[发明专利]智能化开闭的LED路灯

说明书

技术领域

本发明涉及LED照明领域，尤其涉及一种智能化开闭的LED路灯。

背景技术

现有技术中，路灯一般采用市政供电，由市政部门统一规划、管理和控制开关，设置在人行行道附近，为夜间人们的行走和车辆的行驶提高必要的照明，避免交通事故的发生。

然而，由于每一个城市内道路规划的发展，路灯的需求量也大大增加，路灯数量的增加为市政部门的规划和管理带了诸多不便，例如，即使采用节能的LED路灯，路灯的耗电量的增加也会提高市政运营成本，以及，每次新的路灯的建设为整个城市的路灯开关管理提出新的挑战。

为此，本发明搭建了一种智能化开闭的LED路灯，通过优化后的自然能源供电电路替换原有的市政供电，降低市政管理部门的开销，同时，采用基于实时时钟的自动开关系统，避免路灯管理的重复规划，为市政管理部门的管理提供的方便。

发明内容

为了解决现有技术存在的技术问题，本发明提供了一种智能化开闭的LED路灯，通过对太阳能供电电路和风能供电电路进行优化并合理兼容，形成双模式可灵活切换的综合供电结构，同时，通过实时时钟芯片采集当前的系统时间，基于当前的系统时间控制LED路灯控制开关的开关动作，实现了LED路灯开关的自动化。

根据本发明的一方面，提供了一种智能化开闭的LED路灯，所述LED路灯包括AT89C51单片机、实时时钟芯片、路灯控制电路和太阳能电板，太阳能电板为铅酸蓄电池充电，充电后的铅酸蓄电池为AT89C51单片机、实时时钟芯片和路灯控制电路提供电力供应，实时时钟芯片将当前的系统时间发送给AT89C51单片机以控制路灯控制电路的开关动作。

