专利名称：智能型风光互补路灯系统控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电力电子(PE)技术的控制器，具体说是涉及一种风光互补 路灯系统用的智能型控制器。
背景技术：
离网型风光互补路灯控制器，是整个照明系统的重要部件。其主要功能是能对风 机和光伏电池所发的电能进行调节和控制。一方面把调整后的能量送给直流或交流负载； 另一方面把多余的能量送给蓄电池储存。当所发的电量不能满足负载需要时，控制器又把 蓄电池的电量送往负载。控制器的性能对改善整个风光互补路灯系统的运行效果起着至关 重要的作用。目前，国内外设计的风光互补系统控制器主要有两种类型一种是采用纯硬件组 成的路灯控制器；一种是基于单片机制作的路灯控制器。第一种控制器例如，以NE555集 成电路为核心组成蓄电池过充电控制；以LM3M运算放大器为核心组成蓄电池电压指示电 路；以LM358组成蓄电池过放电控制电路；以及由控制三极管VT驱动继电器组成的输出控 制电路。第二种控制器例如，利用主控芯片PIC12F675控制蓄电池的过充电、过放电、开/ 关路灯、定时点亮、天黑自动点亮、自跟踪点亮、LED指示等多项功能。河南森源电器研制开发的智能型控制器SYSW-10300属于第二种类型，但我们采 用的是基于芯片(STC12CM10AD)的控制器。它是通过微处理器执行智能管理、智能充、放 电等功能的控制装置。对比21世纪以后国内外的其它同类产品，SYSW-10300的主要特点 是①采用了低损耗、长寿命的MOSFET作为主要开关器件，优良的性能可确保控制器的稳 定运行，且驱动功率小、产生的热量少。风能充足时为蓄电池充电，路灯照明采用光控开通， 可分时照明。既充分利用风\光的能量，又考虑了节能；②结构简单，使用的半导体功率元 器件较少、可靠性相对提高；③成本较低，性价比高。但是在使用的过程中，发现控制器自身功耗太大，从而负载能力不强。而且，无法 直观地观察各部分的状态，故降低了使用的方便性。
发明内容本实用新型的目的是功耗小、便于观察设备使用状态的智能型风光互补路灯系统 控制装置。为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案本实用新型包括控制电路以及与控制电路相连接的光控电路、时控电路、电源电 路和蓄电池充电电路，在所述的电源电路中，采用两级串联方式供电；且所述控制电路的输 出端还与状态指示电路相连接。所述的状态指示电路包括风机充电指示电路、电源指示电路、太阳能充电指示电路。所述的光控电路和时控电路与拨码开关相连接，拨码开关位于控制装置的外壳上。采用上述技术方案的本实用新型，由于在电源电路中采用两级串联控制方式，所 以使得控制器自身的功耗比原来大幅降低，仅为原功耗的30%。另外，增加的状态显示电 路，能够清晰地看到各部分电路的状态，方便操作和观察。
图1为本实用新型的电路原理图。图2为本实用新型的内部接线图。图3为本实用新型的外部电气接线图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型包括控制电路以及与控制电路相连接的光控电路、时控 电路、电源电路和蓄电池充电电路。本实用新型的改进点如下(1)电源电路稳压电路原来采用的是LM117，本实用新型采用的是级联控制，由 型号为LM2575-12的第一稳压芯片U4和型号为LM7805的第二芯片U5两级串联而成。其 中，LM2575-12是一种新型高效的降压型开关集成稳压器，输入电压范围宽(13V 40V)， 输出电压恒定为12V，最大输出电流可达1A，负载能力大。LM7805的输入电压直接取自 LM2575-12的输出部分，输出电压恒定在5V。LM7805的输出电压Uout正是施加于控制电 路中的主控芯片U3即CPU(STC12CM10AD)的工作电压，故要求此Uout可靠稳定，以确保系 统的工作稳定和各种采集信号的准确。此外，LM2575-12的电压取自蓄电池，蓄电池在正常 情况下，电压不会> 37V，LM7805的输入电压为12V，采用LM2575-12和LM7805两级串联方 式，即使在最坏情况下，由于LM2575-12的输入电压高而烧坏，但此时后级串联的LM7805仍 可确保CPU不致损坏，安全可靠。