一种智能节能照明系统的制作方法

文档编号:14478468
研发日期:2018/5/19

本实用新型涉及智能照明技术领域,具体涉及一种智能节能照明系统。



背景技术:

在一个全球性节能环保理念高度崇尚的社会里,最大限度地节约有限的能源消耗已成为人们所关注的课题。现有技术中,利用新能源的照明系统很多,里面存在太阳能电池板的接线接错,容易烧坏后端中间电路;而且受环境因素的现在,太阳能电源电压波动也会对用电设备工作在不正常的状态,影响电能的正常转化,利用率不高。



技术实现要素:

针对现有技术中所存在的不足,本实用新型提供了一种智能节能照明系统,解决了太阳能作为能源的照明系统中照明电压不稳定的问题。

为实现上述目的,本实用新型采用了如下的技术方案:

一种智能节能照明系统,包括:

太阳能电源:将太阳能转化为电能,提供初始电源;

反向保护充电储能电路:将初始电源的正负极进行电压检测,控制充电电路的通断,并存储电能,输出工作电压;

功率调控单元:调节工作电压,输出照明电源;

电压采集和控制单元:采集照明电源电压,和设定电压值的大小比较,输出功率调控单元的控制信号;

照明单元:将电能转换为光能。

太阳能电源为5V的太阳能板。

反向保护充电储能电路包括集成运放U1、储能电池V1、NPN晶体管Q5和MOS管Q4,集成运放U1的正向输入端6脚连接储能电池V1的正极和NPN晶体管Q5的发射极,NPN晶体管Q5的基极与集成运放U1的输出端1脚之间连接有电阻R11,NPN晶体管Q5的集电极连接有电阻R8,电阻R8的另一端连接有电阻R9以及集成运放U1的负向输入端5脚,电阻R9的另一端连接有电阻R10、电容C4和MOS管Q4的栅极,电阻R10和电容C4另一端连接MOS管Q4的源极和储能电池V1的负极,储能电池V1的正负极之间连接有电容C3,集成运放U1的负向输入端5脚和MOS管Q4的漏极分别作为反向保护充电储能电路的正向输入端和负向输入端。

功率调控单元包括PWM控制器U2、第二MOS管Q3和变压器T3,PWM控制器U2连接第二MOS管Q3的栅极,第二MOS管Q3的源极接地,第二MOS管Q3的漏极连接变压器T3的输入端,变压器T3的同名端作为功率调控单元(3)的输入端。

照明单元包括二极管D4和发光二极管LED1,二极管D4的阴极与发光二极管LED1的阳极之间串联电阻R12,发光二极管LED1的两端之间连接有电容C5;发光二极管LED1的阴极和二极管D4的阳极作为照明单元的输入端。

电压采集和控制单元包括DDC控制器U3、PNP三极管Q1、第一电阻R1、第二电阻R2、第二二极管D2、NPN三极管Q2、第三电阻R3、第四电阻R4、第一二极管D1、第五电阻R5、第六电阻R6以及第七电阻R7;PNP三极管Q1的发射级作为电压信号的接入端,第一电阻 R1的两端分别与PNP三极管Q1的发射级以及基极连接,第二二极管D2的正、阴极分别与 PNP三极管Q1的集电极以及发射极连接,第五电阻R5的一端与PNP三极管Q1的集电极连接,另一端经第六电阻R6接地,第七电阻R7的一端连接于第五电阻R5以及第六电阻R6 之间,另一端与DDC控制器U3的模拟输入端连接,NPN三极管Q2的集电极与第一二极管 D1的阴极连接,所述第一二极管D1的阳极经第二电阻R2与PNP三极管Q1的基极连接, NPN三极管Q2的发射极接地,NPN三极管Q2的基极经第四电阻R4与DDC控制器U3数字输出端,第三电阻R3连接于NPN三极管Q2的集极以及发射极之间。

相比于现有技术,本实用新型具有如下有益效果:

本实用新型实现了太阳能作为能源的照明系统中照明电压稳定化;且结构简单,维护成本低;反向保护充电储能电路比较太阳能板与储能电池V1之间的电压,控制是否为储能电池V1充电,防止接线错误烧坏电路;功率调控单元接收电压采集和控制单元发出的控制信号,既脉冲信号,控制功率调控单元中PWM控制器U2的输出信号第二MOS管Q3导通时间,来控制变压器T3输出功率。

PWM控制器U2通过驱动所述第二MOS管Q3,改变所述变压器T3导通时存储能量,变压器为反激式接法。在所述第二MOS管Q3导通时所述变压器T3原边和副边绕组两端的电压差是固定比例的,其计算关系式为Us=Up×Ns/Np,其中Up为变压器T3副边两端的电压,Us为变压器T3原边绕组两端的电压,即直流输入的电压,Ns为变压器T3副边的匝数,Np为变压器T3原边的匝数。

