一體式雙系統(tǒng)可移動(dòng)光能路燈頭的制作方法

本實(shí)用新型涉及照明領(lǐng)域，尤其是一體式雙系統(tǒng)可移動(dòng)光能路燈頭。

背景技術(shù)：

隨著我國(guó)的城市化的快速發(fā)展及鄉(xiāng)村基礎(chǔ)設(shè)施的改造，傳統(tǒng)的照明路燈已經(jīng)無(wú)法滿足道路的快速發(fā)展。并且，在環(huán)境日益惡化，世界各國(guó)都在發(fā)展清潔能源的大趨勢(shì)下，傳統(tǒng)高能耗的、消耗不可再生能源的、需要牽拉電源線的、高使用成本的、消耗大量勞動(dòng)力的路燈及其路燈的產(chǎn)業(yè)，將要隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速增長(zhǎng)、能源供需矛盾的日漸突出、電力供應(yīng)逐漸短缺的局面、不斷移動(dòng)的道路照明需求、日漸匱乏的電力資源等逐漸退出道路照明的歷史舞臺(tái)，隨之而來的是太陽(yáng)能的應(yīng)用將迅速的發(fā)展。

然而現(xiàn)有的太陽(yáng)能照明裝置，均為一塊太陽(yáng)能板配備一個(gè)太陽(yáng)能蓄電池，由于太陽(yáng)能電池的容量有限，并且受環(huán)境影響，需要控制照明裝置的亮度，使其能夠具有足夠的發(fā)光時(shí)間，如果遇到連續(xù)陰雨天則不能提供照明的需求。并且在光電轉(zhuǎn)換的過程中，如多云、陰雨或晴天時(shí)，電壓和電流不穩(wěn)定，而且無(wú)法與電壓穩(wěn)定的蓄電池相匹配輸入，這不僅又直接導(dǎo)致電路容易產(chǎn)生故障、蓄電不足、陰雨天無(wú)法正常提供照明工作，而且還加速電池老化，縮短蓄電池使用壽命。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本實(shí)用新型提供一體式雙系統(tǒng)可移動(dòng)光能路燈頭，有效提高蓄電池的續(xù)航能力和照明亮度，延長(zhǎng)蓄電池的使用壽命。

本實(shí)用新型具體采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一體式雙系統(tǒng)可移動(dòng)光能路燈頭，包括基板、LED燈組件、蓄電池和PCB板，其特征在于，所述基板上設(shè)有主太陽(yáng)能電池板和副太陽(yáng)能電池板，所述蓄電池包括主蓄電池和副蓄電池，所述PCB板包括太陽(yáng)能最大功率點(diǎn)跟蹤控制電路、鋰電池保護(hù)電路、電池智能分配電路、雙系統(tǒng)微處理器和LED驅(qū)動(dòng)模塊，所述太陽(yáng)能電池板和副太陽(yáng)能電池板與所述太陽(yáng)能最大功率點(diǎn)跟蹤控制電路連接，所述電池智能分配電路分別與所述太陽(yáng)能最大功率點(diǎn)跟蹤控制電路、鋰電池保護(hù)電路和雙系統(tǒng)微處理器連接，所述鋰電池保護(hù)電路與所述主蓄電池和副蓄電池連接，所述雙系統(tǒng)微處理器與所述LED驅(qū)動(dòng)模塊連接，所述LED驅(qū)動(dòng)模塊與所述LED燈組件連接。

