[发明专利]多模式充电的LED路灯

权利要求书

1.一种多模式充电的LED路灯，所述LED路灯包括LED灯管、风 速检测仪、太阳光光强检测仪、太阳能电池组件和太阳能充电控制器，太 阳能充电控制器在所述LED路灯使用太阳能电池组件充电时控制太阳能 电池组件的充电方式，风速检测仪和太阳光光强检测仪的输出数据为太阳 能电池组件充电和非太阳能电池组件充电之间的切换提供参考信号。

2.如权利要求1所述的多模式充电的LED路灯，其特征在于，所述 LED路灯还包括：

太阳能电池组件，设置在灯架顶部，具有电能输出接口，用于输出太 阳能电池组件将太阳能转换后的电能，电能输出接口包括输出正端和输出 负端；

风速检测仪，设置在灯架顶部，用于实时检测当前环境的实时风速；

太阳光光强检测仪，设置在灯架顶部，用于实时检测当前环境的实时 太阳光光强；

第六防反二极管，其正端与电能输出接口的输出正端连接；

第八电容，并联在第六防反二极管的负端和电能输出接口的输出负端 之间；

第四开关管，为一P沟增强型MOS管，其漏极与第六防反二极管的 负端连接，其衬底与源极相连；

第七防反二极管，并联在第四开关管的源极和电能输出接口的输出负 端之间；

第一电感，其一端与第四开关管的源极连接；

第九电容，并联在第一电感的另一端和电能输出接口的输出负端之 间；

熔断器，其一端与第一电感的另一端连接，另一端与铅酸蓄电池的正 极连接；

蓄电池电压检测设备，用于实时检测铅酸蓄电池的充电电压；

蓄电池电流检测设备，用于实时检测铅酸蓄电池的充电电流；

太阳能充电控制器，与电能输出接口、铅酸蓄电池、蓄电池电压检测 设备和蓄电池电流检测设备分别连接，在检测到电能输出接口对铅酸蓄电 池供电时，当接收到的充电电压小于预设蓄电池电压阈值时，采用恒流充 电方式对铅酸蓄电池进行充电，当接收到的充电电压大于等于预设蓄电池 电压阈值且接收到的充电电流大于等于预设蓄电池电流阈值时，采用恒压 充电方式对铅酸蓄电池进行充电，当接收到的充电电压大于等于预设蓄电 池电压阈值且接收到的充电电流小于预设蓄电池电流阈值时，采用浮充充 电方式对铅酸蓄电池进行充电；

升力风机主结构，设置在灯架顶部，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，设置在灯架顶部，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；

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；

第三电阻和第四电阻，串联后并联在滤波稳压电路的正负二端，第三 电阻的一端连接滤波稳压电路的正端，第四电阻的一端连接滤波稳压电路 的负端；

第一电容和第二电容，串联后并联在滤波稳压电路的正负二端，第一 电容的一端连接滤波稳压电路的正端，第二电容的一端连接滤波稳压电路 的负端，第一电容的另一端连接第一电阻的另一端，第二电容的另一端连 接第二电阻的另一端；

第三电容，并联在滤波稳压电路的正负二端；

第五电阻，其一端连接滤波稳压电路的正端；

第一开关管，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，其两端分别与第一开关管的漏极和源极连接；

第一防反二极管，其正端与滤波稳压电路的正端连接，其负端与第一 开关管的漏极连接；

第二开关管，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；

第二防反二极管，其正端与第二开关管的源极连接；

第四电容和第五电容，都并联在第二防反二极管的负端和滤波稳压电 路的负端之间；

第三防反二极管，并联在第二防反二极管的负端和滤波稳压电路的负 端之间；

第三开关管，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，并联在第三开关管的源极和滤波稳压电路的负端之 间；

第二电感，其一端与第三开关管的源极连接；

第六电容和第七电容，都并联在第二电感的另一端和滤波稳压电路的 负端之间；

第五防反二极管，并联在第二电感的另一端和滤波稳压电路的负端之 间；

铅酸蓄电池，其正极与熔断器的另一端连接，其负极与电能输出接口 的输出负端，同时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；

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和第二开关管的栅极分 别连接，通过在第一开关管的栅极上施加PWM控制信号，确定第一开关 管的通断，以控制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上施加占空比可调的PWM控制信号，以控制风力 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处理器还与风速检测仪和太阳光光强检测仪分 别连接；当接收到的实时风速大于等于预设风速阈值且接收到的实时太阳 光光强小于预设光强阈值时，断开电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；当接收到的实时风速大于等 于预设风速阈值且接收到的实时太阳光光强大于等于预设光强阈值时，根 据实时风速超出预设风速阈值的比例和实时太阳光光强超出预设光强阈 值的比例决定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；当接收到的实时太阳光光强大于等于预设光强阈值且接收到的实 时风速小于预设风速阈值时，打通电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；

其中，针对飞思卡尔IMX6处理器，当实时风速超出预设风速阈值的 比例大于等于实时太阳光光强超出预设光强阈值的比例时，断开电能输出 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；当实时风速超出预设风速阈值的比例小于实时太阳光光强超出预设光 强阈值的比例时，打通电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；

采用飞思卡尔IMX6处理器的内部时钟替换实时时钟电路；

铅酸蓄电池为阀控密封式铅酸蓄电池。