[实用新型]一种太阳能路灯智能负载检测控制装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及路灯照明控制装置，特别是一种太阳能照明路灯智能负载检测的控制装置。

技术背景

现有技术中的智能化太阳能路灯控制装置，由蓄电池充放电保护电路、光控电路和单片机控制电路组成，蓄电池正负极两端连接有两路采样电路，一路采样电路对蓄电池电压进行采样，通过预先设置值对蓄电池进行监测和保护，另一路将蓄电池电压采样后送入控制器中进行处理，控制器根据当天的充电情况和蓄电池在春夏秋冬不同季节的充电量自动控制路灯的工作时间。另外，其对系统的保护是采用传统保险丝，一旦保险丝烧毁，必须人为更换；线路短路后需手动复位，断电后需人工进行重新开启。因此，维护麻烦，安全性能不高。

发明目的

本实用新型所要解决的问题是提供一种安全性能好、维护方便的太阳能路灯智能负载检测的控制装置。

为了解决上述技术问题，本实用新型包括太阳能板、蓄电池、负载、微处理器单元、蓄电池充电单元和负载驱动单元，太阳能电板输出接蓄电池充电单元，其输出端及控制端分别接蓄电池和接微处理器，蓄电池输出接负载驱动单元，其输出端及控制端分别接照明负载和微处理器，负载上另接有负载过流短路保护单元及负载在线检测单元，两者的输出信号均连接至微处理器。负载过流短路保护单元用于识别负载处于过流或短路状态，进而即时截止动作和程序监控；负载在线检测单元用于检测负载处于断开或短路状态。

所述负载过流短路保护单元包括通过微处理器单元与负载相并联的终端电阻，以向微处理器单元传送负载断开或断开信号，所述负载在线检测单元包括由运放器与比较器组成的与负载并联的保护电路，其输出端接微处理器单元。

负载驱动单元可设有二组输出，连接相应的双回路负载。

微处理器上还可接有对应于负载处于断开或短路状态的报警驱动单元。

本实用新型的优点及效果：由于设有负载过流短路保护单元和负载在线检测单元，可以识别负载处于过流或短路状态，进而即时截止动作和程序监控也解决了用传统保险丝只能对电路进行一次性保护，一旦烧毁必须人为更换、短路后需手动复位或断电后重新开启的问题，简化了太阳能智能路灯控制器维护，提高了设备的安全性能；设置报警驱动单元，当负载处于断开或短路状态时，发出报警提示，从而及时告知设备的故障，及时进行维护，不至于在设备出错的情况下继续使用，造成大的损失，从而提高了安全性能。

附图及说明

图1是本实用新型的电路方框图；

图2是本实用新型保护部分的电路图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的电路、特征及其功效进一步说明。

兹结合附图详细列举具体实施方式如下：太阳能电池板1，通过连接器接充电单元11及蓄电池2，充电单元11由快恢复二极管和场效应管组成，其控制极受控于微处理器10的P1.6脚，其输出接蓄电池2，太阳能电池板可探测环境的光线强弱，进而判断出白天和黑夜，当太阳能电池板1的电压大于蓄电池2电压时，充电单元11有电流流过，蓄电池2在充电。蓄电池2，通过导线接负载驱动回路14，负载驱动回路14是由2只场效应管组成，场效应管作为电子开关，控制回路的输出，其控制极受微处理器10的P1.7、P3.7两脚的控制，蓄电池2提供照明系统所需的电源，负载16是负载驱动回路14所带的负载，可以是与蓄电池2相应电压的直流负载，如直流节能灯、LED灯，也可以通过逆变器驱动无极灯、高压钠灯等交流负载。微处理器10，是本实用新型的核心器件，可监测蓄电池的工作状态、可以识别目前的光线情况、可以跟踪负载的运行情况，进而根据的流程调用不同的处理程序，为防止外界干扰引起设备运行失常，微处理器10具有拦截程序失控的自动恢复功能。负载驱动回路14，输出受控于微处理器，可以根据设定的时间进行工作，在蓄电池欠压、白天来临时，负载驱动回路14停止输出。在负载短路或严重过载时，负载驱动回路6每隔10秒接通负载，如负载短路已解除，则负载能正常工作。负载输出控制采用SGS-THOMSOM公司的N型增强型功率MOS管P60N06。该功率管具有低内阻(＜0.014欧)，能承受高的工作电流(最大为60A)，较高击穿电压(＞60V)较低门槛驱动电压(＞4V)的特点，经试验表明在5A的额定负载下，温升不超过10℃，不需附加散热器。负载输出控制电路的参数选择要保证12V和24V系统均能使P60N06可靠开通和关断，同时要注意MOS管的栅源电压必须限制在20V范围内，以保护MOS管。蓄电池充电单元11，根据设置好的蓄电池容量，利用单片机的PWM功能，控制器根据蓄电池不同容量的伏安特性自动调节对蓄电池充电电流，来获得最佳充电效果。以单体标称电压为12V的铅酸蓄电池为例，当其单体电压10V-11.5V时，便以0.2C的充电电流对蓄电池充电，当其单体电压在11.5V-12.5V时，便以0.1C的充电电流对蓄电池充电，当其单体电压12.5V-15V时，便以0.05C的充电电流对蓄电池充电。此后当电压掉至维护电压时，蓄电池进入浮充状态，当低于维护电压后浮充关闭，进入均充状态。当蓄电池电压低于保护电压时，控制器自动关闭负载开关以保护蓄电池不受损坏。通过PWM充电电路(智能三阶段充电)，可使太阳能电池板发挥最大功效，提高充电效率。负载在线检测电路15，负载与一个终端电阻相并联，该电路在负载未开启时起作用。当负载断开或短路时送到A/D转换口的电压值和负载未发生故障等明显不一样。当微处理器检测到时负载故障，报警驱动电路12会让蜂鸣器发出声音。负载过流、短路检测电路9，负载过流及短路保护：设计了两级保护。第一级采用了0.01欧康铜丝以及运放LM358、比较器LM393等器件组成的过流、短路检测电路配合单片机的A/D转换及外部中断响应来实现，这种使用了硬件+软件的方式，LM358的输出送P1.7(A/D转换)口，用作过流信号识别，当电流超过额定电流20％并维持30秒以上时，确认为过流；短路电流整定为10A，响应时间为毫秒数量级。第二级采用了电子保险丝保护，当流经电子保险丝的电流骤然增加时，温度随之上升，其电阻大大增加，工作电流大大降低，达到保护电路目的，响应时间为秒数量级，过流撤消或短路恢复后电子保险丝恢复成低阻抗导体，无须任何人为更换或维修。系统采用了两级保护措施后，在长达数小时时间负载短路实验后，控制器仍没出现电路烧毁现象。解决了用传统保险丝只能对电路进行一次性保护，一旦烧毁必须人为更换的问题，同短路后需手动复位或断电后重新开启的系统相比，也具有明显的优点。简化了太阳能路灯控制器维护，提高了本装置的安全性能。