更具体地，在所述智能化开闭的LED路灯中，还包括：实时时钟芯片，产生当前的系统时间，并在当前的系统时间在预设白天时间段内时，发出白天判断信号，在当前的系统时间在预设黑夜时间段内时，发出黑夜判断信号；太阳能电板，设置在灯架上，包括无反射薄膜覆盖层、N型半导体、P型半导体、基板和电能输出接口，用于将无反射薄膜覆盖层接收的太阳能转化为光学电能，电能输出接口包括上部电极和下部电极，用于输出光学电能；升力风机主结构，设置在灯架上，包括三个叶片、偏航设备、轮毂和传动设备；三个叶片在风通过时，由于每一个叶片的正反面的压力不等而产生升力，所述升力带动对应叶片旋转；偏航设备与三个叶片连接，用于提供三个叶片旋转的可靠性并解缆；轮毂与三个叶片连接，用于固定三个叶片，以在叶片受力后被带动进行顺时针旋转，将风能转化为低转速的动能；传动设备包括低速轴、齿轮箱、高速轴、支撑轴承、联轴器和盘式制动器，齿轮箱通过低速轴与轮毂连接，通过高速轴与风力发电机连接，用于将轮毂的低转速的动能转化为风力发电机所需要的高转速的动能，联轴器为一柔性轴，用于补偿齿轮箱输出轴和发电机转子的平行性偏差和角度误差，盘式制动器，为一液压动作的盘式制动器，用于机械刹车制动；风力发电机，与升力风机主结构的齿轮箱连接，为一双馈异步发电机，用于将接收到的高转速的动能转化为风力电能，风力发电机包括定子绕组、转子绕组、双向背靠背IGBT电压源变流器和风力发电机输出接口，定子绕组直连风力发电机输出接口，转子绕组通过双向背靠背IGBT电压源变流器与风力发电机输出接口连接，风力发电机输出接口为三相交流输出接口，用于输出风力电能；第一防反二极管，并联在电能输出接口的上部电极和下部电极之间，其正端与下部电极连接，负端与上部电极连接；第一开关管，为一P沟增强型MOS管，其漏极与电能输出接口的上部电极连接，其衬底与源极相连；第二防反二极管，其正端与第一开关管的源极连接；第一电容和第二电容，都并联在第二防反二极管的负端和下部电极之间；第三防反二极管，并联在第二防反二极管的负端和下部电极之间，其正端与下部电极连接，其负端与第二防反二极管的负端连接；第二开关管，为一P沟增强型MOS管，其漏极与第二防反二极管的负端连接，其衬底与源极相连；第四防反二极管，并联在第二开关管的源极和下部电极之间，其正端与下部电极连接，其负端与第二开关管的源极连接；第一电感，其一端与第二开关管的源极连接；第三电容和第四电容，都并联在第一电感的另一端和下部电极之间；第五防反二极管，并联在第一电感的另一端和下部电极之间，其正端与下部电极连接，其负端与第一电感的另一端连接；整流电路，与风力发电机输出接口连接，对风力发电机输出接口输出的三相交流电压进行整流以获得风力直流电压；滤波稳压电路，与整流电路连接以对风力直流电压进行滤波稳压，以输出稳压直流电压；第一电阻和第二电阻，串联后并联在滤波稳压电路的正负二端，第一电阻的一端连接滤波稳压电路的正端，第二电阻的一端连接滤波稳压电路的负端；第五电容和第六电容，串联后并联在滤波稳压电路的正负二端，第五电容的一端连接滤波稳压电路的正端，第六电容的一端连接滤波稳压电路的负端，第五电容的另一端连接第一电阻的另一端，第六电容的另一端连接第二电阻的另一端；第七电容，并联在滤波稳压电路的正负二端；第三电阻，其一端连接滤波稳压电路的正端；第五开关管，为一P沟增强型MOS管，其漏极与第三电阻的另一端连接，其衬底与源极相连，其源极与滤波稳压电路的负端连接；手动卸荷电路，其两端分别与第五开关管的漏极和源极连接；第六防反二极管，其正端与滤波稳压电路的正端连接，其负端与第五开关管的漏极连接；第三开关管，为一P沟增强型MOS管，其漏极与滤波稳压电路的正端连接，其衬底与源极相连；第七防反二极管，其正端与第三开关管的源极连接；第八电容和第九电容，都并联在第七防反二极管的负端和滤波稳压电路的负端之间；第八防反二极管，并联在第七防反二极管的负端和滤波稳压电路的负端之间；第四开关管，为一P沟增强型MOS管，其漏极与第七防反二极管的负端连接，其衬底与源极相连；第九防反二极管，并联在第四开关管的源极和滤波稳压电路的负端之间；第二电感，其一端与第四开关管的源极连接；第十电容和第十一电容，都并联在第二电感的另一端和滤波稳压电路的负端之间；第十防反二极管，并联在第二电感的另一端和滤波稳压电路的负端之间；所述铅酸蓄电池，设置在灯架上，其正极与第五防反二极管的负极连接，其负极与第五防反二极管的正极连接，同时其正极与第十防反二极管的负极连接，其负极与第十防反二极管的正极连接；路灯控制电路，与AT89C51单片机连接，用于在AT89C51单片机的控制下，关闭或打开LED灯管；AT89C51单片机，与实时时钟芯片和路灯控制电路分别连接，当接收到黑夜判断信号，控制路灯控制电路打开LED灯管，当接收到白天判断信号，控制路灯控制电路关闭LED灯管；其中，AT89C51单片机，与第一开关管的栅极、第二开关管的栅极、第三开关管的栅极和第四开关管的栅极分别连接，通过在第一开关管的栅极和第三开关管的栅极上分别施加PWM控制信号，确定第一开关管和第三开关管的通断，以分别控制电能输出接口和风力发电机输出接口对铅酸蓄电池的充电的通断，还通过在第二开关管的栅极和第四开关管的栅极上分别施加占空比可调的PWM控制信号，以分别控制电能输出接口和风力发电机输出接口对铅酸蓄电池的充电电压；LED灯管包括二十个LED子灯管，每五个LED子灯管为一串，串联在一起，四串LED子灯管再并联在一起。