專利名稱：一種太陽能路燈智能負載檢測控制裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及路燈照明控制裝置，特別是一種太陽能照明路燈智能負 載檢測的控制裝置。 技術背景現有技術中的智能化太陽能路燈控制裝置，由蓄電池充放電保護電路、 光控電路和單片機控制電路組成，蓄電池正負極兩端連接有兩路采樣電路， 一路采樣電路對蓄電池電壓進行采樣，通過預先設置值對蓄電池進行監測和 保護，另一路將蓄電池電壓采樣后送入控制器中進行處理，控制器根據當天 的充電情況和蓄電池在春夏秋冬不同季節的充電量自動控制路燈的工作時 間。另外，其對系統的保護是采用傳統保險絲， 一旦保險絲燒毀，必須人為 更換；線路短路后需手動復位，斷電后需人工進行重新開啟。因此，維護麻 煩，安全性能不高。 發明目的本實用新型所要解決的問題是提供一種安全性能好、維護方便的太陽能 路燈智能負載檢測的控制裝置。為了解決上述技術問題，本實用新型包括太陽能板、蓄電池、負載、微 處理器單元、蓄電池充電單元和負載驅動單元，太陽能電板輸出接蓄電池充 電單元，其輸出端及控制端分別接蓄電池和接微處理器，蓄電池輸出接負載 驅動單元，其輸出端及控制端分別接照明負載和微處理器，負載上另接有負載過流短路保護單元及負載在線檢測單元，兩者的輸出信號均連接至微處理 器。負載過流短路保護單元用于識別負載處于過流或短路狀態，進而即時截止動作和程序監控；負載在線檢測單元用于檢測負載處于斷開或短路狀態。所述負載過流短路保護單元包括通過微處理器單元與負載相并聯的終端 電阻，以向微處理器單元傳送負載斷開或斷開信號，所述負載在線檢測單元 包括由運放器與比較器組成的與負載并聯的保護電路，其輸出端接微處理器單元。負載驅動單元可設有二組輸出，連接相應的雙回路負載。 微處理器上還可接有對應于負載處于斷開或短路狀態的報警驅動單元。本實用新型的優點及效果由于設有負載過流短路保護單元和負載在線 檢測單元，可以識別負載處于過流或短路狀態，進而即時截止動作和程序監 控也解決了用傳統保險絲只能對電路進行一次性保護， 一旦燒毀必須人為更 換、短路后需手動復位或斷電后重新開啟的問題，簡化了太陽能智能路燈控 制器維護，提高了設備的安全性能；設置報警驅動單元，當負載處于斷開或短路狀態時，發出報警提示，從而及時告知設備的故障，及時進行維護，不 至于在設備出錯的情況下繼續使用，造成大的損失，從而提高了安全性能。 附圖及說明
圖1是本實用新型的電路方框圖； 圖2是本實用新型保護部分的電路圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型的電路、特征及其功效進一步說明。 茲結合附圖詳細列舉具體實施方式
如下太陽能電池板l，通過連接器接充電單元11及蓄電池2，充電單元ll由快恢復二極管和場效應管組成，其控制極受控于微處理器10的P1.6腳，其輸出接蓄電池2，太陽能電池板可探測 環境的光線強弱，進而判斷出白天和黑夜，當太陽能電池板l的電壓大于蓄 電池2電壓時，充電單元ll有電流流過，蓄電池2在充電。蓄電池2，通過 導線接負載驅動回路14，負載驅動回路14是由2只場效應管組成，場效應管 作為電子開關，控制回路的輸出，其控制極受微處理器10的P1.7、 P3.7兩腳 的控制，蓄電池2提供照明系統所需的電源，負載16是負載驅動回路14所 帶的負載，可以是與蓄電池2相應電壓的直流負載，如直流節能燈、LED燈， 也可以通過逆變器驅動無極燈、高壓鈉燈等交流負載。微處理器10，是本實 用新型的核心器件，可監測蓄電池的工作狀態、可以識別目前的光線情況、 可以跟蹤負載的運行情況，進而根據的流程調用不同的處理程序，為防止外 界干擾引起設備運行失常，微處理器10具有攔截程序失控的自動恢復功能。 負載驅動回路14，輸出受控于微處理器，可以根據設定的時間進行工作，在 蓄電池欠壓、白天來臨時，負載驅動回路14停止輸出。在負載短路或嚴重過 載時，負載驅動回路6每隔IO秒接通負載，如負載短路己解除，則負載能正 常工作。負載輸出控制采用SGS-THOMSOM公司的N型增強型功率MOS管 P60N06。該功率管具有低內阻(<0.014歐)，能承受高的工作電流(最大為 60A)，較高擊穿電壓(>60V)較低門檻驅動電壓(〉4V)的特點，經試驗表明 在5A的額定負載下，溫升不超過1(TC，不需附加散熱器。