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一种低压锂电池人体感应LED 太阳能 路灯 控制器

阅读：858发布：2020-05-08

专利汇可以提供一种低压锂电池人体感应LED 太阳能路灯控制器专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型提供了一种低压锂电池人体感应LED 太阳能路灯控制器，包括红外通信模块、低压LED控制模块、人体感应模块、PWM充电模块、电源管理模块、升压恒流模块、充电电路连接端、锂电池连接端、电源开关、负载连接端，所述红外通信模块和所述人体感应模块与所述低压LED 控制模块的I/O管脚连接，所述低压LED控制模块向所述电源管理模块发生控制指令，所述PWM充电模块接收低压LED控制模块驱动信号，所述升压恒流模块将所述电源管理模块的电能转换为所述负载连接端需要的电压。此太阳能路灯控制器采用控制恒流充电设计，对单串锂电芯进行升压供电，省去LED驱动电源，降低LED太阳能路灯的电路复杂程度，降低单个锂电池损坏导致电芯淘汰的浪费。，下面是一种低压锂电池人体感应LED 太阳能路灯控制器专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种低压锂电池人体感应LED 太阳能路灯控制器，其特征在于，包括红外通信模块、低压LED控制模块、人体感应模块、PWM充电模块、电源管理模块、升压恒流模块、充电电路连接端、锂电池连接端、电源开关、负载连接端，所述红外通信模块和所述人体感应模块与所述低压LED控制模块的I/O管脚连接，所述低压LED控制模块向所述电源管理模块发生控制指令，所述PWM充电模块接收低压LED控制模块驱动信号，所述升压恒流模块将所述电源管理模块的电能转换为所述负载连接端需要的电压。
2.根据权利要求1所述的低压锂电池人体感应LED太阳能路灯控制器，其特征在于，所述升压恒流模块采用BOOST升压电路。
3.根据权利要求1所述的低压锂电池人体感应LED太阳能路灯控制器，其特征在于，所述锂电池采用低压单串锂电芯，所述电池连接端的电压通过所述升压恒流模块对所述负载连接端进行供电。
4.根据权利要求1所述的低压锂电池人体感应LED太阳能路灯控制器，其特征在于，所述PWM充电模块采用MOS管的驱动电路，所述低压LED控制模块控制所述PWM充电模块进行PWM充电。
5.根据权利要求1所述的低压锂电池人体感应LED太阳能路灯控制器其特征在于，所述升压恒流模块向所述低压LED控制模块提供3.3V供电电源。
6.根据权利要求1所述的低压锂电池人体感应LED太阳能路灯控制器，其特征在于，所述电源管理模块配置有锂电池过放和过冲保护功能。

说明书全文

一种低压锂电池人体感应LED 太阳能 路灯 控制器

技术领域

[0001] 本实用新型涉及路灯控制技术领域，尤其涉及一种低压锂电池人体感应LED太阳能路灯控制器。

背景技术

[0002] LED太阳能路灯可通过太阳能电池板将热能转化为电能，以供照明使用，不需要其他的供电设备。为了节约电能资源，LED太阳能路灯的使用越来越广泛。

[0003] 太阳能路灯控制器用于实现充放电控制，协调太阳能电池板、蓄电池、负载的工作，是整个LED太阳能路灯中重要的组件，使整个LED太阳能路灯高效，安全的运作。

[0004] 传统的太阳能路灯控制器的供电系统单元的电压为12V/24V，由多个低容量低电压的电池串联组成电池组为路灯进行供电，长期运行后可能会出现由单个锂电池损坏而导致整个电池组的淘汰，造成了环境污染和资源的浪费。实用新型内容

[0005] 为了解决上述现有技术的不足之处，本实用新型的目的在于提供低压锂电池人体感应LED太阳能路灯控制器，以减少环境污染与资源的浪费。

[0006] 为了实现上述目的，本实用新型提供一种低压锂电池人体感应LED太阳能路灯控制器，包括红外通信模块、低压LED控制模块、人体感应模块、PWM充电模块、电源管理模块、升压恒流模块、充电电路连接端、锂电池连接端、电源开关、负载连接端，所述红外通信模块和所述人体感应模块与所述低压LED控制模块的I/O管脚连接，所述低压LED控制模块向所述电源管理模块发生控制指令，所述PWM充电模块接收低压LED控制模块驱动信号，所述升压恒流模块将所述电源管理模块的电能转换为所述负载连接端需要的电压。

[0007] 优选地，所述升压恒流模块采用BOOST升压电路。

[0008] 优选地，所述锂电池采用低压单串锂电芯，所述电池连接端的电压通过所述升压恒流模块对所述负载连接端进行供电。

[0009] 优选地，所述PWM充电模块采用MOS管的驱动电路，所述低压LED控制模块控制所述PWM充电模块进行PWM充电。

[0010] 优选地，所述升压恒流模块向所述低压LED控制模块提供3.3V供电电源。

[0011] 优选地，所述电源管理模块配置有锂电池过放和过冲保护功能。

[0012] 同现有技术相比，本实用新型的有益效果体现在：

[0013] (1)本实用新型采用单串锂电芯进行升压供电，避免了长期运行后可能会出现由单个锂电池损坏而导致损坏电芯淘汰的浪费，提高了资源利用率。

[0014] (2)本实用新型采用控制恒流充电设计，电压低电流大，可省去LED驱动电源，降低LED太阳能路灯的电路复杂程度，体积小，易于安装。附图说明

[0015] 图1为本实用新型的一种低压锂电池人体感应LED太阳能路灯控制器的结构示意图；

[0016] 图2为本实用新型的PWM充电模块的电路图；

[0017] 图3为本实用新型的升压恒流模块和电源管理模块的电路图。

具体实施方式

[0018] 为了能够进一步了解本实用新型的结构、特征及其他目的，现结合所附较佳实施例附以附图详细说明如下，本附图所说明的实施例仅用于说明本实用新型的技术方案，并非限定本实用新型。