作為優(yōu)選，所述電池智能分配電路包括主蓄電池充電管理電路、副蓄電池充電管理電路、主蓄電池供電控制電路和副蓄電池供電控制電路。

作為優(yōu)選，所述雙系統(tǒng)微處理器還連接有強(qiáng)弱光識(shí)別傳感器。

作為優(yōu)選，所述基板、LED燈組件、蓄電池和PCB板均緊密連接在邊框內(nèi)。

作為優(yōu)選，所述主太陽(yáng)能電池板和副太陽(yáng)能電池板的面積比為7:3。

作為優(yōu)選，所述主太陽(yáng)能電池板和副太陽(yáng)能電池板的面積比為8:2。

作為優(yōu)選，所述主太陽(yáng)能電池板和副太陽(yáng)能電池板的面積比為6:4。

作為優(yōu)選，所述邊框上設(shè)置有燈桿銜接件。

作為優(yōu)選，所述邊框內(nèi)固定有至少一個(gè)LED燈組件。

本實(shí)用新型提供的一體式雙系統(tǒng)可移動(dòng)光能路燈頭，其有益效果在于：將同等面積的太陽(yáng)能電池板分成一大一小兩塊獨(dú)立的太陽(yáng)能電池板，兩塊獨(dú)立的太陽(yáng)能電池板分別為兩組蓄電池供電，通過電池智能分配電路和雙系統(tǒng)微處理器控制兩組蓄電池的循環(huán)充放電，所以電池組使用壽命極大的提升了，有效提高蓄電池的續(xù)航能力和照明亮度，抗陰雨天數(shù)大大提升，即使在冬季或連續(xù)陰雨天，蓄電池也不會(huì)虧電運(yùn)行，減少深充深放次數(shù)，延長(zhǎng)蓄電池的使用壽命。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型可移動(dòng)路燈頭的主視圖；

圖2是本實(shí)用新型可移動(dòng)路燈頭的后視圖；

圖3是本實(shí)用新型可移動(dòng)路燈頭的左視圖；

圖4是本實(shí)用新型的電路原理框圖；

圖5是太陽(yáng)能最大功率點(diǎn)跟蹤控制電路的電路圖；

圖6是鋰電池保護(hù)電路的電路圖；

圖7是電池智能分配電路的電路圖；

圖8是雙系統(tǒng)微處理器與LED驅(qū)動(dòng)模塊的連接電路圖；

圖9是本實(shí)用新型電池充放電的工作流程圖。

圖中，1-基板；2-LED燈組件；3-邊框；4-主太陽(yáng)能電池板；5-副太陽(yáng)能電池板；6-安裝盒；7-燈桿銜接件。

具體實(shí)施方式

為進(jìn)一步說明各實(shí)施例，本實(shí)用新型提供有附圖。這些附圖為本實(shí)用新型揭露內(nèi)容的一部分，其主要用以說明實(shí)施例，并可配合說明書的相關(guān)描述來解釋實(shí)施例的運(yùn)作原理。配合參考這些內(nèi)容，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)能理解其他可能的實(shí)施方式以及本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)。圖中的組件并未按比例繪制，而類似的組件符號(hào)通常用來表示類似的組件。

現(xiàn)結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。

如圖1-3所示，本實(shí)施例提出的一體式雙系統(tǒng)可移動(dòng)光能路燈頭，包括基板1、LED燈組件2、蓄電池、PCB板和邊框3，基板1上設(shè)有主太陽(yáng)能電池板4和副太陽(yáng)能電池板5，本實(shí)施例中主太陽(yáng)能電池板4和副太陽(yáng)能電池板5的面積比為7:3，LED燈組件2設(shè)置有三組，根據(jù)實(shí)際需要亦可將面積比設(shè)置為9:1或8:2或6:4，LED燈組件2設(shè)置為一組或兩組或四組或著更多組均可，在此不再贅述。基板和LED燈組件2緊密連接在邊框3上，并且LED燈組件2安裝時(shí)與邊框3呈一定的傾斜角度，可以方便雨水的滴落及光線投射至路面，蓄電池和PCB板安裝在邊框3內(nèi)，并通過安裝盒6密封，邊框3上設(shè)置有燈桿銜接件7，將燈桿和邊框固定連接。

如圖4所示，PCB板包括太陽(yáng)能最大功率點(diǎn)跟蹤控制電路、鋰電池保護(hù)電路、電池智能分配電路、雙系統(tǒng)微處理器和LED驅(qū)動(dòng)模塊，太陽(yáng)能電池板和副太陽(yáng)能電池板與太陽(yáng)能最大功率點(diǎn)跟蹤控制電路連接，電池智能分配電路分別與太陽(yáng)能最大功率點(diǎn)跟蹤控制電路、鋰電池保護(hù)電路和雙系統(tǒng)微處理器連接，鋰電池保護(hù)電路與主蓄電池和副蓄電池連接，雙系統(tǒng)微處理器與LED驅(qū)動(dòng)模塊連接，LED驅(qū)動(dòng)模塊與LED燈組件連接，雙系統(tǒng)微處理器還連接有強(qiáng)弱光識(shí)別傳感器。