本实用新型设计，由于合理采用了开关集成型电压模块，不仅提高了负载能力，确 保了输出电压的稳定，而且大幅降低了电源模块本身的损耗，改进后控制器自身的功耗比 原来大幅降低，仅为原功耗的30%。(2)在本实用新型中，控制电路的输出端还与状态指示电路相连接。上述的状态指 示电路包括风机充电指示电路、电源指示电路、太阳能充电指示电路。如图1所示，第一发 光二极管LEDl为电源指示电路，第三发光二极管LED3为风机充电指示电路，第四发光二极 管LED4为太阳能充电指示电路，第五、第六发光二极管LED5、LED6均为灯的指示电路。根据我们使用的风光互补路灯系统的特性确认，太阳能是非常稳定的能源。为了 提高充电效率，太阳能不需另加控制，可直接对蓄电池充电。同时，为能更直观的显示，当指 示灯常亮时就表示太阳能工作正常，指示灯越亮表示充电电流越大。风机充电的指示，可随风机转速的改变而改变指示灯的闪烁频率，闪频越高说明 风机转速越快，输出的功率则越大，充电电流越大。如该指示灯灭，则表示风机已停止运转。电源指示电路用三种方式来显示电池电压状态长亮代表电池电压正常；长灭代 表电池电压欠压，尚未达到恢复电压状态；闪烁则代表电池电压> 32V，风机处于制动，约3 分钟后自动解除。
4[0023](3)在本实用新型中，主要PE元件为电压型开关管M0SFET，其标准开启电压为 12V，本实用新型控制器采用12V作为MOSFET的工作电压，能使MOSFET的损耗降至最低。(4)风机充电的改进。风机输出的三相交流电经整流后直接给蓄电池充电。控制 器通过监测电池电压以确定风机的工况。也即，不论风机充电电流多大，只要电池电压在正 常范围内(< 32V)，控制器则正常工作，允许风机对蓄电池的充电。(5)本实用新型中，光控电路和时控电路与拨码开关相连接，拨码开关位于控制装 置的外壳上。本实用新型CPU能控制两路负载，其模式为两路光控；一路光控，一路时控。调 整两模式时可直接操作面板上的拨码开关。如图3所示，开关1、2均切换为关的位置，表示 两路全为光控；1关、2开则表示灯1为光控，灯2为3小时延时关灯模式；1开2关表示 灯1为光控，灯2为5小时延时关灯模式；1、2均在开的位置表示灯1光控、灯2为6小时 延时关灯模式。为便于安装和检修，各种指示灯、模式设定开关、编程接口和接线端子，全部 设置在控制器的顶部。另外，为确保结构上设计的紧凑美观，取消了原来装在外部的断路开 关，并将外部的连接导线去掉，接线端子统一整齐、标注清楚，一目了然。(6)控制器采用了铝合金的外壳，壳体本身的散热性能良好，各个需散热的元件采 用了可靠地隔离散热方式。
权利要求1.一种智能型风光互补路灯系统控制装置，它包括控制电路以及与控制电路相连接的 光控电路、时控电路、电源电路和蓄电池充电电路，其特征在于在所述的电源电路中，采用 两级串联方式供电；且所述控制电路的输出端还与状态指示电路相连接。
2.根据权利要求1所述的智能型风光互补路灯系统控制装置，其特征在于所述的状 态指示电路包括风机充电指示电路、电源指示电路、太阳能充电指示电路。
3.根据权利要求1所述的智能型风光互补路灯系统控制装置，其特征在于所述的光 控电路和时控电路与拨码开关相连接，拨码开关位于控制装置的外壳上。
专利摘要一种智能型风光互补路灯系统控制装置，它包括控制电路以及与控制电路相连接的光控电路、时控电路、电源电路和蓄电池充电电路，在所述的电源电路中，采用两级串联方式供电；且所述控制电路的输出端还与状态指示电路相连接。采用上述技术方案的本实用新型，由于在电源电路中采用两级串联控制方式，所以使得控制器自身的功耗比原来大幅降低，仅为原功耗的30％。另外，增加的状态显示电路，能够清晰地看到各部分电路的状态，方便操作和观察。
文档编号H05B37/02GK201869404SQ2010205498
公开日2011年6月15日 申请日期2010年9月30日 优先权日2010年9月30日
发明者周保臣, 李昕, 薛晗龙, 邓隐北 申请人:河南森源电气股份有限公司