专利名称：一种太阳能路灯控制器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种太阳能路灯控制装置，尤其是可根据自然光照、时间、行人车辆状 态自动调节电光源功率的太阳能路灯控制器。
背景技术：
由于太阳能光伏技术的逐步成熟，太阳能路灯的推广已经形成规模，其控制电路技术也 日趋完善。目前，公知的太阳能路灯控制器是由充放电控制电路、光敏控制电路、定时控制 电路、光源驱动电路组成。太阳能电池组件将太阳的辐射能转换为电能，并通过控制器送至 蓄电池中存储起来，到夜晚，控制器的光控功能动作，蓄电池中的电能通过控制器电路驱动 光源工作，实现夜晚自动开灯照明的作用。为提高装置的效率，有人还在控制器电路中加入 时间控制功能，在后半夜关断光源供电，以节省蓄电池电能。
公开号CN 101203080A的发明专利申请公开了一种太阳能路灯控制器，通过微处理器设 置不同的时段调整灯体亮度。
专利号ZL 200620130442. 9的实用新型专利公开了一种太阳能路灯，其控制器通过光控 、时控电路对照明灯自动开关控制。
上述现有技术中，光控、时控器在太阳能路灯控制器中的应用，确实提高了太阳能路灯 的工作效率。但是，这些设计都忽略了路灯的服务对象一一行人。路灯除景观功能外，主要 功能是为路过的行人照明，而现有技术下的太阳能路灯却不管路上有无行人，只要天黑，只 要到了预置时段，光控、时控电路就自动开灯，长时间耗电。由于当前太阳能光伏电池组件 的价格昂贵以及蓄电池组循环使用寿命短暂，上述路灯耗电的浪费，对太阳能路灯整体投资 效能的影响十分可观。另外，现有太阳能路灯控制器中时控电路的缺陷是后半夜时控电路 按预置时段关断路灯，若此时恰好有行人路过，将得不到路灯照明的服务，这是有悖于路灯 设计初衷的。
发明内容
为了克服现有的太阳能路灯控制器在光控、时控开灯期间不管有无行人通过而一律开灯 ，以及时控电路关断期间有行人时却不开灯的缺陷，本实用新型提供了一种太阳能路灯控制 器，该控制器不仅实现白天自动关灯，自控充电，晚上自动开灯，而且实现晚上无人通过时 光源降功率运行，有人通过时，无论时控电路启动与否， 一律满功率开灯运行。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是 在控制电路中增加了行人探测控制电路以及路灯功率控制电路，其电路连接关系是行人 探测控制电路通过路灯功率控制电路控制太阳能路灯的光源驱动电路的输出。控制器中的路 灯功率控制电路由满功率控制电路与降功率控制电路构成。在控制器中，还包括了定时控制 电路。
在太阳能路灯灯杆上安装行人探测器，其探测范围调整在路灯沿道路前、后方向一定距 离内。所述行人探测器，可直接引用现有技术的室外型入侵探测器。若行人步行或乘车都需 识别时，可选用公知的微波多普勒探测器；若只需识别步行的行人时，可采用公知的被动式 红外热释电探测器。
在太阳能路灯控制器中，有充放电控制电路、光敏控制电路，根据需要还可设置定时控 制电路。本实用新型增加行人探测控制电路，与充放电控制电路、光敏控制电路、定时控制 电路共同组成新的路灯控制器电路。
以太阳能电池本身或者另外配置的光敏器件作为测光传感器，在光照低于或高于设定值 时，驱动光敏控制电路输出不同电平值。定时控制电路在设定的开灯时间及关灯时间输出不 同的电平值。而行人探测器在有人通过时，其输出信号变化。这些高低变换的输出电平，组 成路灯工作状态的控制条件，依据设计的电路逻辑关系控制路灯分别转换于关灯、降功率开 灯、满功率开灯等状态，并控制蓄电池的充放电状态。
白天，在自然光照度高于设定值时，测光传感器信号经放大、比较电路处理，导致光敏 控制电路输出电平变化，控制充放电电路，使光伏电池组对蓄电池组充电。
晚上，当自然光照度低于设定值时，光敏控制电路输出电平再变化，使充放电电路控制 蓄电池组向行人探测控制电路、路灯功率控制电路、光源驱动电路等负载供电，在定时控制 电路设定的时段内，路灯功率控制电路控制光源驱动电路及电光源降功率运行。当某盏路灯 有行人通过时，行人探测器产生识别信号，使行人探测控制电路输出电平发生变化，进而控 制路灯功率控制电路，使光源驱动电路及电光源转换为满功率运行。行人离开探测器感应范 围，行人探测控制电路返回常态，经电路延时，光源驱动电路及电光源返回降功率运行状态 。这里所述的电路延时部分是公知的延时电路。
