智能化太陽能led路燈的制作方法
【專利說明】智能化太陽能LED路燈
[0001 ]本發明是申請號為201510640937X、申請日為2015年10月3日、發明名稱為“智能化太陽能LED路燈”的專利的分案申請。
技術領域
[0002 ]本發明涉及LED照明領域，尤其涉及一種智能化太陽能LED路燈。
【背景技術】
[0003]LED路燈與常規路燈不同的是，LED光源采用低壓直流供電、由GaN基功率型藍光LED與黃色合成的高效白光，具有高效、安全、節能、環保、壽命長、響應速度快、顯色指數高等獨特優點，可廣泛應用于道路。外罩可用制作，耐高溫達135度，耐低溫達-45度。
[0004]現有技術中，LED路燈大批量應用還存在以下幾個難點需要克服:LED路燈對供電設備要求較高，在為了節能環保而使用自然界的能源時，缺少一套能兼顧太陽能和風能的具體供電電路，以保障在自行充電的情況下LED路燈的持續供電；如何進行太陽能和風能之間供電的靈活切換；以及如何優化現有的太陽能供電結構和風能供電結構，以提高供電效率。
[0005]為此，本發明提出了一種智能化太陽能LED路燈，一方面，能夠提供兼顧太陽能和風能的優化供電電路對LED路燈進行可靠的自行充電，另一方面，能夠科學地根據太陽能的具體情況，啟動太陽能供電和風能供電之間的靈活切換，從而全面提高LED路燈的充電效率。
【發明內容】
[0006]為了解決現有技術存在的技術問題，本發明提供了一種智能化太陽能LED路燈，弓丨入與太陽能電板的電能輸出接口連接的電壓采集設備，以根據太陽能電板的輸出電壓提供太陽能供電和風能供電之間的充電切換控制信號，同時設計了一套具體供電電路以可靠地兼容太陽能和風能兩種供電模式。
[0007]根據本發明的一方面，提供了一種智能化太陽能LED路燈，所述LED路燈包括LED燈管、ARM9處理芯片、電壓采集設備、光電池和鉛酸蓄電池，光電池為鉛酸蓄電池充電，充電后的鉛酸蓄電池為ARM9處理芯片、電壓采集設備和LED燈管提供電力供應，電壓采集設備采集光電池的輸出電壓，ARM9處理芯片與電壓采集設備連接，根據電壓采集設備采集到的電壓控制光電池對鉛酸蓄電池的充電。
[0008]更具體地，在所述智能化太陽能LED路燈中，還包括:電壓采集設備，設置在燈架頂部，與光電池的電能輸出接口連接，用于采集光電池的輸出電壓，當輸出電壓大于等于預設光電池電壓閾值時，發出白天判斷信號，當輸出電壓小于預設光電池電壓閾值時，發出黑夜判斷信號;光電池，設置在燈架頂部，具有電能輸出接口，用于輸出光電池將太陽能轉換后的電能，電能輸出接口包括輸出正端和輸出負端;瞬態電壓抑制器，并聯在電能輸出接口的輸出正端和輸出負端之間；第一電阻，其一端連接電能輸出接口的輸出正端，其另一端連接第二電阻的一端;第二電阻，其另一端連接電能輸出接口的輸出負端;升力風機主結構，設置在燈架頂部，包括三個葉片、偏航設備、輪轂和傳動設備;三個葉片在風通過時，由于每一個葉片的正反面的壓力不等而產生升力，所述升力帶動對應葉片旋轉;偏航設備與三個葉片連接，用于提供三個葉片旋轉的可靠性并解纜；輪轂與三個葉片連接，用于固定三個葉片，以在葉片受力后被帶動進行順時針旋轉，將風能轉化為低轉速的動能;傳動設備包括低速軸、齒輪箱、高速軸、支撐軸承、聯軸器和盤式制動器，齒輪箱通過低速軸與輪轂連接，通過高速軸與風力發電機連接，用于將輪轂的低轉速的動能轉化為風力發電機所需要的高轉速的動能，聯軸器為一柔性軸，用于補償齒輪箱輸出軸和發電機轉子的平行性偏差和角度誤差，盤式制動器，為一液壓動作的盤式制動器，用于機械剎車制動;風力發電機，與升力風機主結構的齒輪箱連接，為一雙饋異步發電機，用于將接收到的高轉速的動能轉化為風力電能，風力發電機包括定子繞組、轉子繞組、雙向背靠背IGBT電壓源變流器和風力發電機輸出接口，定子繞組直連風力發電機輸出接口，轉子繞組通過雙向背靠背IGBT電壓源變流器與風力發電機輸出接口連接，風力發電機輸出接口為三相交流輸出接口，用于輸出風力電能;整流電路，與風力發電機輸出接口連接，對風力發電機輸出接口輸出的三相交流電壓進行整流以