一种可远方遥控的太阳能路灯电池模组的制作方法

文档序号:14884589发布日期:2018-07-07 10:49阅读:296来源:国知局

本实用新型涉及太阳能路灯设备领域,具体为一种可远方遥控的太阳能路灯电池模组。



背景技术:

太阳能路灯是采用晶体硅太阳能电池供电,免维护阀控式密封蓄电池(胶体电池)储存电能,超高亮LED灯具作为光源,并由智能化充放电控制器控制,用于代替传统公用电力照明的路灯。太阳能路灯无需铺设线缆、无需交流供电、不产生电费;采用直流供电、控制;具有稳定性好、寿命长、发光效率高,安装维护简便、安全性能高、节能环保、经济实用等优点。可广泛应用于城市主、次干道、小区、工厂、旅游景点、停车场等场所。太阳能路灯系统组成是由LED光源(含驱动)、太阳能电池板、蓄电池(包括蓄电池保温箱)、太阳能路灯控制器、路灯灯杆(含基础)及辅料线材等几部分构成,其中太阳能路灯的锂电池模组的设计对于整个太阳能路灯的效果来讲非常关键。随着太阳能路灯的运用越来越广泛,一些不足之处也逐渐暴露出来。

例如,授权公告号为206282901U,专利名称为一种太阳能路灯用锂电池组的实用新型/实用新型专利:

包括壳体、控制器和若干个电池组,在壳体内设有两个固定架,在固定架上设有滑道,在固定架上设有至少两个活动杆,活动杆底部的两端分别各设有一个滑块,活动杆可沿固定架滑动,在活动杆上设有可以固定电池组的卡夹,在壳体的内侧壁上设有若干个散热装置,散热装置包括散热板和散热片,在散热板上设有散热片,散热板通过弹簧与壳体的内侧壁相连,在壳体上设有将热量排到外面的通风口。控制器和若干个电池组通过卡夹固定在壳体内,可以适用不同大小的控制器和电池组,散热片与电池组接触,通过散热装置和通风口对其散热;具有结构简单、组装便捷、使用安全等优点

但是,该太阳能路灯用锂电池组存在以下两个方面的缺陷:

(1)该装置的供电线路唯一,一旦一路出现问题就会导致整个电路故障,不能够满足供电需求;

(2)该装置的电路控制不具有远程控制功能,只能进行本地调控,灵活性较差。



技术实现要素:

为了克服现有技术方案的不足,本实用新型提供一种可远方遥控的太阳能路灯电池模组,能有效的解决背景技术提出的问题。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:

一种可远方遥控的太阳能路灯电池模组,包括锂电池组和用于实现对锂电池组输出电源进行分配的电压输出单元,所述锂电池组包括一般主要供电使用的主锂电池和紧急备用的冗余锂电池,所述主锂电池与冗余锂电池的输出端并联连接有电池单体选通电路;所述电压输出单元包括耦合驱动电路和电压变换器,所述电压变换器的输出端连接有用于进行电信号采集的电信号采集模块,所述电信号采集模块包括用于进行电信号采集的采样模组和信号调理电路,信号调理电路的输出端连接有无线收发模块;所述采样模组输出的采样信号通过信号调理电路调理后输出,所述无线收发模块输出端连接有PWM波控制器,所述PWM波控制器输出占空比调整信号至电压变换器的控制端。

进一步地,所述采样模组包括用于提供采样点的采样电阻和电压电流传感器,所述电压电流传感器输出电压电流信号至信号调理电路。

进一步地,述信号调理电路包括用于信号放大的差分放大电路和用于滤除杂波的低通滤波器,所述低通滤波器的信号输出端连接有AD转换器。

进一步地,所述电池单体选通电路包括两路输入通道和一路输出通道,其中两路输入通道分别连接至主锂电池和冗余锂电池的输出端,一路输出通道连接至耦合驱动电路的输入端。

进一步地,所述无线收发模块包括单片机控制器和无线收发器,所述单片机控制器的SPI信号输入端通过导线连接至AD转换器的输出端,单片机控制器的PWM输出引脚输出PWM调控信号至PWM波控制器的控制输入端。

进一步地,所述无线收发器采用nRF401一体化无线收发芯片,且无线收发器的数据端口与单片机控制器的UART端口之间连接有用于进行数据格式转换的编解码器。

与现有技术相比,本实用新型的有益效果是:

(1)本实用新型通过在锂电池组中设置主锂电池和冗余锂电池,利用电池单体选通电路实现对工作电池电路的选择操作,能够在主锂电池出现故障时利用冗余锂电池直接供电,实现不间断供电,保证使用需求,且正常情况下时冗余锂电池通道关闭处于休眠状态,有效降低能耗。

(2)本实用新型通过设置电信号采集模块,利用采样电阻和传感器实现对电路输出参数的实时采集,利用单片机控制根据得到的电压电流参数转换成电路功率值,并且利用无线收发模块实现与远程控制端的数据交互,结合PWM波控制器实现对于电压变换器的输出功率值的调控操作,实现了远程控制操作,有利于利用最小能耗使路灯工作在最佳状态。

