集成式太阳能照明系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种集成式太阳能照明系统，包括壳体；该壳体外部上设有太阳能电池、LED负载，该LED负载通过控制器连接至该太阳能电池；该控制器包括：过流保护电路、防反接保护电路、DC-DC充电控制电路、并联控制电路、超级电容、锂离子蓄电池、LED驱动电路；该LED负载电连接至该LED驱动电路；同时，该太阳能电池还电连接有电压电流采样电路，该电压电流采样电路信号连接至一单片机，该单片机信号控制该DC-DC充电控制电路；以及，该超级电容和该锂离子蓄电池配有一电压检测电路，该电压检测电路信号连接至该单片机。本实用新型的优点是：混合储能等综合性能较好。
【专利说明】集成式太阳能照明系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及太阳能光伏利用【技术领域】，尤其是涉及一种集成式太阳能照明系统。
【背景技术】
[0002]随着太阳能的广泛利用，采用太阳能作为能源基础、以蓄电池作为蓄能基础的照明系统逐步得到了推广利用。但是，通常的太阳能照明系统的混合储能能力较差，成为制约该照明系统进一步普及的极大瓶颈。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种集成式太阳能照明系统，它具有混合储能等综合性能较好，从而使用寿命较长的特点。
[0004]本发明所采用的技术方案是:集成式太阳能照明系统，包括壳体；该壳体外部上表面设有太阳能电池、下表面设有LED负载，且该LED负载通过控制器连接至该太阳能电池；所述控制器包括:电连接至该太阳能电池的过流保护电路，电连接至该过流保护电路的防反接保护电路，电连接至该防反接保护电路的DC-DC充电控制电路，电连接至该DC-DC充电控制电路的并联控制电路，电连接至该DC-DC充电控制电路的超级电容，电连接至该并联控制电路的锂离子蓄电池，电连接至该并联控制电路的LED驱动电路；其中，该LED负载电连接至该LED驱动电路；同时，该太阳能电池还电连接有电压电流采样电路，该电压电流采样电路信号连接至一单片机，该单片机信号控制该DC-DC充电控制电路；以及，该超级电容和该锂离子蓄电池配有一电压检测电路，该电压检测电路信号连接至该单片机。
[0005]所述超级电容和锂离子蓄电池的外壳上均设有隔热材料。
[0006]所述壳体配有一角度调节支架。
[0007]本发明和现有技术相比所具有的优点是:
[0008]1、混合储能等综合性能较好，使用寿命较长。本发明的集成式太阳能照明系统通过采用锂离子蓄电池及超级电容相结合的方式，且超级电容与锂离子蓄电池并联工作，起到优化锂离子蓄电池的充放电电流的作用，可有效防止充电电流过大时，锂离子蓄电池发生的极化现象，且防止大电流放电时，锂离子蓄电池极板的扭曲变形甚至电池失效，从而不仅充分发挥了超级电容及锂离子蓄电池能量密度大的优点，且大大延长了昂贵的锂离子蓄电池的使用寿命，降低了维护成本。
[0009]2、便于安装，能够最大限度接受光照。本发明的集成式太阳能照明系统的壳体上本配备可调节太阳能电池的仰角的支架，便于该照明系统安装于户外灯杆、墙壁或树木等处，且调节仰角后，便于太阳能电池持续接受光照。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]下面结合附图和实施例对本发明进一步说明:
[0011]图1是本发明的实施例的电路连接框图；
[0012]图2是本发明的实施例的主视图。
[0013]图中:
[0014]10、壳体，11、调节支架；
[0015]20、太阳能电池；
[0016]30、LED 负载；
[0017]40、控制器，41、过流保护电路，42、防反接保护电路，43、DC-DC充电控制电路，44、并联控制电路，45、超级电容，46、锂离子蓄电池，47、LED驱动电路；
[0018]50、电压电流采样电路；
[0019]60、单片机；
[0020]70、电压检测电路。
【具体实施方式】
[0021]实施例，见图1和图2所示:集成式太阳能照明系统，包括壳体10。该壳体10外部上表面设有太阳能电池20、下表面设有LED负载30，且该LED负载30通过控制器40连接至该太阳能电池20。
[0022]具体的讲，该控制器40包括:电连接至该太阳能电池20的过流保护电路41，电连接至该过流保护电路41的防反接保护电路42，电连接至该防反接保护电路42的DC-DC充电控制电路43，电连接至该DC-DC充电控制电路43的并联控制电路44，电连接至该DC-DC充电控制电路43的超级电容45，电连接至该并联控制电路44的锂离子蓄电池46，以及电连接至该并联控制电路44的LED驱动电路47。即，该超级电容45与该锂离子蓄电池46通过该并联控制电路44并联工作。超级电容是从上世纪七、八十年代发展起来的通过极化电解质来储能的一种电化学元件。它不同于传统的化学电源，是一种介于传统电容器与电池之间、具有特殊性能的电源。它主要依靠双电层和氧化还原假电容电荷储存电能，在储能的过程并不发生化学反应，且这种储能过程是可逆。也正因此，超级电容可以反复充放电数十万次。超级电容的基本原理和其它种类的双电层电容器一样，都是利用活性炭多孔电极和电解质组成的双电层结构获得超大的容量。