[实用新型]太阳能路灯控制器

说明书

一、技术领域

本实用新型涉及利用太阳能进行照明的电路装置，特别是基于MPPT方式充电并可与市电切换的太阳能路灯控制器。

二、背景技术

照明已广泛采用太阳能作为新能源，利用太阳能电池板收集太阳光照转化成电能储存到储能元件(包括蓄电池、超级电容)中，在光线不足时为人们的生产生活提供照明。申请号200810058103.8“PWM方式充电的光控定时双路输出太阳能路灯控制器”提出模拟蓄电池化学反应过程，利用PWM方式调制蓄电池充电电流，目的是缩短蓄电池充电时间和延长蓄电池使用寿命。系统电路包括蓄电池充电电路和路灯控制电路。系统中太阳能电池通过组合连接的MOS场效应管Q5，Q6与蓄电池同极性端串联，微处理器PLCC-32的P3.7端以PWM方式输出的电压脉宽调制脉冲通过晶体三极管Q9，Q4组成的电阻分压耦合电路与组合连接的MOS场效应管Q5，Q6栅极连接，控制蓄电池充电。微处理器PLCC-32的P0.0和P0.1端通过相互对称的单管放大电路Q2，Q3与对应的MOS场效应管Q7，Q8栅极连接，控制负载。所述电路输入短路保护电路由电阻R7，三极管Q4与MOS场效应管Q5，Q6电压并联负反馈连接。但是太阳能电池板的电压电流V/I特性是根据其所处环境时刻变化的，受光照强度，温度高低等影响，PWM方式充电是根据微处理器设定电流电压大小，没有考虑到太阳能电池板特性，以致太阳能利用率低，整个系统成本偏高。太阳能是不稳定的能源，当上述电路出现光照长时间不足和故障时会处于瘫痪状态，不能提供持续照明。

三、发明内容

本实用新型的目的是提供一种太阳能路灯控制器，依据太阳能电池板特性，以最大峰值功率跟踪(MPPT)方式向储能元件充电，对太阳能电池板不断变化的V/I特性提供补偿，优化太阳能电池板的功率输出，提高太阳能电池板利用率，降低系统成本，并使储能元件充电至最优电量；在太阳能电池板充电出现故障或检修时，为达到不间断照明，可与市电切换。

本实用新型采用的技术方案是：太阳能路灯控制器包括储能元件充电控制电路和信号检测及微处理器控制输出电路，本实用新型的储能元件充电控制电路由太阳能电池板PV通过滤波电感L101和MOS场效应管Q101、Q103、Q104与储能元件同极性连接，电阻R110和R111分压检测太阳能电池板电压连接到微功率运算放大器芯片U102的引脚3，U102的输出引脚1通过肖特基二极管D110与同步降压型控制器芯片U101的引脚5连接，U101的输出引脚13连接MOS场效应管Q101栅极。

市电交流220V通过保险丝F101和继电器常开触点KJ201与变压器T101初级连接，变压器T101次级连接二极管D101、D102、D103、D104，经过整流通过单向晶闸管Q108和MOS场效应管Q105、Q106与储能元件BAT连接，Q108门极连接电阻R105，通过三极管Q107、电位器R104和电阻R105、R106、R107的组合连接控制市电充电的最小电流。

信号检测及微处理器控制输出电路通过电位器R217和光敏电阻R216的组合连接，连接到微处理器U200的引脚9，监测光照强度，微处理器U200的引脚7通过电阻R215连接到MOS场效应管Q202栅极，控制负载，上述电路组成光控电路。储能元件经电位器R219和电阻R220以电压反馈电路形式与微处理器U200引脚6连接以读取储能元件电压。U200的引脚26通过电阻R117与理想二极管U103的引脚3连接，U103的引脚5连接Q103、Q104的栅极控制储能元件是否以MPPT方式充电。U200的引脚25通过电阻R214连接三极管Q201基极，Q201集电极连接继电器KJ201，控制常开触点KJ201是否市电充电。

感应电阻R218与电流检测器芯片U202引脚1、引脚3连接，U202引脚6连接微处理器U200引脚8，U200引脚7通过电阻R215与MOS场效应管Q202栅极连接组成负载短路及过流保护。

理想二极管U103引脚5连接MOS场效应管Q103、Q104栅极，U103引脚4连接Q105、Q106栅极组成储能元件BAT反向充电保护电路和互锁电路，互锁保证当储能元件电压低于11V时只有市电充电，储能元件电压高于11V并小于15V时只有太阳能电池板充电。

同步降压型控制器U101管脚3连接电容C111使电路本身具有软启动功能

本实用新型与现有技术比较，具有如下特点：