上述电光源功率的控制方式，可以是控制照明装置内电光源开启的数量，也可以是控制 电光源整体的驱动功率。控制电光源整体的驱动功率时，针对不同电光源的性能，可以采取 电流控制、电压控制、脉宽调制控制等公知的技术方式。本实用新型的有益效果是，由光敏控制电路、充放电控制电路、定时控制电路、行人探 测控制电路等组成合理的太阳能路灯控制器，应用在太阳能路灯工程时可降低路灯耗电，既 方便夜间行人，又展示路灯景观，显著提高太阳能路灯的效率，特别是在行人稀少的偏僻道 路，其节电效果更加显著。
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型电路连接方框图。 图2是本实用新型电路工作程序流程图。 图3是本实用新型一种实施例电路示意图。
图l中l.太阳能电池组件，2.蓄电池组，3.光敏传感器，4.行人探测器，5.光源驱动 电路，6.电光源，7.充放电控制电路，8.光敏控制电路，9.行人探测控制电路，IO.定时控 制电路，ll.路灯功率控制电路。
具体实施方式
图l显示了本实用新型各电路功能模块的连接关系，图2显示了本实用新型的基本程序流 程以及各控制电路与路灯工作状态的逻辑关系。图中，太阳能电池组件(1)通过充放电控 制电路(7)向蓄电池组(2)充电。充放电控制电路(7)具有防止过度充电及过度放电的 功能，保护蓄电池组(2)不受损坏。光敏控制电路(8)中以太阳能电池组件(1)或者另 外配置的光敏器件作为测光传感器，对白天或晚上自然光照下的光敏传感器输出值予以设定 ，在光照低于或高于设定值时，驱动光敏控制电路(8)输出不同电平值，使系统处于不同 的工作状态。在自然光照度高于设定值时，测光传感器信号经放大、比较电路处理，使光敏 控制电路(8)输出电平变化，控制充放电控制电路(7)进入充电状态，太阳能电池组(1 )对蓄电池组(2)充电。电池充满，其电压升高，经充放电控制电路(7)采样放大、比较 ，中断充电或进入浮充状态。当自然光照度低于设定值时，光敏控制电路(8)输出电平再 变化，控制充放电控制电路(7)进入放电状态，蓄电池组(2)向行人探测控制电路(9) 、路灯功率控制电路(11)、光源驱动电路(12)等负载供电。
在定时控制电路(10)设定的开灯时段内，路灯功率控制电路(11)控制光源驱动电路 (5)及电光源(6)降功率运行。当某盏路灯有行人通过时，行人探测器产生识别信号，使 行人探测控制电路(9)输出电平发生变化，进而控制路灯功率控制电路(11)，使光源驱 动电路(5)及电光源(6)转换为满功率运行。行人离开探测器感应范围，行人探测控制电 路 9)返回常态，经电路延时，光源驱动电路(5)及电光源(6)返回降功率运行状态。依据图2流程图可清楚地看出本实用新型的电路控制关系。蓄电池充放电状态、光敏控 制电路状态、行人探测控制状态、定时控制设定状态等共同组成路灯控制器工作状态的控制 条件，依据图示的电路逻辑关系控制路灯分别转换于关灯、降功率开灯、满功率开灯等状态 ，并控制蓄电池的充放电状态。在本实用新型各输入控制条件中，优先条件首先是蓄电池荷 电状态，其次是自然光照与行人通过优先，后两者对满功率开灯的控制是"与"逻辑电路关 系。
为简化电路，也可取消定时控制电路，此时，图2流程中判定项"是否有人通过"判定 为"否"时，流程直接进入"路灯降功率运行"进程。
图1中，路灯功率的控制有两种方式。 一种是电光源(6)由多个发光单元组成，这时可 以通过路灯功率控制电路(11)控制照明装置内电光源(6)发光单元开启的数量，实现路 灯满功率与降功率的控制；另一种是通过路灯功率控制电路(11)及光源驱动电路(5)对 电光源(6)整体功率实施控制，控制电路的实现方式有多种，针对不同电光源的性能，可 以采取电流控制、电压控制、脉宽调制控制等公知的技术方式。
