[发明专利]一种具有多模式充电电路的LED路灯的照明方法

说明书

技术领域

本发明涉及LED照明领域，尤其涉及一种具有多模式充电电路的LED路灯的照明方法。

背景技术

LED路灯以其节能高效的特点逐渐替代一般路灯，成为市场主流之一。现有技术的LED路灯由市电供电，具体为，接入市电电路，通过电压转换器将市电电压转换为LED路灯所需要的直流低压，从而为LED路灯提供所需电力。这种供电方式虽然LED路灯本身节省了大量能源，但还是需要依靠电能输入，供电成本不低。

当前，也出现了一些通过太阳能对LED路灯进行供电的技术方案，虽然，该技术方案在一定程度了进一步提高了LED路灯的节能等级，但是，在提高LED路灯节能能力的同时，牺牲了LED路灯的可靠性，例如，在太阳能不足的环境下，LED路灯会在某些时段出现供电不足的情况。

为此，本发明提出了一种具有多模式充电电路的LED路灯，能够将风能供电电路引入到现有的太阳能LED路灯中，优化和兼容现有的风能供电电路和太阳能供电电路，通过设定机制实时进行风能供电电路和太阳能供电电路的切换，从而兼顾LED路灯的节能效果和可靠性。

发明内容

为了解决现有技术存在的技术问题，本发明提供了一种具有多模式充电电路的LED路灯，一方面，改善现有的太阳能供电电路，将风能供电电路引入到LED路灯的供电体系中，搭建兼容二者的LED供电结构，另一方面，利用实时时钟芯片产生的当前系统时间进行太阳能供电电路和风能供电电路之间的切换，保证LED路灯在各种天气环境下都能进行正常照明。

根据本发明的一方面，提供了一种具有多模式充电电路的LED路灯的照明方法，该方法包括：1)提供一种具有多模式充电电路的LED路灯，所述LED路灯包括飞思卡尔IMX6处理器、实时时钟芯片、充电子系统和铅酸蓄电池，充电子系统为铅酸蓄电池充电，充电后的铅酸蓄电池为飞思卡尔IMX6处理器、实时时钟芯片和LED灯管提供电力供应，飞思卡尔IMX6处理器与实时时钟芯片和充电子系统分别连接，根据实时时钟芯片提供的当前的系统时间控制充电子系统对铅酸蓄电池的充电；2)使用所述LED路灯来进行照明。

更具体地，在所述具有多模式充电电路的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、基板和太阳能输出接口，用于将无反射薄膜覆盖层接收的太阳能转化为光学电能，太阳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，并联在太阳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，其漏极与太阳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；继电器，位于LED灯管和铅酸蓄电池之间，通过是否切断LED灯管和铅酸蓄电池之间的连接来控制LED灯管的打开和关闭；光耦，位于继电器和飞思卡尔IMX6处理器之间，用于在飞思卡尔IMX6处理器的控制下，决定继电器的切断操作；飞思卡尔IMX6处理器，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，以分别控制太阳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，以分别控制太阳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；其中，飞思卡尔IMX6处理器还与实时时钟芯片连接，当接收到黑夜判断信号，断开太阳能输出接口对铅酸蓄电池的充电，打通风力发电机输出接口对铅酸蓄电池的充电，当接收到白天判断信号，打通太阳能输出接口对铅酸蓄电池的充电，断开风力发电机输出接口对铅酸蓄电池的充电。