一种多功能型太阳能公园亮化照明控制电路的制作方法

1.本实用新型涉及太阳能电池领域，具体是一种多功能型太阳能公园亮化照明控制电路。


背景技术：

2.在公园等公共场所内需要给路灯供电、给显示屏等设备供电，目前的供电系统的电池充放电不够稳定，尤其是在给路灯和显示屏等设备共同供电时，由于显示屏等设备与路灯的电压需求不同，电池的充放电更加不稳定，导致路灯、显示屏等设备工作状态不稳定。


技术实现要素：

3.为解决上述现有技术的缺陷，本实用新型提供一种多功能型太阳能公园亮化照明控制电路，本实用新型充放电稳定，能够调整充电电流，可以应用在公园内的亮化照明，广告灯箱周围的照明以及其他无需市电需要照明且需要外接低压供电的设备的区域。
4.为实现上述技术目的，本实用新型采用如下技术方案：一种多功能型太阳能公园亮化照明控制电路，包括mcu、负载光源led1、待供电设备，以及为所述mcu供电的mcu供电电路、为所述待供电设备供电的降压输出电路，还包括连接于mcu的控制所述降压输出电路的降压控制电路，还包括连接于mcu的用于控制所述负载光源led1导通的光源控制电路。
5.进一步地，所述mcu供电电路包括光伏板和电池、稳压器u1，所述光伏板的负极接地，正极分为三路，第一路经过电阻r7连接至mcu的9脚，且所述电阻r7的负极经过并联的电阻r8和电池c4接地，第二路经过二极管d1连接至场效应管m5，第三路连接至场效应管m4；所述场效应管m5的源极分为三路，第一路经过二极管d2连接至所述电池，同时所述二极管d2还经过电容c1接地，第二路连接至所述二极管d1，第三路经过电阻r4连接至所述场效应管m5的栅极；所述场效应管m5的栅极经过串联的电阻r5、开关线接地；所述场效应管m5的漏极分为三路，第一路经过电容c2接地，第二路经过电容c3接地，第三路连接至所述稳压器u1的2脚；所述稳压器u1的1脚接地，3脚分为三路，第一路经过电容c5接地，第二路经过电容c6接地，第三路连接至mcu的1脚；所述场效应管m4的源极连接场效应管m3的源极，所述场效应管m4的栅极分为三路，第一路连接至所述场效应管m3的栅极，第二路经过电阻r2连接至三极管q2的集电极，第三路经过电阻r1连接至所述场效应管m3的源极；所述场效应管m3的漏极分为五路，第一路连接至所述电池的正极，第二路经过电容c1接地，第三路经过电阻r14连接至mcu的11脚，第四路连接至所述负载光源led1，第五路连接至所述降压控制电路；所述三极管q2的发射极接地，基极一路经过电阻r3接地，另一路经过电阻r6连接至mcu的5脚。
6.进一步地，所述降压输出电路包括降压芯片u3，所述降压芯片u3的5脚分为五路，第一路连接至所述降压控制电路，第二路经过电阻r20连接至4脚，第三路接地，第四路经过电容c10接地，第五路经过电容c11接地；1脚经过电容c12后与6脚共同连接且分为两路，第一路经过二极管d4接地，第二路连接电感l1；电感l1分为六路，第一路经过电阻r21、电阻
r22接地，第二路经过电容c13、所述电阻r22接地，第三路经过电容c14接地，第四路经过电容c15接地，第五路经过电容c16接地，第六路连接至所述待供电设备。
7.进一步地，所述降压控制电路包括场效应管m1和三极管q1，所述场效应管m1的源极连接至所述mcu供电电路，栅极经过电阻r18连接至源极，且栅极经过电阻r19连接至所述三极管q1的集电极，漏极连接至所述降压输出电路的所述降压芯片u3的5脚；所述三极管q1的发射极接地，基极经过电阻r12接地，且基极经过电阻r17连接至mcu的13脚。
8.进一步地，所述光源控制电路包括场效应管m2，所述场效应管m2的漏极连接至所述负载光源led1，栅极经过电阻r11连接至mcu的6脚，经过电阻r16接地；所述场效应管m2的源极分为三路，第一路连接电阻r13，第二路经过电阻r23接地，第三路经过电阻r24接地；所述电阻r13一路经过电容c8接地，另一路连接至mcu的10脚。
