一种光伏led路灯系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型揭示了一种LED路灯驱动电路，供电电源经Boost升压电路连接LED路灯，供电电流通过Boost升压电路中的电感、二极管和取样电阻流向LED路灯，所述的Boost升压电路的供电输出端与电感之间串联有自恢复保险丝。本实用新型驱动电路采用boost升压驱动，这样可以在指定的功率下减少电流，进而有效的减少了线损，从而提高了系统的效率，该路灯储控单元驱动电路在普通boost升压恒流电路的输出回路中使用自恢复保险丝，并配以恒流取样电阻的旁路器件，有效的防止了路灯短路，提高了路灯储控单元的鲁棒能力。
【专利说明】一种光伏LED路灯系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及光伏LED路灯系统。
【背景技术】
[0002]路灯是城市最常见的基础设施，也是城市的耗电大户"为数量众多的路灯铺设低压输电线路不仅耗费大量的人力物力，线路上的损耗也不可小视，另一方面，随着我国公路交通网络不断完善，一些偏远的地区也修通了公路，但是在这些地区使用普通路灯需要铺设专用的线路，会耗费大量的人力物力，所以太阳能蓄电池独立供电的特点非常适合，在这些地区使用。〃移动通信基站的供电，偏远山村的用电以及边防哨所的用电都可以通过光伏发电储能技术来解决。储能装置是光伏发电系统中的关键部件，一般采用蓄电池，其作用是有太阳照射时将太阳能电池的多余电能存储起来，供系统在晚间或阴雨天使用。因此每天白天的充电量至少应不低于整天的用电量，才满足全天的用电需求。蓄电池是光伏系统中的重要的一部分，其性能直接影响光伏系统的推广。因此，选择蓄电池通常要求电池循环充电次数多、容量高、寿命长等，当然价格也是考虑的因素。目前，光伏系统的专用蓄电池采用常规的价格较低的铅酸电池，其使用寿命不长，锂电池可以很好的解决这一问题，其具有高效率，高容量，长使用寿命，小体积等特点，现在逐渐取代铅酸电池成为主流。
[0003]LED (Light Emitting D1de)是一种在电场作用下可发出可见光的半导体二极管，在同等照明亮度状况下，LED灯比普通灯平均节电40 %?50 %以上，安装使用后3?5年内几乎不产生任何维护费用；LED灯不含普通节能灯所含的汞、铅等有害物质以及有害气体；LED灯的平均使用寿命可达5万?10万h，是普通灯具的3?5倍。目前，照明消耗约占整个电力消耗的20%，大大降低通用照明用电是节省能源的重要途径，LED正以其固有的优越性吸引着全世界的目光。
[0004]LED与普通光源不同，在驱动时，需要恒流驱动，如果电源离灯较远时，往往把多颗LED灯串联起来，采用高压恒流驱动，这样可以在指定的功率输出下减少电流。作为升压电路，通常使用Boost升压方式，但这种电路的拓扑结构决定了它的输出不能短路。一旦短路，此电路将会永久性损坏。普通升压电路的结构如图1，如果负载工作电压小于输入电压后，输入电流将通过电感、二极管和取样电阻直接流向负载。由于此回路的阻抗很小，电流很大，在此回路上，最弱的部分将最先损坏。通常电感与二极管不易损坏，而取样电阻在此电路中最弱，一旦短路，它首先被烧坏。此外使用蓄电池的路灯在低温环境下的可靠性一直困扰着工程师。
实用新型内容
[0005]本实用新型所要解决的技术问题是实现一种使用安全可靠、节能环保、效率高的太阳能LED路灯系统。
[0006]为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为:一种光伏LED路灯系统，所述LED路灯具有驱动电路，其供电输入端经Boost升压电路连接负载输出端，供电电流通过Boost升压电路中的电感、二极管和取样电阻流向LED路灯，所述供电输入端连接太阳能光伏阵列，所述负载输出端连接LED路灯和蓄电池，所述的Boost升压电路的负载输出端与电感之间串联有自恢复保险丝。
[0007]所述的取样电阻并联有旁路器件。
[0008]所述的旁路器件为二极管。
[0009]所述蓄电池经继电器外接有放电负载，所述蓄电池与LED路灯之间，以及太阳能光伏阵列与驱动电路之间均设有控制通断的继电器，所述驱动电路设有控制继电器通断的BMS储控单元。
[0010]所述蓄电池外包裹导热层，导热层上紧贴恒温发热板，恒温发热板外包裹保温层。
[0011]所述恒温发热板的供电来自蓄电池的输出端。
[0012]本实用新型驱动电路采用boost升压驱动，这样可以在指定的功率下减少电流，进而有效的减少了线损，从而提高了系统的效率，该路灯储控单元驱动电路在普通boost升压恒流电路的输出回路中使用自恢复保险丝，并配以恒流取样电阻的旁路器件，有效的防止了路灯短路，提高了路灯储控单元的鲁棒能力。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]下面对本实用新型说明书中每幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明:
