專利名稱：一種用于太陽能風能充電與燈光控制的智能控制器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用于太陽能風能充電與燈光控制的智能控制器，更具體的說，尤其涉及一種可對蓄電池進行小電流零壓降和大電流恒流充電的太陽能風能充電與燈光控制的智能控制器。
背景技術：
隨著地球上非可再生資源的逐漸減少，風能和太陽能的利用逐漸增多，尤其在照明和發電領域，應用更加廣泛。一般情況下，風能和太陽能具有非聯系性，在對其利用的過正中，應首先將由風能或太陽能轉化而來的不連續的、數值非恒定的電能進行存儲，然后再把存儲的能量統一釋放，來達到可以利用的目的。采用太陽能或風能進行照明的系統中，要想把太陽能光伏板和風力發電機轉化的電能順利的存儲在蓄電池中，并用其進行照明，同時還要最大限度的延長蓄電池的使用壽命，需要一種能進行相關參數采集并根據采集的數據進行智能控制的控制器，但現有的控制器都不具備智能化控制。
發明內容本實用新型為了克服上述技術問題的缺點，提供了一種可對蓄電池進行小電流零壓降和大電流恒流充電的用于太陽能風能充電與燈光控制的智能控制器。本實用新型的用于太陽能風能充電與燈光控制的智能控制器，包括起數據運算和控制作用的MCU控制單元、對蓄電池進行檢測的電壓測量模塊以及與光源直接連接的開關模塊，其特別之處在于還包括用于對蓄電池進行充電的小電流零壓降充電模塊、恒流快速充電模塊以及用于與蓄電池相連接的輸出模塊；所述小電流零壓降充電模塊的輸入和輸出端分別與太陽能板的輸出端和輸入模塊的輸入端相連接；所述恒流快速充電模塊的輸入端與太陽能板和\或風力發電機的輸出端均相連接，輸出端與輸出模塊相連接。MUC控制單元用于對采集的信號進行處理和計算，并根據計算的數據和邏輯關系，來對外圍模塊進行控制，MUC控制單元可以采用單片機；電壓測量模塊實現對外部蓄電池電壓的測量，開關模塊用于對光源的狀態直接進行控制。小電流零壓降充電模塊和恒流快速充電模塊可分別實現對蓄電池的小電流和恒流充電，分別用在太陽能板輸出的電壓較低和正常的情況下。本實用新型的用于太陽能風能充電與燈光控制的智能控制器，所述恒流快速充電模塊由恒流源組成，所述小電流零壓降充電模塊由可對太陽板的輸出端與輸出模塊的輸入端直接電連通的可控開關組成。通過采用恒流源，可實現對蓄電池的快速恒流充電；小電流零壓降充電模塊采用可控開關，用于將太陽能板的輸出端與輸出模塊的輸入端直接相連， 實現對蓄電池的直接充電。本實用新型的用于太陽能風能充電與燈光控制的智能控制器，包括用于對太陽能板和整個智能控制器起保護作用的防雷單元。由于太陽能板以便處于周圍沒有物體的較高位置處，容易受到雷擊，設置防雷單元有利于對整個控制器進行保護。[0008]本實用新型的用于太陽能風能充電與燈光控制的智能控制器，所述MCU控制單元連接有用于對控制器的運行狀態進行選擇的至少兩位的撥碼開關模塊。通過兩位的撥碼開關可實現00、01、10、11四種狀態的選取，以便使控制器工作在四種不同的模式下。本實用新型的有益效果是本實用新型通過設置MCU控制單元、小電流零壓降充電模塊和恒流快速充電模塊，有效地實現了根據太陽能板輸出的電壓大小，在小電流零壓降充電模式和大電流恒流充電模式之間進行選取，即最大限度的利用了太陽能，也有效地保護了蓄電池，延長了蓄電池的使用壽命。控制器可根據蓄電池的狀態，自動減小輸出功率，避免蓄電池進入深放電狀態，以保護蓄電池在下一個或幾個充電循環充足電能，保證整個太陽能led光源系統在良性循環下工作。

圖1為本實用新型的電路原理圖。圖中1 MCU控制單元，2防雷單元，3電壓測量模塊，4恒流快速充電模塊，5小電流零壓降充電模塊，6輸出模塊，7開關模塊。
具體實施方式
以下結合附圖與實施例對本實用新型作進一步說明。如圖1所示，給出了本實用新型的電路原理圖，其包括MCU控制單元1、防雷單元 2、電壓測量模塊3、恒流快速充電模塊4、小電流零壓降充電模塊5、輸出模塊6、開關模塊7 ； 所示的MCU控制單元1用于數據運算和控制信號的輸出，其可以采用單片機。電壓測量模塊3用于實現蓄電池電壓狀態的測量，并把測量的數據輸入到MCU控制單元1中。小電流零壓降充電模塊5可采用控制端與MCU控制單元1相連的可控開關，以便在太陽能板輸出的較低的情況先，連通太陽能板的輸出端與蓄電池的輸入端，實現小電流零壓降充電。恒流快速充電模塊4由恒流源組成，在太陽能板輸出的電壓較高時，通過MCU控制單元1的控制對蓄電池進行大電流恒流塊快速充電。輸出模塊6的輸入端與恒流快速充電模塊4和小電流零壓降充電模塊5的輸出端相連接，輸出端與蓄電池相連接。開關模塊7通過MCU控制單元1的控制，用于對蓄電池與光源之間的連接狀態進行控制。所示的恒流快速充電模塊4和小電流零壓降充電模塊5的輸入端還與風力發電機的輸出端相連接，以便在有風力發電機存在的情況下，可也對風能進行存儲和利用。