9.进一步地，所述mcu的1脚、14脚、8脚连接有红外接收头ir1，2脚经过贴片电阻rc1连接至所述红外接收头ir1，3脚经过电阻r9、二极管rl1接地，7脚经过电阻r10、二极管gl1接地；8脚经过电容c9接地，11脚分为三路，第一路经过电容c7接地，第二路经过电阻r15接地，第三路经过电阻r24连接至所述mcu供电电路。
10.综上所述，本实用新型取得了以下技术效果：
11.1、本实用新型可实现的功能有：
12.一、光伏板对锂电池的充电开关，以及充电电流的调整；
13.二、锂电池的充放电管理，即电池的过充过放保护；
14.三、负载部分的过流保护以及短路保护；
15.四、根据环境光线强度自动开启或者关闭负载输出；
16.五、显示屏恒压供电，且自动调整显示屏的工作时间；
17.六、可以用遥控器独立控制负载光源以及显示屏的工作时间段；
18.七、低功耗的待机模式以节省电池电量；
19.应用场景有：公园内的亮化照明，广告灯箱周围的照明以及其他无需市电需要照明且需要外接低压供电的设备的区域。
附图说明
20.图1是本实用新型实施例提供的一种多功能型太阳能公园亮化照明控制电路原理示意图。
具体实施方式
21.以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。
22.本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。
23.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装
置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
24.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
25.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
26.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
27.实施例：
28.一种多功能型太阳能公园亮化照明控制电路，该电路结构为基于型号为ft61f022a的mcu控制软硬件结合的锂电池多功能型亮化照明的控制电路，通过mcu的电压采样脚位检测负载部分的驱动电流，实现过流保护以及负载的短路保护，并且烧录特定的软件符合客户或者设计的要求。包括mcu、负载光源led1、待供电设备，以及为mcu供电的mcu供电电路1、为待供电设备供电的降压输出电路3，还包括连接于mcu的控制降压输出电路3的降压控制电路2，还包括连接于mcu的用于控制负载光源led1导通的光源控制电路4。待供电设备例如显示屏。
29.u2为mcu，型号为ft61f022a，通过烧录与硬件电路以及客户要求相符合的软件，可控制整个电路。
30.mcu供电电路1包括光伏板和电池、稳压器u1，u1为低压差线性稳压器，为mcu提供稳定的供电电压。光伏板的负极接地，正极分为三路，第一路经过电阻r7连接至mcu的9脚，且电阻r7的负极经过并联的电阻r8和电池c4接地，r7和r8为光伏板电压的分压采样电阻，c4起到采样滤波的效果，第二路经过二极管d1连接至场效应管m5，第三路连接至场效应管m4；场效应管m5的源极分为三路，第一路经过二极管d2连接至电池，同时二极管d2还经过电容c1接地，c1为电池供电的滤波电容，第二路连接至二极管d1，第三路经过电阻r4连接至场效应管m5的栅极；场效应管m5的栅极经过串联的电阻r5、开关线接地；场效应管m5的漏极分为三路，第一路经过电容c2接地，第二路经过电容c3接地，c2，c3为u1输入电压的滤波电容，第三路连接至稳压器u1的2脚；稳压器u1的1脚接地，3脚分为三路，第一路经过电容c5接地，第二路经过电容c6接地，c5，c6为u1输出电压的滤波电容，第三路连接至mcu的1脚；场效应管m4的源极连接场效应管m3的源极，场效应管m4的栅极分为三路，第一路连接至场效应管m3的栅极，第二路经过电阻r2连接至三极管q2的集电极，第三路经过电阻r1连接至场效应管m3的源极；场效应管m3的漏极分为五路，第一路连接至电池的正极，第二路经过电容c1接