综上所述,本实用新型具有冗余供电功能,保证电路不间断供电,且还具有远程调控功能,控制方便。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构框图。

图中标号:

1-锂电池组;2-电压输出单元;3-电信号采集模块;4-无线收发模块;

101-主锂电池;102-冗余锂电池;103-电池单体选通电路;

201-耦合驱动电路;202-电压变换器;

301-采样模组;302-信号调理电路;303-PWM波控制器;304-采样电阻;305-电压电流传感器;306-差分放大电路;307-低通滤波器;308-AD转换器;

401-单片机控制器;402-无线收发器;403-编解码器。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示,本实用新型提供了一种可远方遥控的太阳能路灯电池模组,包括锂电池组1和用于实现对锂电池组1输出电源进行分配的电压输出单元2,所述锂电池组1包括一般主要供电使用的主锂电池101和紧急备用的冗余锂电池102,所述主锂电池101与冗余锂电池102的输出端并联连接有电池单体选通电路103;所述电压输出单元2包括耦合驱动电路201和电压变换器202,所述电池单体选通电路103包括两路输入通道和一路输出通道,其中两路输入通道分别连接至主锂电池101和冗余锂电池102的输出端,一路输出通道连接至耦合驱动电路201的输入端。在锂电池组1中设置主锂电池101和冗余锂电池102,当主锂电池101工作正常时,所述电池单体选通电路103中对应者主锂电池101的通道打开,对应冗余锂电池102的通道关闭,从而主锂电池101为整个装置供电,当主锂电池101出现故障的时候,冗余锂电池102对应的通道打开,开始给整个装置供电。

从电池单体选通电路103输出的电池电压通过耦合驱动电路201实现光耦隔离后,送入至电压变换器202进行电压变换操作;所述电压变换器202的输出端连接有用于进行电信号采集的电信号采集模块3,所述电信号采集模块3包括用于进行电信号采集的采样模组301和信号调理电路302,信号调理电路302的输出端连接有无线收发模块4;所述采样模组301输出的采样信号通过信号调理电路302调理后输出,所述无线收发模块4输出端连接有PWM波控制器303,所述PWM波控制器303输出占空比调整信号至电压变换器202的控制端。

需要说明的是,所述电压变换器202采用可控硅全桥电压变换电路制成,输出电压的幅值大小由门极关断的占空比控制,即有PWM波控制器303的输出波形进行调控,电压变换器202输出可调电压至路灯的供电端,从而点亮路灯。

所述采样模组301包括用于提供采样点的采样电阻304和电压电流传感器305,所述电压电流传感器305输出电压电流信号至信号调理电路302,采样电阻304串联在电压变换器202的输出电路中,电压电流传感器305连接至采样电阻304进行实时电流和电压采集;所述信号调理电路302包括用于信号放大的差分放大电路306和用于滤除杂波的低通滤波器307,所述低通滤波器307的信号输出端连接有AD转换器308;传感器采集到的电信号通过差分放大路306消除零漂后再进行放大,得到的放大电压经过低通滤波器307滤除杂波得到纯净信号后,再通过AD转换器308转换成数字信号送入至无线收发模块4。

所述无线收发模块4包括单片机控制器401和无线收发器402,所述单片机控制器401的SPI信号输入端通过导线连接至AD转换器308的输出端,单片机控制器401的PWM输出引脚输出PWM调控信号至PWM波控制器303的控制输入端;所述无线收发器402采用nRF401一体化无线收发芯片,该芯片中集成了高频发射接收、合成、调制解调和多频道切换等功能,在低成本数字无线通信应用中具有突出的技术优势;且无线收发器402的数据端口与单片机控制器401的UART端口之间连接有用于进行数据格式转换的编解码器403。

进一步说明的是,所述单片机控制器401将当前采集到的实时信号进行简单的转换计算得到当前的电路功率值,并且驱动编解码器403将数据进行编码格式转换,再通过无线收发器402发送至远程控制端,远程控制端根据当前的电路功率值与预期值进行比对,给出反馈调整意见再发送出无线信号,由无线收发器402的接收通道接收并且进行解调后送入编解码器403的解码单元,还原得到数字指令信号至单片机控制器401,再通过单片机控制器401输出PWM波调整信号至PWM波控制器303,进而改变电压变换器202的输出值。

本实用新型的特点包括:

(1)本实用新型通过在锂电池组中设置主锂电池和冗余锂电池,利用电池单体选通电路实现对工作电池电路的选择操作,能够在主锂电池出现故障时利用冗余锂电池直接供电,实现不间断供电,保证使用需求,且正常情况下时冗余锂电池通道关闭处于休眠状态,有效降低能耗。

(2)本实用新型通过设置电信号采集模块,利用采样电阻和传感器实现对电路输出参数的实时采集,利用单片机控制根据得到的电压电流参数转换成电路功率值,并且利用无线收发模块实现与远程控制端的数据交互,结合PWM波控制器实现对于电压变换器的输出功率值的调控操作,实现了远程控制操作,有利于利用最小能耗使路灯工作在最佳状态。

综上所述,本实用新型具有冗余供电功能,保证电路不间断供电,且还具有远程调控功能,控制方便。

对于本领域技术人员而言,显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

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