当太阳能板正接于反向保护充电储能电路时,太阳能板正极为N型MOS管Q4提供正向偏置电压N型MOS管Q4导通;当太阳能板反接时N型MOS管Q4管截止。集成运放U1用于比较储能电池V1与太阳能电池板的电压。若太阳能板电压高于储能电池V1电压则集成运放U1输出低电平,NPN晶体管Q5导通;若太阳能板电压低于储能电池V1电压则集成运放U1输出高电平,NPN晶体管Q5截止。当N型MOS管Q4与NPN晶体管Q5同时导通时太阳能板为蓄电池充电。

附图说明

图1为本实用新型电路原理图。

具体实施方式

实施例1

下面结合附图对本实用新型做进一步的说明。

如图1所示,本实用新型所述的一种智能节能照明系统,包括:

太阳能电源1:将太阳能转化为电能,提供初始电源;

反向保护充电储能电路2:将初始电源的正负极进行电压检测,控制充电电路的通断,并存储电能,输出工作电压;

功率调控单元3:调节工作电压,输出照明电源;

电压采集和控制单元5:采集照明电源电压,和设定电压值的大小比较,输出功率调控单元的控制信号;

照明单元4:将电能转换为光能。

太阳能电源为5V的太阳能板。

反向保护充电储能电路2包括集成运放U1、储能电池V1、NPN晶体管Q5和MOS 管Q4,集成运放U1的正向输入端6脚连接储能电池V1的正极和NPN晶体管Q5的发射极,NPN晶体管Q5的基极与集成运放U1的输出端1脚之间连接有电阻R11,NPN晶体管Q5的集电极连接有电阻R8,电阻R8的另一端连接有电阻R9以及集成运放U1的负向输入端5脚,,电阻R9的另一端连接有电阻R10、电容C4和MOS管Q4的栅极,电阻R10和电容C4另一端连接MOS管Q4的源极和储能电池V1的负极,储能电池V1的正负极之间连接有电容C3,集成运放U1的负向输入端5脚和MOS管Q4的漏极分别作为反向保护充电储能电路2的正向输入端和负向输入端。

功率调控单元3包括PWM控制器U2、第二MOS管Q3和变压器T3,PWM控制器 U2连接第二MOS管Q3的栅极,第二MOS管Q3的源极接地,第二MOS管Q3的漏极连接变压器T3的输入端,变压器T3的同名端作为功率调控单元(3)的输入端。PWM控制器U2选用现有模块。

照明单元4包括二极管D4和发光二极管LED1,二极管D4的阴极与发光二极管LED1 的阳极之间串联电阻R12,发光二极管LED1的两端之间连接有电容C5;发光二极管LED1 的阴极和二极管D4的阳极作为照明单元4的输入端。

实施例2

在实施例的基础上,图1示出了电压采集和控制单元5包括DDC控制器U3、PNP三极管Q1、第一电阻R1、第二电阻R2、第二二极管D2、NPN三极管Q2、第三电阻R3、第四电阻R4、第一二极管D1、第五电阻R5、第六电阻R6以及第七电阻R7;PNP三极管Q1的发射级作为电压信号的接入端,第一电阻R1的两端分别与PNP三极管Q1的发射级以及基极连接,第二二极管D2的正、阴极分别与PNP三极管Q1的集电极以及发射极连接,第五电阻R5的一端与PNP三极管Q1的集电极连接,另一端经第六电阻R6接地,第七电阻R7的一端连接于第五电阻R5以及第六电阻R6之间,另一端与DDC控制器U3的模拟输入端连接,NPN三极管Q2的集电极与第一二极管D1的阴极连接,所述第一二极管D1的阳极经第二电阻R2与PNP三极管Q1的基极连接,NPN三极管Q2的发射极接地,NPN三极管Q2的基极经第四电阻R4与DDC控制器U3数字输出端,第三电阻R3连接于NPN三极管Q2的集极以及发射极之间。

PNP三极管Q1作为开关件,第一电阻R1用于给PNP三极管Q1提供偏置,第二电阻R2用于限制PNP三极管Q1的基极电流。

NPN三极管Q2用于通过DDC控制器U3的控制信号导通PNP三极管Q1,从而打开或关闭电压采集和控制单元。第三阻R3用于给NPN三极管Q2提供偏置,第四电阻R4用于限制NPN三极管Q2的基极电流。

第五电阻R5以及第六电阻R6用于分压,第七电阻R7用于限流,并可与电容C1构成RC滤波,该电容C1的一端接地,另一端与微控制器U的模拟输入端连接。

当需要进行电压检测时,DDC控制器U3的数字输出端发送导通信号给NPN三极管Q2,将PNP三极管Q1导通,进而使本电压采集和控制单元打开,电池电压信号经PNP三极管 Q1输入DDC控制器U3的模拟输入端,并由DDC控制器U3进行电压值的检测,从而输出 PWM控制器U2的控制脉冲间隔时间。

第一二极管D1用于保护PNP三极管Q1;同时,由于电池电压信号输入DDC控制器 U3的路径上没有串联接入的二极管,只有并联接入的第二二极管D2,避免了串联接入的二极管压降对电压检测精度的影响,故可以获得较高的电压检测精度。

最后说明的是,以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制,尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围,其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

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