[0019] 图1为用于本实用新型的低压锂电池人体感应LED太阳能路灯控制器总体结构的一个例子。在图1中太阳能路灯控制器包括红外通信模块、低压LED控制模块、人体感应模块、PWM充电模块、电源管理模块、升压恒流模块、充电电路连接端、锂电池连接端、电源开关、负载连接端。所述红外通信模块可用于接收所述低压LED控制模块的状态信息。所述红外通信模块可用于向所述低压LED控制模块发送控制命令，所述控制命令包括太阳能路灯的开关和锂电池充放电的保护定值参数。所述人体感应模块通过传感器测量人与路灯之间的距离，并将距离信息传递到所述低压LED控制模块。所述低压路灯控制模块根据所述距离信息进行路灯控制。所述低压LED控制模块还接收所述PWM充电模块、所述电源管理模块和所述升压恒流模块的电压电流信息，所述低压LED控制模块根据这些电压电流信息进行充放电控制。

[0020] 所述低压LED控制模块采用LQFP48封装的单片机STM32，在设置采用3.3V电压供电，太阳能路灯控制模块自带12位AD通道。单片机STM32的一个AD采样引脚21连接所述人体感应模块的输出。

[0021] 所述低压LED控制模块配置有内置的AD转换通道12路，各个输入信号分别用于接收所述红外通信模块、所述PWM充电模块、所述电源管理模块和所述升压恒流模块的数据信号。

[0022] 图2为所述PWM充电模块的电路图，所述PWM充电模块的输入为光板正X1和光板负X2分别为太阳能电池板的正负极。所述光板正X1和所述光板负X2的电压输入后，由瞬变电压抑制二极管器DTVS1将抑制电压信号的突变。MOS管Q1和Q2分别用于控制电池进行PWM充电。单片机STM32的控制指令通过MOS管Q1和Q2的栅极控制MOS管的导通，PMU充电按给定的充电曲线进行，所述PWM充电模块的输入信号被传感器获取电流电压信息，这些信息直接送至所述低压LED控制模块进行过放、过充和超压保护。蓄电池正极连接端1和蓄电池负极连接端2分别用于与所述电源管理模块相连接进而对太阳能电池板的电能进行存储。

[0023] 图3是所述升压恒流模块和所述电源管理模块的电路图。所述升压恒流模块采用BOOST升压电路，所述锂电池采用2.8V～4.2V的低压单串锂电芯，所述锂电池连接端包括电池正X3和电池负X4，分别为对应单串锂电芯的正负极接线端子。所述负载接线端子为负载正X5和负载负X6，分别对应负载LED等的正负极接线端子。蓄电池正极连接端1和蓄电池负极连接端2分别与所述电池正X3和所述电池负X4相连接。当运行在充电状态时，所述PWM充电模块通过蓄电池正极连接端1和蓄电池负极连接端2向锂电池供电。当运行在放电状态时，所述PWM充电模块的MOS管Q1和Q2不导通，所述PWM充电模块不向蓄电池正极连接端1和蓄电池负极连接端2提供电能。所述的BOOST升压电路与单串锂电芯结合的供电方式不再需要多个锂电池的串联提升电压，稳定度高，不会出现一个损坏时由于均压问题引起的额外损坏。

[0024] 所述电池正X3和所述负载正X5间通过Boost电路连接，所述Boost电路由绕线电感L1、升压MOS管Q3、肖特基二极管D1和输出稳压电容C1组成。Boost电路可以使输出电压高于输入电压，从而达到升压的目的。所述低压LED控制模块的单片机STM32通过识别负载灯串数自动调节升压MOS管Q3的驱动信号。Q3驱动信号的变换导致Boost电路的升压MOS管Q3导通与关断，进而使输出电压稳定，从而负载灯不会闪烁。采用此方式可实现控制恒流充电设计，输出的电压低电流大，可省去LED驱动电源，简化LED太阳能路灯的电路复杂程度，也降低了设计电路的体积，方便了LED太阳能路灯的安装。

[0025] 所述电池负X4和所述负载负X6通过放电MOS管Q5连接。放电MOS管Q5驱动信号由所述低压LED控制模块单片机STM32的I/O口获得。R10为放电回路的电流检测电阻，电流检测信号Iload_cs通过运算放大器按设定比例放大，放大信号ILOAD传递给所述低压LED控制模块单片机STM32，所述低压LED控制模块单片机STM32通过检测此信号的大小来改变放电MOS管Q5栅极的驱动信号Q5G。所述驱动信号Q5G改变Q5栅极的PWM波占空比控制输出电流，最终实现恒流输出目的。在放电过程中，放电回路的电流检测电阻将电流信号转化为所述低压LED控制模块的输入信号，实现了放电过程采用闭环控制，有效实现恒流输出。

[0026] 需要声明的是，上述实用新型内容及具体实施方式旨在证明本实用新型所提供技术方案的实际应用，不应解释为对本实用新型保护范围的限定。本领域技术人员在本实用新型的精神和原理内，当可作各种修改、等同替换或改进。本实用新型的保护范围以所附权利要求书为准。

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