[0014]图1为无保护的boost升压电路图；
[0015]图2带输出保护的升压电路示意图；
[0016]图3连接太阳能电池阵列的boost电路拓扑图；
[0017]上述图中的标记均为:1、电感；2、二极管；3、取样电阻；4、旁路器件；5、自恢复保险丝。
【具体实施方式】
[0018]LED灯作为高效照明光源，与普通光源不同，它需要恒流驱动，电路以电感1电流源方式向负载放电实现负载电压升高的目的。与BUCK电路相比，BOOST电路的电感1在电路的输入端，因此只要输入电感1足够大，boost电路可以始终工作于输入电流连续的状态下，电感1上的纹波电流可以小到接近平滑的直流电流，因此在光伏发电系统应用中，只需在BOOST电路并联容量较小的无感电容甚至可以不加电容，这样就可避免加电容带来的种种弊端。同时boost结构也非常简单，并且功率开关管一端接地，使得开关管驱动电路设计更为简单。
[0019]工作时，供电电源经Boost升压电路连接LED路灯，供电电流通过Boost升压电路中的电感1、二极管2和取样电阻3流向LED路灯，Boost升压电路的供电输出端与电感1之间串联有自恢复保险丝5，并在取样电阻3并联有旁路器件4。
[0020]当电流增大时，能够把输出电流切断，而在切断期间，又不至于损坏取样电阻3。解决这一问题可以设计一个检测电路，当检测到电流过大，或输出电压过低时，切断输出电路。这样设计往往电路比较复杂，成本也比较高。这种方案在性价比方面不可行。经过项目组研究，该路灯决定采用质优价廉的自恢复保险丝5，当电流过大时，自恢复保险丝5电阻突然增大，从而保护系统。但自恢复的动作电流，往往是额定电流的数倍，由于取样电阻3的功率通常较小，在自恢复保险丝5动作期间，取样电阻3就被损坏了。为解决这一问题，在取样电阻3上并联二极管。在正常工作时，取样电阻3的压降很低，二极管不足以导通，此时，二极管相当于断开，不影响取样电阻3的正常工作。在短路的情况下，自恢复保险丝5动作期间，电流主要通过二极管，从而把取样电阻3保护起来。当然，如果将取样电阻3改为大功率的，动作期间，也不会将其损坏，因此，该路灯也可以只用一只自恢复保险丝5，结合大功率的取样电阻3，只是取样电阻3体积较大，价格较高。
[0021]如图2所示，在图1的原有硬件基础上增加了一个自恢复保险丝5和一个旁路器件4。如果控制芯片反馈控制电压FB小于二极管2的导通电时，可使用一个二极管作为旁路器件4，当反馈电压大于一个二极管2的导通电压时，可以使用两个二极管。当然。也可以选择合适的TVS管或压敏电阻作为旁路器件4。总之，在大电流时，电流通过旁路器件4，从而把取样电阻3保护起来。
[0022]为提高路灯节能等级，路灯采用光伏供电，驱动电路的供电输入端连接太阳能光伏阵列，负载输出端连接LED路灯和蓄电池，为有效控制路灯电源投切，驱动电路控制设有BMS储控单元。
[0023]蓄电池经继电器外接有放电负载，从而可以有效控制蓄电池放电，确保电池使用寿命，蓄电池经继电器外接有放电负载，所述蓄电池与LED路灯之间，以及太阳能光伏阵列与驱动电路之间均设有控制通断的继电器，这些继电器均由BMS储控单元控制通断。
[0024]蓄电池外包裹导热层，导热层上紧贴恒温发热板，恒温发热板外包裹保温层，恒温发热板的供电来自蓄电池的输出端，从而可以解决低温状态下路灯的使用问题。
[0025]上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本实用新型具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种光伏LED路灯系统，所述LED路灯具有驱动电路，其供电输入端经Boost升压电路连接负载输出端，供电电流通过Boost升压电路中的电感、二极管和取样电阻流向LED路灯，其特征在于:所述供电输入端连接太阳能光伏阵列，所述负载输出端连接LED路灯和蓄电池，所述的Boost升压电路的负载输出端与电感之间串联有自恢复保险丝。
2.根据权利要求1所述的光伏LED路灯系统，其特征在于:所述的取样电阻并联有旁路器件。
3.根据权利要求2所述的光伏LED路灯系统，其特征在于:所述的旁路器件为二极管、TVS管或压敏电阻。
4.根据权利要求1、2或3所述的光伏LED路灯系统，其特征在于:所述蓄电池经继电器外接有放电负载，所述蓄电池与LED路灯之间，以及太阳能光伏阵列与驱动电路之间均设有控制通断的继电器，所述驱动电路设有控制继电器通断的BMS储控单元。
5.根据权利要求4所述的光伏LED路灯系统，其特征在于:所述蓄电池外包裹导热层，导热层上紧贴恒温发热板，恒温发热板外包裹保温层。
6.根据权利要求5所述的光伏LED路灯系统，其特征在于:所述恒温发热板的供电来自蓄电池的输出端。
【文档编号】F21V23/00GK204062822SQ201420580815
【公开日】2014年12月31日 申请日期:2014年10月9日 优先权日:2014年10月9日
【发明者】李玉峰 申请人:安徽朗越环境工程有限公司