切断；工作可靠且效率极高；另外，利用调光控制模块的设置，还可减少电量的损耗和浪费。

附图说明

图1为本实用新型的原理框图。

图2为本实用新型的蓝牙模块的电路图。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本实用新型作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本实用新型的限定。以下结合附图对本实用新型进行详细的描述。

一种太阳能充电灯的控制装置，如图1和图2，包括用于连接蓄电池的直流输入端、用于连接市电的交流输入端以及用于连接负载的电源输出端，其特征在于：直流输入端与电源输出端之间的线路上设置有开关控制模块，交流输入端与电源输出端之间的线路上设有开关电源模块；所述开关控制模块中设有可控开关和可控开关驱动电路，可控开关的关断可使直流输入端与负载电源输出端之间的线路断开；所述蓄电池与开关控制设有升压模块；

控制装置还包括中央处理器mcu和电压检测与充电控制模块，电压检测与充电控制模块检测直流输入端的电压，并将电压检测值输出至中央处理器mcu；中央处理器mcu根据电压检测值，通过开关控制模块中的可控开关驱动电路控制可控开关的导通或关断；同时控制开关电源模块的启动或停止，使得负载供电途径在蓄电池供电与市电供电之间切换；

电压检测与充电控制模块还用于连接太阳能电池，所述电压检测与充电控制模块位于太阳能电池和蓄电池之间；所述电压检测与充电控制模块同时检测直流输入端即蓄电池电压以及太阳能电池的电压，并将电压值输出至中央处理器mcu；中央处理器mcu比较太阳能电池电压值和蓄电池电压值的大小，当太阳能电池电压大于蓄电池电压时，则中央处理器mcu控制电压检测与充电控制模块，使得太阳能电池对蓄电池进行充电；

所述交流输入端与开关电源模块之间的线路还连接有适配器，所述中央处理器mcu还连接有时钟控制模块和蓝牙模块；控制装置还包括光传感器和调光控制模块，光传感器的输出端中央处理器mcu电连接，调光控制模块的输入端与中央处理器mcu电连接，调光控制模块的输出端与负载电连接。

具体地，本实用新型在应用时，中央处理器mcu时刻监视蓄电池的电压，当蓄电池亏电时即可迅速通过开关电源实现负载供电途径在蓄电池与市电之间的切换；同时通过控制所述开关控制模块的可控开关将蓄电池供电线路切断；工作可靠且效率极高；其中，开关控制模块为现有技术，可控开关和可控开关驱动电路均为现有技术。本实用新型中通过中央处理器mcu直接控制开关电源模块实现市电对负载的供电，开关电源模块可工作在恒压输出模式和绿色关断模式，在负载由蓄电池供电时，开关电源模块处于绿色关断模式下，其输出为0，输入功率小于0.1w，功耗非常小；当蓄电池欠压时，蓄电池供电途径被切断，开关电源模块为恒压输出，只对负载供电，而不给蓄电池充电；开关电源模块、升压模块均为现有技术。

具体地，本实用新型可以通过蓝牙模块与用户的智能终端连接，通过智能终端发送信号给中央处理器mcu来控制所述时钟控制模块，通过时钟控制模块设置负载的工作时间，通过中央处理器mcu对负载的工作时间进行控制，使用方便、可靠；另外，用户还可以通过智能终端和蓝牙模块的设置来控制负载的发光亮度以及控制负载的开关。

具体地，本实用新型通过光传感器感应负载周围环境亮度，然后光传感器将其检测到的环境亮度值发送至中央处理器mcu，中央处理器mcu将其发送至调光控制模块，调光控制模块根据预设的阔值来调整负载的发光亮度，减少电量的损耗和浪费，调光控制模块可以为现有技术中具有调光控制功能的控制单元模块。

具体地，电压检测与充电控制模块同时检测电源输入端即蓄电池电压以及太阳能电池的电压，并将电压检测值输出至中央处理器，中央处理器对接收到的两个电压检测值进行比较，如果比较结果为太阳能电池电压高于蓄电池电压，则中央处理器控制充电控制模块，启动太阳能电池对蓄电池的充电过程，结构简单，使用方便、可靠。所述电压检测与充电控制模块包括电压检测电路和充电控制电路，两者均可分别选用现有的功能模块单元。