獲得風力直流電壓;濾波穩壓電路，與整流電路連接以對風力直流電壓進行濾波穩壓，以輸出穩壓直流電壓；第三電阻和第四電阻，串聯后并聯在濾波穩壓電路的正負二端，第三電阻的一端連接濾波穩壓電路的正端，第四電阻的一端連接濾波穩壓電路的負端；第一電容和第二電容，串聯后并聯在濾波穩壓電路的正負二端，第一電容的一端連接濾波穩壓電路的正端，第二電容的一端連接濾波穩壓電路的負端，第一電容的另一端連接第三電阻的另一端，第二電容的另一端連接第四電阻的另一端;第三電容，并聯在濾波穩壓電路的正負二端;第五電阻，其一端連接濾波穩壓電路的正端;第一開關管，為一 P溝增強型MOS管，其漏極與第五電阻的另一端連接，其襯底與源極相連，其源極與濾波穩壓電路的負端連接;手動卸荷電路，其兩端分別與第一開關管的漏極和源極連接;第一防反二極管，其正端與濾波穩壓電路的正端連接，其負端與第一開關管的漏極連接;第二開關管，為一 P溝增強型MOS管，其漏極與濾波穩壓電路的正端連接，其襯底與源極相連;第二防反二極管，其正端與第二開關管的源極連接;第四電容和第五電容，都并聯在第二防反二極管的負端和濾波穩壓電路的負端之間；第三防反二極管，并聯在第二防反二極管的負端和濾波穩壓電路的負端之間；第三開關管，為一P溝增強型MOS管，其漏極與第三防反二極管的負端連接，其襯底與源極相連;第四防反二極管，并聯在第三開關管的源極和濾波穩壓電路的負端之間;第一電感，其一端與第三開關管的源極連接;第六電容和第七電容，都并聯在第一電感的另一端和濾波穩壓電路的負端之間；第五防反二極管，并聯在第一電感的另一端和濾波穩壓電路的負端之間;鉛酸蓄電池，并聯在電能輸出接口的輸出正端和輸出負端之間，同時其正極與第五防反二極管的負極連接，其負極與第五防反二極管的正極連接;繼電器，位于LED燈管和鉛酸蓄電池之間，通過是否切斷LED燈管和鉛酸蓄電池之間的連接來控制LED燈管的打開和關閉；光耦，位于繼電器和ARM9處理芯片之間，用于在ARM9處理芯片的控制下，決定繼電器的切斷操作；電壓檢測器，用于實時檢測鉛酸蓄電池的充電電壓；電流檢測器，用于實時檢測鉛酸蓄電池的充電電流;太陽能充電控制器，與電能輸出接口、鉛酸蓄電池、電壓檢測器和電流檢測器分別連接，在檢測到電能輸出接口對鉛酸蓄電池供電時，當接收到的充電電壓小于預設蓄電池電壓閾值時，采用恒流充電方式對鉛酸蓄電池進行充電，當接收到的充電電壓大于等于預設蓄電池電壓閾值且接收到的充電電流大于等于預設蓄電池電流閾值時，采用恒壓充電方式對鉛酸蓄電池進行充電，當接收到的充電電壓大于等于預設蓄電池電壓閾值且接收到的充電電流小于預設蓄電池電流閾值時，采用浮充充電方式對鉛酸蓄電池進行充電;ARM9處理芯片，與電壓采集設備連接，當接收到黑夜判斷信號，斷開太陽能輸出接口對鉛酸蓄電池的充電，打通風力發電機輸出接口對鉛酸蓄電池的充電，當接收到白天判斷信號，打通太陽能輸出接口對鉛酸蓄電池的充電，斷開風力發電機輸出接口對鉛酸蓄電池的充電；其中，ARM9處理芯片還與第二開關管的柵極和第三開關管的柵極分別連接，通過在第二開關管的柵極上施加PWM控制信號，確定第二開關管的通斷，以控制風力發電機輸出接口對鉛酸蓄電池的充電的通斷，還通過在第三開關管的柵極上施加占空比可調的PffM控制信號，以控制風力發電機輸出接口對鉛酸蓄電池的充電電壓。
[0009]更具體地，在所述智能化太陽能LED路燈中:風力發電機設置在燈架上。
[0010]更具體地，在所述智能化太陽能LED路燈中，所述LED路燈還包括:存儲設備，用于存儲預設光電池電壓閾值。
[0011]更具體地，在所述智能化太陽能LED路燈中:存儲設備還預先存儲了預設蓄電池電流閾值和預設蓄電池電壓閾值。
[0012]更具體地，在所述智能化太陽能LED路燈中:存儲設備與ARM9處理芯片集成在一塊集成電路板上。
【附圖說明】
[0013]以下將結合附圖對本發明的實施方案進行描述，其中:
[0014]圖1為根據本發明實施方案示出的智能化太陽能LED路燈的結構方框圖。
[0015]附圖標記:IARM9處理芯片;2 LED燈管;3電壓采集設備;4光