总的来说，超级电容的突出优点是功率密度高、充放电时间短、循环寿命长、工作温度范围宽，是世界上已投入量产的双电层电容器中容量最大的一种。锂系电池分为锂电池和锂离子电池。最常用的是锂离子电池，通常人们俗称其为锂电池。锂离子电池能量密度大、平均输出电压高，且自放电小，较好的锂离子电池的自放电在每月2%以下(可恢复)。同时，锂离子电池没有记忆效应，工作温度范围在_20°C?60°C，且循环性能优越、可快速充放电、充电效率高达100%。以及，锂离子电池的输出功率大、使用寿命长、不含有毒有害物质，故其被称为绿色电池。因此，该超级电容45和该锂离子电池45并联工作，起到优化该锂离子蓄电池46的充放电电流的作用，可有效防止充电电流过大时该锂离子蓄电池46发生的极化现象，且防止大电流放电时，该锂离子蓄电池46极板的扭曲变形甚至电池失效，从而不仅充分发挥了该超级电容45及该锂离子蓄电池46能量密度大的优点，且大大延长了昂贵的锂离子蓄电池的使用寿命，降低了维护成本。换句话说，该超级电容45与该锂离子蓄电池46并联，目的不仅在于达到混合储能的目的，主要是对光伏的输出能量进行滤波，优化该锂离子蓄电池46的充电电流和放电电流，而该并联控制电路44是该超级电容45向该锂离子蓄电池46传递能量的控制电路，目的是使该锂离子蓄电池46处于较好、安全的工作状态，并使得该锂离子蓄电池46的充放电循环次数最少。当然，该LED负载30电连接至该LED驱动电路47。而且，其中的DC-DC充电控制电路43对该太阳能电池20的输出能量进行控制。
[0023]同时，该太阳能电池20还电连接有电压电流采样电路50，该电压电流采样电路50信号连接至一单片机60，该单片机60信号控制该DC-DC充电控制电路43。以及，该超级电容45和该锂离子蓄电池46配有一电压检测电路70，该电压检测电路70信号连接至该单片机60。
[0024]这样，该集成式太阳能照明系统在初始充电时，由该单片机60控制对充电控制电路的输出电流进行限制，以保护系统元器件和电路的安全。当该超级电容45充电到接近最高工作电压处时，则对充电控制电路进行恒压输出控制，保护超级电容不过压。该电压检测电路70检测该锂离子蓄电池46的端电压，当端电压高于或等于高压保护值时，该并联控制电路44则以恒压输出的方式工作；同时，检测该超级电容45的端电压，当其低于额定值且同时该锂离子蓄电池46的电压也较低时，则断开负载，该超级电容45单方面对该锂离子蓄电池46充电，当检测到该锂离子蓄电池46电压较高时，则开始减小该超级电容45与该并联控制电路44的输出电流；当该锂离子蓄电池46的端电压高于设定的保护值且同时该超级电容45的端电压也较高时，则转到限流输出方式。这样，该锂离子蓄电池46将一直保持平稳的充电状态，不会受到光伏发电量和负载功率脉动的影响。该防反接保护42和过流保护电路41的接入目的在于提高电路的可靠性。
[0025]进一步的讲，由于该锂离子蓄电池46的工作温度范围宽为-20°C?60°C，为了适应高寒地区的应用，该超级电容45和该锂离子蓄电池46的外壳上均设有隔热材料(图上未示出)，以达到延长使用寿命、降低维护成本的目的。
[0026]更进一步的讲，该壳体10配有一角度调节支架11，以便于安装和调节该太阳能电池20的仰角。
[0027]以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的【技术领域】，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
【权利要求】
1.集成式太阳能照明系统，包括壳体(10);该壳体(10)外部上表面设有太阳能电池(20)、下表面设有LED负载(30)，且该LED负载(30)通过控制器(40)连接至该太阳能电池(20);其特征在于:所述控制器(40)包括:电连接至该太阳能电池(20)的过流保护电路(41)，电连接至该过流保护电路(41)的防反接保护电路(42)，电连接至该防反接保护电路(42)的DC-DC充电控制电路(43)，电连接至该DC-DC充电控制电路(43)的并联控制电路(44)，电连接至该DC-DC充电控制电路(43)的超级电容(45)，电连接至该并联控制电路(44)的锂离子蓄电池(46)，电连接至该并联控制电路(44)的LED驱动电路(47);其中，该LED负载(30)电连接至该LED驱动电路(47);同时，该太阳能电池(20)还电连接有电压电流采样电路(50 )，该电压电流采样电路(50 )信号连接至一单片机(60 )，该单片机(60 )信号控制该DC-DC充电控制电路(43 );以及，该超级电容(45 )和该锂离子蓄电池(46 )配有一电压检测电路(70 )，该电压检测电路(70 )信号连接至该单片机(60 )。
2.根据权利要求1所述的集成式太阳能照明系统，其特征在于:所述超级电容(45)和锂离子蓄电池(46)的外壳上均设有隔热材料。
3.根据权利要求1或2所述的集成式太阳能照明系统，其特征在于:所述壳体(10)配有一角度调节支架(U)。
【文档编号】H05B37/02GK204145848SQ201420647503
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2014年11月3日 优先权日:2014年11月3日
【发明者】贾国强 申请人:青海骄阳新能源有限公司