基于单片机的太阳能led路灯控制器的制造方法
【专利摘要】基于单片机的太阳能LED路灯控制器。目前，所使用的大功率LED路灯大部分都是简单的直接照明，缺少必要的智能控制。现有的照明的能源供应存在耗能大、不环保、运营成本高等问题。本实用新型的组成包括:太阳能电池板（1），所述的太阳能电池板与BuckDC/DC变换电路（2）连接，所述的BuckDC/DC变换电路与蓄电池组（3）连接，所述的蓄电池组与BoostDC/DC变换电路（4）连接，所述的BoostDC/DC变换电路与大功率LED光源（5）连接，STC单片机（6）分别与所述的BuckDC/DC变换电路、所述的BoostDC/DC变换电路连接。本实用新型用于LED路灯控制器。
【专利说明】基于单片机的太阳能LED路灯控制器
[0001]【技术领域】:
[0002]本实用新型涉及一种基于单片机的太阳能LED路灯控制器。
[0003]【背景技术】:
[0004]目前，所使用的大功率LED路灯大部分都是简单的直接照明，缺少必要的智能控制，或者有些虽然具备有智能控制的功能，但是却不能自动检测路灯的照明状况，也不能方便地对路灯进行远程及本地调控。并且现有的照明的能源供应存在耗能大、不环保、运营成本闻等问题。
[0005]实用新型内容:
[0006]本实用新型的目的是提供一种基于单片机的太阳能LED路灯控制器。
[0007]上述的目的通过以下的技术方案实现:
[0008]一种基于单片机的太阳能LED路灯控制器，其组成包括:太阳能电池板，所述的太阳能电池板与Buck DC/DC变换电路连接，所述的Buck DC/DC变换电路与蓄电池组连接，所述的蓄电池组与Boost DC/DC变换电路连接，所述的Boost DC/DC变换电路与大功率LED光源连接，STC单片机分别与所述的Buck DC/DC变换电路、所述的Boost DC/DC变换电路连接，所述的STC单片机采用STC12C5410AD单片机，所述的Buck DC/DC变换电路包括电感L1、功率MOSFET管Tl、续流二极管D2，所述的Boost DC/DC变换电路包括电感L2、功率MOSFET管Q2、续流二极管D3 ；
[0009]所述的STC12C5410AD单片机内置4路PWM通道，8路10位ADC通道，所述的STC12C5410AD单片机的PWM3输出口与功率MOSFET管Q3连接，所述的STC12C5410AD单片机的PWM4输出口与功率MOSFET管Q4连接，所述的功率MOSFET管Q3、所述的功率MOSFET管Q4分别与LED光源连接，所述的STC12C5410AD单片机的两个A/D输出口分别与电阻R7和电阻RlO连接并形成LED照明驱动电路的电流反馈。
[0010]有益效果:
[0011 ] 1.本实用新型具有环保节能的双重优势，其结构简单，效率高，重量轻，安全性能好，无污染，免维护，寿命长，可控性能强。
[0012]本实用新型除了完成最基本的充放电控制功能外，还能控制太阳能电池方阵尽可能吸收太阳能，提高效率；能防止蓄电池过充电及深度放电，延长蓄电池的使用寿命；能根据环境，调节LED光源的亮度，特别是在后半夜还能实现半功率点亮负载，从而尽可能节能坐寸ο
[0013]本实用新型实现了三段式充电控制功能，并能有效防止蓄电池过充；同时还能实现定时和半功率点切断负载，在蓄电池电压小于过放电压也将切断负载，从而蓄电池过放保护。
[0014]【专利附图】
【附图说明】:
[0015]附图1是本实用新型的结构框图。
[0016]附图2是本实用新型的Buck DC/DC变换电路的电路原理图。
[0017]附图3是本实用新型的Boost DC/DC变换电路的电路原理图。
[0018]【具体实施方式】:
[0019]实施例1:
[0020]一种基于单片机的太阳能LED路灯控制器，其组成包括:太阳能电池板1，所述的太阳能电池板与Buck DC/DC变换电路2连接，所述的Buck DC/DC变换电路与蓄电池组3连接，所述的蓄电池组与Boost DC/DC变换电路4连接，所述的Boost DC/DC变换电路与大功率LED光源5连接，STC单片机6分别与所述的Buck DC/DC变换电路、所述的BoostDC/DC变换电路连接。
[0021]实施例2:
[0022]根据实施例1所述的基于单片机的太阳能LED路灯控制器，所述的基于单片机的太阳能LED路灯控制器，所述的STC单片机采用STC12C5410AD单片机，所述的Buck DC/DC变换电路包括电感L1、功率MOSFET管Tl、续流二极管D2，所述的Boost DC/DC变换电路包括电感L2、功率MOSFET管Q2、续流二极管D3。