本實用新型的用于太陽能風能充電與燈光控制的智能控制器可以采用以下充電方法，包括以下步驟(a).首先，在太陽能板輸出電壓較低的情況下，通過MCU控制單元 (1)控制小電流零壓降充電模塊(5)直接連通太陽能板的輸出端與蓄電池的充電輸入端，實現對蓄電池的小電流零壓降充電，起到對外界蓄電池的修復作用；(b).然后，當太陽能板輸出電壓較高的情況下，通過MCU控制單元(1)控制恒流快速充電模塊(4)對蓄電池進行恒流快速充電，以便在最短的時間內對蓄電池進行虧電補充；(c).最后，當檢測到蓄電池的電壓達到額定電壓的102 120%時，對其采用恒壓小電流形式的浮充充電模式，以便在實現充電的同時對蓄電池進行最大限度的保護。步驟(a)中以太陽能板輸出的電壓低于其額定電壓的90%為判斷標準；步驟(b)中以太陽能板輸出的電壓大于或等于其額定電壓的 90%為判斷標準；步驟(c)中以蓄電池的電壓達到單格額定電壓的105%為判斷標準。[0016]本實用新型采用人工智能與充電控制模塊按照太陽能板的發電曲線對蓄電池充電，采用起始段小電流零壓降充電，可以對過放電蓄電池起到修復作用，中段大電流恒流快速充電以最快滿足虧電補充，浮充段恒壓控制使蓄電池得極板實現充分交換。使出氣量達到最小以保護蓄電池極板，使其達到損耗最小。系統上電后，首先檢測系統電壓，亮燈10秒；同時檢測太陽能板的輸出電壓，以判斷晝夜。當太陽能板電壓低于1.66V時，15秒后進入亮燈程序。亮燈程序分為四個狀態，不同狀態的選取，通過兩位的撥碼開關狀態來決定。例如1、撥碼開關為00時，為施工狀態程序；采用半功率輸出，以保護蓄電池與led光源，用于施工階段減少對蓄電池與led燈具的損耗。功能50%功率供電10小時后關斷。2、撥碼開關為01時，為驗收狀態程序；全功率輸出以對光源亮燈狀態測試驗收。 用于驗收階段對系統太陽能電池板、蓄電池及燈具的技術檢驗。功能100%功率供電10小時后關斷。3、撥碼開關為02時，為智能1工作狀態程序；此狀態下，亮燈前1小時以70%功率工作，接下來的2小時以全功率工作，再接下來的2小時以70%功率工作，后半功率工作至亮天滅燈。控制器全程智能檢測蓄電池電壓，當陰雨天過長電壓低于80%額定電壓時自動減小輸出功率，避免蓄電池進入深放電狀態，以保護蓄電池在下一個或幾個充電循環充足電能使整個太陽能led光源系統進入良性循環。4、撥碼開關為11是，為智能2狀態程序；前4小時以全功率工作，后6小時半功率工作。控制器全程智能檢測蓄電池電壓，當陰雨天過長電壓低于80%額定電壓時自動減小輸出功率，避免蓄電池進入深放電狀態，以保護蓄電池在下一個或幾個充電循環充足電能使整個太陽能led光源系統進入良性循環。
權利要求1.一種用于太陽能風能充電與燈光控制的智能控制器，包括起數據運算和控制作用的 MCU控制單元(1)、對蓄電池進行檢測的電壓測量模塊(3 )以及與光源直接連接的開關模塊 (7)，其特征在于還包括用于對蓄電池進行充電的小電流零壓降充電模塊(5)、恒流快速充電模塊(4)以及用于與蓄電池相連接的輸出模塊(6)；所述小電流零壓降充電模塊的輸入和輸出端分別與太陽能板的輸出端和輸入模塊的輸入端相連接；所述恒流快速充電模塊 (4)的輸入端與太陽能板和\或風力發電機的輸出端均相連接，輸出端與輸出模塊相連接。
2.根據權利要求1所述的用于太陽能風能充電與燈光控制的智能控制器，其特征在于所述恒流快速充電模塊(4)由恒流源組成，所述小電流零壓降充電模塊(5)由可對太陽板的輸出端與輸出模塊(6)的輸入端直接電連通的可控開關組成。
3.根據權利要求1或2所述的用于太陽能風能充電與燈光控制的智能控制器，其特征在于包括用于對太陽能板和整個智能控制器起保護作用的防雷單元(2)。
4.根據權利要求1或2所述的用于太陽能風能充電與燈光控制的智能控制器，其特征在于所述MCU控制單元(1)連接有用于對控制器的運行狀態進行選擇的至少兩位的撥碼開關模塊。
專利摘要實用新型的用于太陽能風能充電與燈光控制的智能控制器，包括MCU控制單元、電壓測量模塊和開關模塊，其特征在于包括小電流零壓降充電模塊、恒流快速充電模塊和輸出模塊；小電流零壓降充電模塊的輸入和輸出端分別與太陽能板的輸出端和輸入模塊的輸入端相連接；恒流快速充電模塊的輸入端與太陽能板和\或風力發電機的輸出端均相連接，輸出端與輸出模塊相連接。本實用新型的控制器和根據檢測的電壓的大小實現小電流零壓降充電和大電流恒流充電，使得充電效果達到最佳，延長了蓄電池的使用壽命。控制器可根據蓄電池的狀態，自動減小輸出功率，避免蓄電池進入深放電狀態，保證整個太陽能led光源系統在良性循環下工作。
文檔編號H05B37/02GK202269060SQ20112033577
公開日2012年6月6日 申請日期2011年9月8日 優先權日2011年9月8日
發明者盧金貴, 楊東彤, 楊軍 申請人:山東金世博光電工程有限公司