負載輸出控制電 路的參數選擇要保證12V和24V系統均能使P60N06可靠開通和關斷，同時 要注意MOS管的柵源電壓必須限制在20V范圍內，以保護MOS管。蓄電池 充電單元ll，根據設置好的蓄電池容量，利用單片機的PWM功能，控制器根據蓄電池不同容量的伏安特性自動調節對蓄電池充電電流，來獲得最佳充電效果。以單體標稱電壓為12V的鉛酸蓄電池為例，當其單體電壓10V-11.5V 時，便以0.2C的充電電流對蓄電池充電，當其單體電壓在11.5V-12.5V時，便 以0.1C的充電電流對蓄電池充電，當其單體電壓12.5V-15V時,便以0.05C的 充電電流對蓄電池充電。此后當電壓掉至維護電壓時，蓄電池進入浮充狀態， 當低于維護電壓后浮充關閉，進入均充狀態。當蓄電池電壓低于保護電壓時， 控制器自動關閉負載開關以保護蓄電池不受損壞。通過PWM充電電路(智能 三階段充電)，可使太陽能電池板發揮最大功效，提高充電效率。負載在線檢 測電路15，負載與一個終端電阻相并聯，該電路在負載未開啟時起作用。當 負載斷開或短路時送到A/D轉換口的電壓值和負載未發生故障等明顯不一 樣。當微處理器檢測到時負載故障，報警驅動電路12會讓蜂鳴器發出聲音。 負載過流、短路檢測電路9，負載過流及短路保護設計了兩級保護。第一級 采用了 0.01歐康銅絲以及運放LM358、比較器LM393等器件組成的過流、 短路檢測電路配合單片機的A/D轉換及外部中斷響應來實現，這種使用了硬 件+軟件的方式，LM358的輸出送P1.7(A/D轉換)口，用作過流信號識別，當 電流超過額定電流20%并維持30秒以上時，確認為過流；短路電流整定為 IOA，響應時間為毫秒數量級。第二級采用了電子保險絲保護，當流經電子保 險絲的電流驟然增加時，溫度隨之上升，其電阻大大增加，工作電流大大降 低，達到保護電路目的，響應時間為秒數量級，過流撤消或短路恢復后電子 保險絲恢復成低阻抗導體，無須任何人為更換或維修。系統采用了兩級保護 措施后，在長達數小時時間負載短路實驗后，控制器仍沒出現電路燒毀現象。 解決了用傳統保險絲只能對電路進行一次性保護， 一旦燒毀必須人為更換的問題，同短路后需手動復位或斷電后重新開啟的系統相比，也具有明顯的優 點。簡化了太陽能路燈控制器維護，提高了本裝置的安全性能。
權利要求1、一種太陽能路燈智能負載檢測控制裝置，設有包括太陽能板(1)、蓄電池(2)、負載(16)、微處理器單元(10)、蓄電池充電單元(11)和負載驅動單元(14)，太陽能電板(1)輸出接蓄電池充電單元(11)，其輸出端及控制端分別接蓄電池(2)和接微處理器(10)，蓄電池(2)輸出接負載驅動單元(14)，其輸出端及控制端分別接照明負載(16)和微處理器(10)，其特征在于，負載(16)上另接有負載過流短路保護單元(15)及負載在線檢測單元(9)，兩者的輸出信號均連接至微處理器(10)。
2、 根據權利要求l所述太陽能照明路燈智能負載檢測的控制裝置，其特 征在于，所述負載過流短路保護單元(15)包括通過微處理器單元與負載相 并聯的終端電阻，以向微處理器單元傳送負載斷開或斷開信號，所述負載在 線檢測單元(9)包括由運放器與比較器組成的與負載并聯的保護電路，其輸 出端接微處理器單元。
3、 根據權利要求1或2所述太陽能照明路燈智能負載檢測的控制裝置， 其特征在于，負載驅動單元(14)設有二組輸出，連接相應的雙回路負載(16)， 微處理器上接有對應于負載(16)處于斷開或短路狀態的報警驅動單元(12)。
專利摘要一種太陽能路燈智能負載檢測控制裝置，設有包括太陽能板、蓄電池、負載、微處理器單元、蓄電池充電單元和負載驅動單元，太陽能電板輸出接蓄電池充電單元，其輸出端及控制端分別接蓄電池和接微處理器，蓄電池輸出接負載驅動單元，其輸出端及控制端分別接照明負載和微處理器，其特征在于，負載上另接有負載過流短路保護單元及負載在線檢測單元，兩者的輸出信號均連接至微處理器，采用上述太陽能智能照明控制系統，解決了用傳統保險絲只能對電路進行一次性保護，一旦燒毀必須人為更換、短路后需手動復位或斷電后重新開啟的問題，簡化了太陽能智能路燈控制器維護，提高了系統的安全性能。
文檔編號F21W131/103GK201114914SQ20072004304
公開日2008年9月10日 申請日期2007年8月8日 優先權日2007年8月8日
發明者何朝陽, 吳立琴 申請人:江蘇中澳光伏能源科技有限公司