如圖5所示，本實(shí)施例中太陽(yáng)能最大功率點(diǎn)跟蹤控制電路，可對(duì)5A多類型電池進(jìn)行充電管理，具有太陽(yáng)能電池最大功率點(diǎn)跟蹤功能，適合對(duì)單節(jié)或多節(jié)鋰電池或磷酸鐵鋰電池的充電管理。對(duì)于深度放電的電池，當(dāng)電池電壓低于所設(shè)置的恒壓充電電壓的66.7％時(shí)，本電路所設(shè)置的恒流充電電流的15％對(duì)電池進(jìn)行涓流充電。在恒壓充電階段，充電電流逐漸減小，當(dāng)充電電流減小到所設(shè)置恒流充電電流的9.5％時(shí)，進(jìn)入充電結(jié)束狀態(tài)；當(dāng)輸入電源掉電或者輸入電壓低于電池電壓時(shí)，自動(dòng)進(jìn)入低功耗的睡眠模式。還可進(jìn)行輸入低電壓鎖存，電池溫度監(jiān)測(cè)，電池端過壓保護(hù)和充電狀態(tài)指示等。本電路比常用的PWM脈沖充電方式效率高出17％～30％左右。

如圖6所示，本實(shí)施例中鋰電池保護(hù)電路，可控制電池的以下五種狀態(tài)：通常狀態(tài)、過充電狀態(tài)、過放電狀態(tài)、休眠狀態(tài)、過電流狀態(tài)。

1、通常狀態(tài)

主蓄電池和副蓄電池電壓在過放電檢測(cè)電壓V_DLn和過充電檢測(cè)電壓V_CUn之間，比放電電流的電流值低(VINI端子電壓比放電過電流檢測(cè)電壓V_IOV1、V_IOV2低，并且VMP端子電壓比V_IOV3高)的情況下，充電用FET以及放電用FET變?yōu)镺N。

2、過充電狀態(tài)

主蓄電池和副蓄電池的其中某個(gè)電池的電壓比過充電檢測(cè)電壓V_CUn高，這種狀態(tài)保持在t_CU以上的情況下，COP端子變?yōu)楦咦杩?。COP端子通過外接電阻上拉為EB₊的緣故，充電用FET變?yōu)镺FF，而停止充電。這種狀態(tài)稱為過充電狀態(tài)，過充電狀態(tài)在滿足以下兩個(gè)條件中的一種即被解除：A、全部的電池電壓在過充電解除電壓V_CLn以下時(shí)；B、全部的電池電壓在過充電檢測(cè)電壓V_CUn以下，并且VMP端子電壓在39/40XV_DD以下時(shí)，(負(fù)載被連接，通過充電用FET的本體二極管開始放電)。

3、過放電狀態(tài)

主蓄電池和副蓄電池的其中某個(gè)電池的電壓比過放電檢測(cè)電壓V_DLn低，這種狀態(tài)保持在t_DL以上的情況下，DOP端子的電壓變?yōu)閂_DD電平，放電用FET變?yōu)镺FF，而停止充電，這種狀態(tài)稱為過放電狀態(tài)，變?yōu)檫^放電狀態(tài)后，芯片S-8254轉(zhuǎn)移為休眠狀態(tài)。

4、休眠狀態(tài)

變?yōu)檫^放電狀態(tài)，停止放電，由于IC內(nèi)部的RVMS電阻VMP端子被下拉至V_SS，VMP端子電壓變?yōu)閂_DD/2以下時(shí)，芯片S-8254進(jìn)入休眠狀態(tài)。在休眠狀態(tài)下芯片S-8254幾乎全部的電路停止工作，消耗電流變?yōu)镮_PDN以下。各個(gè)輸出端子的狀態(tài)變?yōu)槿缦聽顟B(tài)：COP:Hi-Z；DOP:V_DD。在休眠狀態(tài)下滿足以下條件時(shí)被解除：VMP端子電壓變?yōu)閂_DD/2以下時(shí)(連接了充電器)；過放電狀態(tài)在滿足下述的條件時(shí)被解除：全部電池的電壓變?yōu)閂_DLn以上，并且VDD端子電壓變?yōu)閂_DD/2以上時(shí)(連接了充電器)。

5、過電流狀態(tài)

芯片S-8254備用對(duì)應(yīng)3種類型的過電流檢測(cè)電平(V_IOV1、V_IOV2和V_IOV3)以及各自電平的過電流檢測(cè)延遲時(shí)間(t_IOV1、t_IOV2和t_IOV3)。放電電流比一定值大(V_SS和V_INI的電壓差比V_IOV1大)的情況下，這種狀態(tài)保持在t_IOV1以上時(shí)，芯片S-8254進(jìn)入過電流狀態(tài)。在過電流狀態(tài)，DOP端子的電壓變?yōu)閂_DD電平，放電用FET變?yōu)镺FF，而停止放電。另外，COP端子變?yōu)楦咦杩?，由于EB+端子的電位被上拉，導(dǎo)致充電用FET變?yōu)镺FF。VMP端子通過內(nèi)部電阻RVMD被上拉至V_DD。針對(duì)過電流檢測(cè)電平2(V_IOV2)以及過電流檢測(cè)延遲時(shí)間(t_IOV2)的工作與針對(duì)V_IOV1及t_IOV1的工作是相同的。