[0023]实施例3:
[0024]所述的基于单片机的太阳能LED路灯控制器，本实用新型采用STC12C5410AD单片机作为主控器件，该器件内置4路PWM通道，8路10位ADC通道，工作频率高达35 MHz,指令兼容51单片机但速度快8?12倍，非常适合本设计要求。由于两组太阳能电池采用串联连接，输出电压为36 V,蓄电池电压为12 V, LED路灯工作电压为24 V,因此充电电路采用DC /DC降压变换电路(Buck)，放电电路采用DC /DC升压变换电路(Boost)，通过软件实现充放电的控制策略，从而最终达到提高效率、节能的目的。
[0025]实施例4:
[0026]所述的基于单片机的太阳能LED路灯控制器，通过对太阳能电池板的输出特性、蓄电池的充放电特性以及大功率LED路灯驱动电路的研究，设计了能够智能控制的本实用新型，本实用新型是以STC单片机为核心，以DC/DC变换电路为硬件基础，以PWM技术为手段调节输出电压和电流，采用三段式策略来实现蓄电池的充电，其中在快充阶段采用MPPT算法，半功率点策略控制LED照明，极大突显了太阳能LED路灯系统的环保节能优势及应用前景。
[0027]实施例5:
[0028]所述的基于单片机的太阳能LED路灯控制器，充电电路由电感L1、功率MOSFET管Tl和续流二极管D2构成降压型Buck电路，如图2所示。通过改变加在MOSFET控制栅极的脉冲宽度(脉冲宽度调制Pulse Width Modulat1n，PWM)就可以改变太阳能电池板的输出电压。通过检测太阳能电池板的输出电压和电流、蓄电池的电压和电流，判断蓄电池的电荷状态，选择合适的充电方式为蓄电池优化充电。当蓄电池电压超过一定电压后，关断Tl，防止蓄电池过充电。当系统检测到环境光线充足，控制器就会进入充电模式。
[0029]实施例6:
[0030]所述的基于单片机的太阳能LED路灯控制器，放电电路的负载是大功率LED路灯，它是由IW及以上的高亮度LED按一定的拓扑连接而成的绿色光源。大功率LED路灯的发光强度是和流过的电流成正比。由于大功率LED的电流、电压参数具有典型的PN结伏安特性，其正向压降的微小变化会引起较大的正向电流变化。不稳定的工作电流会影响LED的寿命和光衰，所以大功率LED的驱动电路必须提供恒定的电流。其控制电路主要采用DC/DC升压驱动电路(Boost),控制策略采用脉冲宽度调制(PWM) ,Boost充电电路如图3所
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[0031]电感L2、功率MOSFET管Q2和D3构成升压型DC /DC转换器，通过单片机控制输出PWM2，获得一个稳定的输出电压；通过PWM3和PWM4通道进行2路LED照明的恒流控制，完全关断这2路负载还可以用作半功率点控制；R7和RlO提供LED照明驱动电路的电流反馈采样。
【权利要求】
1.一种基于单片机的太阳能LED路灯控制器，其组成包括:太阳能电池板，其特征是:所述的太阳能电池板与Buck DC/DC变换电路连接，所述的Buck DC/DC变换电路与蓄电池组连接，所述的蓄电池组与Boost DC/DC变换电路连接，所述的Boost DC/DC变换电路与大功率LED光源连接，STC单片机分别与所述的Buck DC/DC变换电路、所述的Boost DC/DC变换电路连接，所述的STC单片机采用STC12C5410AD单片机，所述的Buck DC/DC变换电路包括电感L1、功率MOSFET管Tl、续流二极管D2，所述的Boost DC/DC变换电路包括电感L2、功率MOSFET管Q2、续流二极管D3 ； 所述的STC12C5410AD单片机内置4路PWM通道，8路10位ADC通道，所述的STC12C5410AD单片机的PWM3输出口与功率MOSFET管Q3连接，所述的STC12C5410AD单片机的PWM4输出口与功率MOSFET管Q4连接，所述的功率MOSFET管Q3、所述的功率MOSFET管Q4分别与LED光源连接，所述的STC12C5410AD单片机的两个A/D输出口分别与电阻R7和电阻RlO连接并形成LED照明驱动电路的电流反馈。
【文档编号】H05B37/02GK203859898SQ201420055504
【公开日】2014年10月1日 申请日期:2014年1月29日 优先权日:2014年1月29日
【发明者】王丽铭, 赵秋多, 唐哲卿, 于湘, 郑丽丽, 史卓 申请人:王丽铭