地，第三路经过电阻r14连接至mcu的11脚，第四路连接至负载光源led1，第五路连接至降压控制电路2；三极管q2的发射极接地，基极一路经过电阻r3接地，另一路经过电阻r6连接至mcu的5脚，r6为mcu对q2基极的驱动电阻。q2为npn三极管，q2可以控制m3，m4的导通状态以及调节对应的占空比，r3为q2的下拉电阻，可以使q2在不确定信号的同时可以一直关闭。
31.m3，m4为p沟道场效应管，在光伏板对电池充电的过程中起到控制开启关闭充电的作用，也调整充电电流以及防止反向放电的作用。r1为m3，m4的上拉电阻，可以将m3，m4的栅极由一个不确定的信号通过一个电阻钳位在高电平，保证无其他信号输入时，m3和m4处于关闭导通状态，防止光伏板对电池误充电。r2为栅极的分压电阻，避免m3，m4的gs电压过高。
32.m5为小功率p沟道场效应管，可以控制整个系统的供电开关，保证在开关断开时，待机模式下的低功耗。r4为m5的上拉电阻，保证m5稳定的关闭状态，即保证整个系统的供电处于关闭状态，r5是m5栅极的驱动电阻，避免m5的gs电压过高。
33.d1，d2为肖特基二极管，光伏板和电池可以同时为核心的mcu供电，防止电池在过放时无法对mcu供电，从而光伏板对电池无法进行充电，也避免光伏板对电池直接充电以及电池对光伏板放电。
34.降压输出电路3包括降压芯片u3，u3为dc－dc降压输出电路，型号为md8941，在输入电压较高时，可以恒定输出电压，避免待供电设备由于输入电压较高损坏。降压芯片u3的5脚分为五路，第一路连接至降压控制电路2，第二路经过电阻r20连接至4脚，第三路接地，第四路经过电容c10接地，第五路经过电容c11接地；1脚经过电容c12后与6脚共同连接且分为两路，第一路经过二极管d4接地，第二路连接电感l1；电感l1分为六路，第一路经过电阻r21、电阻r22接地，第二路经过电容c13、电阻r22接地，第三路经过电容c14接地，第四路经过电容c15接地，第五路经过电容c16接地，第六路连接至待供电设备。
35.降压控制电路2包括场效应管m1和三极管q1，场效应管m1的源极连接至mcu供电电路1，栅极经过电阻r18连接至源极，且栅极经过电阻r19连接至三极管q1的集电极，漏极连接至降压输出电路3的降压芯片u3的5脚；三极管q1的发射极接地，基极经过电阻r12接地，且基极经过电阻r17连接至mcu的13脚。
36.m1为小电流p沟道场效应管，可以控制dc－dc降压ic(md8941)的供电，从而控制待供电设备的导通状态，通过调节q1基极的高低电平来控制m1的开关。
37.r18为m1的上拉电阻，保证m1稳定的关闭状态，即保证待供电设备处于稳定关闭状态，r19的m1栅极的分压电阻，避免m1的gs电压过高。
38.光源控制电路4包括场效应管m2，场效应管m2的漏极连接至负载光源led1，栅极经过电阻r11连接至mcu的6脚，经过电阻r16接地；场效应管m2的源极分为三路，第一路连接电阻r13，第二路经过电阻r23接地，第三路经过电阻r24接地；电阻r13一路经过电容c8接地，另一路连接至mcu的10脚。r13为mcu对led放电电流采样的保护电阻，c8起到采样滤波的效果。r23与r24为负载部分的放电电流采样电阻，通过调整r23和r24的阻值，可以改变上限工作电流。
39.m2为大电流n沟道场效应管，可以控制负载光源导通状态，通过调节m2栅极的高低电平来控制负载的开关。r11为m2的栅极驱动电阻，r16为m2的栅极下拉电阻，保证m2稳定的关闭状态，即保证负载光源的稳定关闭。