在過電流狀態(tài)，通過IC內(nèi)部的RVMD電阻VMP端子被上拉至V_DD，過電流狀態(tài)在滿足下述條件時(shí)被解除：通過充電器連接或者負(fù)載開放(30MΩ以上)，VMP端子電壓在V_IOV3以上時(shí)。

本電路還可有關(guān)自我放電后電池(0V電池)的充電，芯片S-8254可以選擇以下兩個(gè)功能其中的一方：A、允許向0V電池的充電(可以向0V電池充電)，充電器電壓比V_0CHA高的情況下，0V電池被充電；B、禁止向0V電池的充電(不可以向0V電池充電)，電池電壓在V_0INH以下的情況下，不進(jìn)行充電。

如圖7所示，本實(shí)施例中，電池智能分配電路包括主蓄電池充電管理電路、副蓄電池充電管理電路、主蓄電池供電控制電路和副蓄電池供電控制電路，如圖8所示，雙系統(tǒng)微處理器與LED驅(qū)動(dòng)模塊的連接電路圖。本實(shí)用新型是在原有的系統(tǒng)模式下，將同等面積的太陽(yáng)能電池板分為一大一小的兩組獨(dú)立的太陽(yáng)能電池板。例如：將太陽(yáng)能電池板按照三七分，原來太陽(yáng)能電池板的功率為64W，現(xiàn)在分為45W和19W，相應(yīng)的蓄電池也配備兩塊，容量按照三七分，原來容量為12V、40AH，現(xiàn)在分為12V、28AH和12V、12AH兩塊獨(dú)立的蓄電池，拆分之后，既沒有增加成本也沒有增加體積，然后通過本申通提供的PCB板進(jìn)行充放電管理，具體工作流程圖如圖9所示。

在工作時(shí)，優(yōu)先考慮副蓄電池電量是否達(dá)到80％的容量，因?yàn)楦毙铍姵厝萘恐挥?2AH，80％的容量很容易實(shí)現(xiàn)，同時(shí)80％的容量剛好能放電一晚上。結(jié)合事先規(guī)劃好的放電曲線(放電曲線這里指的是不同的時(shí)間段有不同的亮度，保證在上半夜人員活動(dòng)頻繁時(shí)的高亮狀態(tài))合理放電。當(dāng)副蓄電池放電時(shí)，主蓄電池處于休息狀態(tài)，即副蓄電池工作一晚上，主蓄電池可連續(xù)兩個(gè)白天進(jìn)行充電。當(dāng)副蓄電池工作一晚上后，白天主蓄電池和副蓄電池同時(shí)在充電，也就是說當(dāng)天晚上假設(shè)副蓄電池沒有充滿的情況下，主蓄電池工作一晚上，副蓄電池可以充兩個(gè)白天。一般根據(jù)太陽(yáng)能電池板的發(fā)電量，在陰雨天氣下，副蓄電池需要3天可以充滿，一個(gè)晚上將存儲(chǔ)電量放完，也就是副蓄電池連續(xù)3個(gè)白天進(jìn)行充電，2個(gè)晚上待機(jī)，工作1個(gè)晚上，而主蓄電池則是需要7天充滿電，可以連續(xù)放電5天，對(duì)于主蓄電池和副蓄電池這樣的循環(huán)經(jīng)過多次驗(yàn)證確認(rèn)為重大的應(yīng)用突破，實(shí)現(xiàn)365天亮燈，抗陰雨天數(shù)大大提升，在經(jīng)歷冬季或雨季時(shí)不必?fù)?dān)心蓄電池虧電運(yùn)行，減少蓄電池深充深放的次數(shù)，所以蓄電池使用壽命是原來的幾倍，并且有效提高蓄電池的續(xù)航能力和照明亮度。

盡管結(jié)合優(yōu)選實(shí)施方案具體展示和介紹了本實(shí)用新型，但所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明白，在不脫離所附權(quán)利要求書所限定的本實(shí)用新型的精神和范圍內(nèi)，在形式上和細(xì)節(jié)上可以對(duì)本實(shí)用新型做出各種變化，均為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。