在依据图l、图2具体实施本实用新型电路时，可参照图l电路功能连接关系，利用通用 电路技术以分立元件组成各功能电路，也可采用市场上现有的充放电控制、电光源功率控制 、电光源驱动等专用集成电路，此时，图2工作流程可利用通用逻辑电路实现。但是，本实 用新型最佳实施方式推荐采用单片机模式，通过简单编程，配合检测、驱动等外围部件完成 本实用新型主要电路功能及流程的实现。
图3是本实用新型的一种采用单片机、LED光源的实施例。所示实施例中，由于对系统响 应速度要求不高，输入输出控制量少，加之采用外围功率驱动电路，因此单片机(12)可选 用普通8位机产品。蓄电池电压采样电路(17)从蓄电池组(2)取得其电压模拟量，经A/D 转换电路(21)输入单片机，经与设定值比较，在指定输出端产生相应控制电压或PWM控制 信号，通过充放电控制驱动电路(13)控制太阳能电池组(1)向蓄电池组(2)的充电、浮 充、停充，以及蓄电池组(2)对各电路模块、电光源的放电、断电。光敏检测电压采样电 路(3)从太阳能电池或另设的光敏元件取得与自然光照度对应的电压模拟量，经A/D转换电 路(21)输入单片机，经与设定值比较，确定白天或晚上工作状态。在白天状态，光控指定 输出端输出的电平或PWM控制信号使路灯功率控制器关断电光源，在夜晚状态，光控电路则 与行人探测、定时等电路共同控制路灯工作状态。此时行人探测控制电路启动工作，行人探 测器(4)探测行人或车辆通过状况，并实时输出开关量至单片机指定输入端，无人通过时 ，单片机指定输出端驱动路灯降功率控制电路(16)，控制光源驱动电路(5)、功率场效应管(22)减少LED电光源(6)的工作电流；有人通过时，单片机指定输出端驱动路灯满功 率控制电路(15)，控制光源驱动电路(5)、功率场效应管(22)为LED电光源(6)提供 额定工作电流。LED电光源(6)工作电流的控制可以是普通的电流控制，也可以是PW1脉宽 调制控制。取样电阻(23)对光源工作电流取样，经反馈，控制光源驱动电路(5)稳定工 作。光源驱动电路(5)可用分立元件组成恒流电路实现，也可直接采用市售的大功率LED专 用集成电路，如LTC3783电路具有恒流PWM调光功能，可驱动大功率LED串。定时控制外 围电路(20)与单片机共同组成路灯的定时开关控制电路，与光敏控制电路配合控制路灯的 开、闭。但在光敏控制电路确定的夜晚状态下，行人探测控制将优先于定时控制，即无论定 时控制开关与否，只要有人在夜晚通过，该点的路灯就满功率开灯工作，并延时维持一段可 使行人步行通过的时间。稳压电路(14)向单片机提供稳定的工作电压。显示电路(19)显 示路灯工作状态。单片机的编程可参照图2所示流程。
依据上述描述，针对不同的电光源以及不同的控制流程要求， 一般技术人员均可实现相 应要求的实施例。
权利要求1.一种太阳能路灯控制器，由充放电控制、光敏控制、定时控制在内的控制电路组合构成，其特征是在控制电路中还增加了行人探测控制电路以及路灯功率控制电路，其电路连接关系是行人探测控制电路通过路灯功率控制电路控制太阳能路灯的光源驱动电路的输出。
2.根据权利要求l所述的太阳能路灯控制器，其特征是控制器中的 路灯功率控制电路由满功率控制电路与降功率控制电路构成。
3.根据权利要求l所述的太阳能路灯控制器，其特征是在控制器外 围连接有行人探测器、光敏传感器、太阳能电池组、蓄电池组，还通过光源驱动电路连接了 电光源。
专利摘要一种太阳能路灯控制器，由充放电控制、光敏控制，行人探测控制、定时控制在内的控制电路组合，构成一种新型的太阳能路灯控制装置。白天太阳能电池通过充放电电路向蓄电池组充电，夜晚，无人通过时，路灯降功率运行，只有在行人通过时，行人探测控制电路输出变化，使路灯满功率运行。其有益效果是应用在太阳能路灯上可降低路灯耗电，既方便夜间行人，又展示路灯景观，显著提高太阳能路灯的效率。
文档编号H02J7/35GK201352865SQ20082030210
公开日2009年11月25日 申请日期2008年9月12日 优先权日2008年9月12日
发明者刘长印, 胡奎生 申请人:胡奎生;刘长印