40.mcu的1脚、14脚、8脚连接有红外接收头ir1，2脚经过贴片电阻rc1连接至红外接收
头ir1，3脚经过电阻r9、二极管rl1接地，7脚经过电阻r10、二极管gl1接地；8脚经过电容c9接地，11脚分为三路，第一路经过电容c7接地，第二路经过电阻r15接地，第三路经过电阻r24连接至mcu供电电路1。r14和r15为电池电压的分压采样电阻，c7起到采样滤波的效果。r9为红色指示灯的限流电阻。r10为绿色指示灯的限流电阻。
41.ir1为红外接收头，可以接受红外遥控器的发射信号，通过mcu解码，可以控制led负载光源和待供电设备的开关以及调整对应的工作模式。rl1为红色指示灯，可以指示是否有亏电现象。gl1为绿色指示灯，可以指示电池是否在充电状态以及电池是否充满电。当两者同时闪烁时，可以提示负载为异常状态。
42.rc1为系统供电电压工作切换电阻，贴装时，mcu的2脚默认高电平变为低电平，mcu判别电池电压为11.1v的三串三元锂电池；不贴装时，mcu的2脚默认高电平，mcu判别电池电压为12.8v的四串磷酸铁锂电池。
43.组装好一整套系统后，当从白天慢慢进入黑夜时，光伏板表面接收到的光线降低，即光伏板的电压逐渐降低，当mcu的9脚检测到光伏板电压逐渐低于一定值时，mcu判定此时即将进入黑夜状态，需要打开负载光源和待供电设备工作，系统进入放电工作状态，mcu的6脚由低电平变为高电平，m2导通，光源工作。mcu的13脚由低电平变为高电平，q1导通，m1导通，u3开始由供电，待供电设备开始工作。当电池电量足够时，负载光源会一直按照设定的工作时长工作，当时间不如深夜后，行人数量降低，待供电设备会工作一定时间后自动关闭，以节省电量，即mcu的13脚变为低电平。当黑夜慢慢进入白天时，光伏板表面的光线开始增加，光伏板的电压升高，当mcu的9脚检测到光伏板电压逐渐高于一定值时，mcu会判定此时即将进入白天状态，mcu的6脚输出低电平，负载光源关闭，mcu的13脚变为高电平，待供电设备打开，工作一段时间后，由于公园午间人数较少，待供电设备继续处于关闭状态，直到傍晚打开；若当若电池电压的低于过放值，负载光源和待供电设备均处于关闭状态，直到光伏板对电池充一定电量后，解除过放状态，恢复负载光源和待供电设备的工作。
44.当检测到光伏板电压高于电池电压时，mcu会打开光伏板对电池充电的通道，m3，m4会由关闭状态逐渐开启，绿色指示灯开始闪烁，提示此时光伏板在对电池充电，为防止充电通道开启瞬间的充电电流过大，mcu的5脚会逐渐升高pwm输出，直到升高到高电平，会持续一段时间；当mcu检测到电池电压达到一定值时，会逐渐降低光伏板对电池的充电电流，即mcu的5脚逐渐降低pwm输出，可以使电池的电量充得更加饱和并且可以防止大电流过充对电池造成损伤，延长电池的使用寿命；当mcu检测到电池电压高于一定值时，判定电池进入过充状态，则关闭充电通道，即mcu的5脚输出变为低电平，q2关闭，m3，m4处于关闭状态，绿色指示灯变为常亮状态，提示电池电量已满，直到电池自耗电，电压跌落低于一定值后再次恢复充电，绿色指示灯恢复闪烁，以此循环。当环境光降低，直至进入黑夜时，mcu检测到光伏板电压逐渐降低，低于一定值后，电池进入上述的放电状态，以此循环。
45.本实用新型通过三串三元锂或者四串磷酸铁锂的12v锂电池，18v光伏板，负载光源以及外界显示屏或者其他需要12v供电的设备，例如显示屏等，可以用于无需市电接入的智能亮化照明。该方案用于公园内的道路照明以及负责广告屏幕的可调整时间段的供电。智能的充放电系统可以保证电池稳定充放电以及负载和显示屏部分持续稳定的工作。主要配件有该方案组成的控制驱动板，负载光源，显示屏，11.1v或者12.8v锂电池，18v光伏板，灯壳灯杆等。
46.以上所述仅是对本实用新型的较佳实施方式而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本实用新型技术方案的范围内。