本实施例所述的一种太阳能充电灯的控制装置，控制装置还包括通信模块和上位机，所述通信模块分别与上位机和中央处理器mcu电连接，上位机上设置有显示操作界面，所述显示操作界面设置有用于调整输出到负载的电压的操作按键组，所述操作按键组包括第一按键、第二按键、第三按键和第四按键。具体地，中央处理器mcu通过通信模块与上位机连接，操作人员可以通过显示操作界面对供电途径进行选择，也可以对供电负载进行切换和修改；当出现过流的情况时，中央处理器也可通过通信模块将线路的状态信息发送至上位机的显示操作界面，以便用户及时发现和查阅状态；进一步的，所述第一按键、第二按键、第三按键和第四按键分别可以通过中央处理器mcu控制输入至负载的电压值分别为供电电压值的100％、供电电压值的75％、供电电压值的50％以及供电电压值的25％，可以满足不同电压需求的负载；进一步的，所述上位机还设置有时钟设置按键以及自动亮度调节开关，时钟设置按键用于与时钟控制模块配合，通过上位机来控制负载的工作时间；自动亮度调节开关用于与调光控制模块配合使用，当需要使用调光控制模块的功能时，打开自动亮度调节开关，反之，则将其关闭，使用方便。

本实施例所述的一种太阳能充电灯的控制装置，所述通信模块为wifi232模块，所述wifi232模块采用tcp传输协议。具体地，所述wifi232模块选用ap+staition工作模式，ap+staition工作模式既能作为station接入ap，也能供其他终端接入网络，此工作模式，充当ap模式的wifi232模块接入到路由器，station模式的wifi232模块加入当前wifi232模块创建的网络中，组成一个可以接入互联网的网络，使用方便；tcp传输协议是面向连接并且保证数据安全送达，其面向连接通过在两个端之间建立一条通道，通道口存在socket缓存来存储接收或发送的数据，tcp传输协议采取了一系列的措施来保障数据的安全达到，具体有数据重传、目的地给予数据收到的反馈等，保障了数据最终都会被想要发送的端收到；相对于传统的udp传输协议只负责发送，而非面向连接，不确保最终会到达目的地，采用tcp传输协议可以保证数据能够最终都会被想要发送的端收到。

本实施例所述的一种太阳能充电灯的控制装置，所述处理器mcu为单片机。

本实施例所述的一种太阳能充电灯的控制装置，所述蓝牙模块包括有蓝牙电路，所述蓝牙电路包括：第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第六电容、第七电容、第八电容、第九电容、第十电容、第十一电容、第十二电容、第十三电容、第十四电容、第一电阻、第一晶振、第一电感、第二电感、第三电感；

所述第一电容一端分别连接第一晶振一端和蓝牙芯片晶振输入端，所述第一电容另一端连接第二电容一端和接地，所述第二电容另一端分别连接第一晶振另一端和蓝牙芯片晶振输出端，所述第一电阻一端连接蓝牙芯片参考电压端，所述第一电阻另一端分别连接蓝牙芯片接地端，所述第一电阻另一端还连接第八电容一端，所述第八电容另一端连接电源端，所述第六电容一端分别连接外部天线和第五电容一端，所述第六电容另一端接地，所述第五电容另一端连接第三电感一端，所述第三电感另一端分别连接蓝牙芯片天线信号端和第一电感一端，所述第一电感另一端分别连接蓝牙芯片天线信号端和第二电感一端，所述第二电感另一端连接第四电容一端，所述第四电容另一端接地，所述第四电容一端还连接第三电容一端，所述第三电容另一端接地，所述第三电容一端还连接蓝牙芯片供电输出端，所述第十二电容一端连接蓝牙芯片低压供电端，所述第十二电容另一端接地，所述第十三电容一端连接第十四电容一端后接地，所述第十三电容另一端连接第二晶振一端，所述第十四电容另一端连接第二晶振另一端，所述第二晶振连接蓝牙芯片晶振端，所述第九电容一端连接蓝牙芯片电源端，所述第九电容另一端接地，所述第十电容一端连接蓝牙芯片稳压电源输出端，所述第十电容另一端接地，所述第十一电容一端连接稳压电源输出端，所述第十一电容另一端接地。具体地，通过蓝牙电路进行数据传输，数据传输稳定，本实用新型可以通过蓝牙电路与用户的智能终端进行信号连接，可以通过用户的智能终端对时钟控制模块进行设定和调整，通过时钟控制模块输入设定数据至中央处理器mcu，可以设定负载的工作时间，该蓝牙电路设计合理，运行稳定。

本实施例所述的一种太阳能充电灯的控制装置，所述蓝牙芯片为nrf8001。

以上所述，仅是本实用新型较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型以较佳实施例公开如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当利用上述揭示的技术内容作出些许变更或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型技术是指对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本实用新型技术方案的范围内。