[发明专利]一种基于超电容太阳能双回路可穿透雾与霾的路灯系统

权利要求书

1.一种基于超电容太阳能双回路可穿透雾与霾的路灯系统，其特征在于：其包括主控器以及与主控器连接的太阳能超电容充电系统、市电供电模块、环境传感器组和LED驱动电路，环境传感器组探测环境状态，太阳能超电容充电系统将太阳能转化为电能并蓄能供电，太阳能超电容充电系统和市电供电模块分别连接LED驱动电路，LED驱动电路连接LED灯组，LED灯组连接有灯电流检测电路，灯电流检测电路的输出端连接主控器，主控器用于切换供电方法和基于环境状态生成PWM波输出，LED灯组包括两种以上不同色温的LED灯珠排列组合，LED驱动电路基于PWM波驱动分别驱动不同色温的LED灯珠，使得LED灯组工作于不同的色温状态。

2.根据权利要求1所述的一种基于超电容太阳能双回路可穿透雾与霾的路灯系统，其特征在于：太阳能超电容充电系统包括太阳能光伏电池板、超级电容器组储能装置、电压采样电路、电流采样电路和DC-DC电路，太阳能光伏电池板接入DC-DC电路的输入端，DC-DC电路的输出端连接超级电容器组储能装置，电压采样电路和电流采样电路采样DC-DC电路的输入电压、输出电压和输出电流，DC-DC电路由一主控器控制工作，太阳能电池板用于吸收太阳能，DC-DC电路用于跟踪太阳能光伏电池板的最大功率点并控制太阳能光伏电池板以最大功率对超级电容器组储能装置充电，超级电容器组储能装置用于LED灯组的日常供电。

3.根据权利要求1所述的一种基于超电容太阳能双回路可穿透雾与霾的路灯系统，其特征在于：DC-DC电路包括场效应管Q、可调电阻RW1、可调电阻RW2、电阻R1、有源电容C1、有源电容C2、二极管D1和电感L1，太阳能电池板的一端分别连接可调电阻RW1的一端、有源电容C1的正极和场效应管Q的漏极，太阳能电池板的另一端、可调电阻RW1的另一端及调节端、有源电容C1的负极和电阻R1的一端分别接地，场效应管Q的栅极连接一PWM触发端口的一接口，PWM触发端口的另一接口接地，场效应管Q的源极分别连接二极管D1的阴极和电感L1的一端，二极管D1的阳极接地，电感L1的另一端分别连接有源电容C2的正极、可调电阻RW2的一端和DC-DC电路输出端的一接口，有源电容C2的负极接地，电阻R1的另一端和可调电阻RW2的另一端分别连接AD转换器输入信号端的一接口，转换器输入信号端的另一接口接地，可调电阻RW2的调节端和DC-DC电路输出端的另一接口接地。

4.根据权利要求1所述的一种基于超电容太阳能双回路可穿透雾与霾的路灯系统，其特征在于：DC-DC电路通过MPPT算法根据环境状态的变化控制和改变太阳能电池板的输出电压或电流以追踪太阳能电池板的最大功率点。

5.根据权利要求4所述的一种基于超电容太阳能双回路可穿透雾与霾的路灯系统，其特征在于：MPPT算法通过比较当前输出功率和前一时刻输出功率，保留较大值；通过调节占空比，重复以上步骤以逐渐接近最大功率点，并最终稳定在最大功率点处；其具体步骤为：

步骤1，获取太阳能电池板的输入电压、输出电压和输出电流，

步骤2，计算当前输出功率、功率变化量、占空比和空比变化量，进而计算功率和占空比的变化率，

步骤3，判断功率和占空比的变化率是否等于0：

当功率和占空比的变化率等于0时，则当前输出功率为最大功率点，并执行步骤1；

当功率和占空比的变化率大于0时，则往原方向扰动并执行步骤4；

当功率和占空比的变化率小于0时，则往相反方向扰动并执行步骤4；

步骤4，判断功率变化量的绝对值是否大于精度e；是则，扰动步长N为1；否则，扰动步长N为-1；

步骤5，基于更新后的扰动步长计算得到新的占空比，并执行步骤1。

6.根据权利要求2所述的一种基于超电容太阳能双回路可穿透雾与霾的路灯系统，其特征在于：超级电容器组储能装置通过一电压转换电路分别为LED驱动电路和主控器供电。