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1、(10)申请公布号 CN 102036451 A (43)申请公布日 2011.04.27 CN 102036451 A *CN102036451A* (21)申请号 201010622723.7 (22)申请日 2010.12.31 H05B 37/02(2006.01) H02N 6/00(2006.01) H02J 7/00(2006.01) (71)申请人 张峻 地址 265500 山东省烟台市福山区门楼镇工 业园烟台快通精密机械制造有限公司 (72)发明人 张峻 林建军 (54)发明名称 一种节能环保自动化光控系统 (57)摘要 本 发 明 涉 及 一 种 节 能 环 保 自 动 化。
2、 光 控 系 统， 属 于 光 电 转 换 和 电 力 电 子 技 术 领 域。 一 种 节 能 环 保 自 动 化 光 控 系 统， 其 特 征 在 于 包 括 与 单 晶 硅 多 晶 硅 铜 铟 镓 硒 太 阳 能 玻 璃 模 板 (1) 连 接 的 中 央 控 制器单元(2)， 中央控制器单元(2) 控制连接有蓄 电池充放电控制单元(3) 和光敏组件(4)， 最终由 中 央 控 制 器 (2) 通 过 DC/DC 转 换 器 (5) 输 出 连 接 至 LED 光 源 (6)。 本 发 明 具 有 结 构 简 单， 集 成 度 高， 外 围 电 路 简 单， 可 靠 性 高， 生 产 安。
3、 装 成 本 低， 环 境 污 染 小， 节 能 减 碳 效 果 明 显， 具 有 广 泛 的 应 用 前 景。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 1 页CN 102036454 A 1/1 页 2 1. 一种节能环保自动化光控系统， 其特征在于包括与单晶硅多晶硅铜铟镓硒太阳能玻 璃 模 板 (1) 连 接 的 中 央 控 制 器 单 元 (2)， 中 央 控 制 器 单 元 (2) 控 制 连 接 有 蓄 电 池 充 放 电 控 制单元(3) 和光敏组件(4)， 最终由中央控制器(2) 通过DC/DC。
4、 转换器(5) 输出连接至LED 光源(6)。 2. 按照权利要求1 所述一种节能环保自动化光控系统， 其特征在于所述中央控制器单 元(2) 包括内部所设的充放电控制系统(2-1)、 蓄电池保护系统(2-2) 以及最大功率跟踪系 统(2-3)。 3. 按照权利要求1 所述一种节能环保自动化光控系统， 其特征在于所述蓄电池充放电 控 制 单 元 (3) 包 括 蓄 电 池 组 (3-1)， 蓄 电 池 组 (3-1) 的 一 端 通 过 DC/DC 变 换 器 (3-2) 与 铜 铟 镓 硒 薄 膜 太 阳 能 光 伏 玻 璃 板 (1) 连 接， 另 一 端 由 中 央 控 制 器 单 元 (。
5、2) 的 蓄 电 池 保 护 系 统 (2-2) 以及充放电控制系统(2-1) 分别通过UI 检测电路以及 充放电电路与蓄电池组(3-1) 相 连 通， 同 时 中 央 控 制 器 单 元 (2) 的 最 大 功 率 跟 踪 系 统 (2-3) 通 过 PWM 控 制 器 与 DC/DC 变 换器(3-2) 连通。 权 利 要 求 书 CN 102036451 ACN 102036454 A 1/3 页 3 一种节能环保自动化光控系统 技术领域 0001 本发明涉及一种节能环保自动化光控系统， 属于光电转换和电力电子技术领域。 背景技术 0002 单 晶 硅 多 晶 硅 铜 铟 镓 硒 光 伏。
6、 材 料 成 本 低， 制 造 过 程 对 环 境 污 染 小， 在 光 伏 发 明 领 域具有广阔的发展空间， LED 光源属于新型绿色环保光源， 耗电少， 光污染小， 是国家大力提 倡 的 新 型 光 源。 以 单 晶 硅 多 晶 硅 铜 铟 镓 硒 太 阳 能 玻 璃 板 驱 动 LED 光 源， 可 以 大 幅 节 约 常 规 电 力 和 电 缆 的 消 耗， 具 有 显 著 的 减 碳 效 果， 现 有 技 术 中 尚 未 出 现 利 用 单 晶 硅 多 晶 硅 铜 铟 镓 硒太阳能玻璃板驱动的LED 光源系统。 发明内容 0003 本 发 明 的 目 的 在 于 提 供 一 种 结。
7、 构 合 理、 高 效 节 能 环 保、 生 产 成 本 低、 环 境 污 染 小， 光电转换效率高的一种节能环保自动化光控系统。 0004 本发明是通过以下技术方案实现的 ： 0005 一 种 节 能 环 保 自 动 化 光 控 系 统， 其 特 殊 之 处 在 于 包 括 与 单 晶 硅 多 晶 硅 铜 铟 镓 硒 太 阳 能 玻 璃 模 板 1 连 接 的 中 央 控 制 器 单 元 2， 中 央 控 制 器 单 元 控 制 连 接 有 蓄 电 池 充 放 电 控 制 单元3 和光敏组件4， 最终由中央控制器2 通过DC/DC 转换器5 输出连接至LED 光源6 ； 0006 所述中央控。
8、制器单元2 包括内部所设的充放电控制系统2-1、 蓄电池保护系统2-2 以及最大功率跟踪系统2-3 ； 0007 所述蓄电池充放电控制单元3 包括蓄电池组3-1， 蓄电池组3-1 的一端通过DC/DC 变 换 器 3-2 与 铜 铟 镓 硒 薄 膜 太 阳 能 光 伏 玻 璃 板 1 连 接， 另 一 端 由 中 央 控 制 器 单 元 2 的 蓄 电 池 保 护 系 统 2-2 以 及 充 放 电 控 制 系 统 2-1 分 别 通 过 UI 检 测 电 路 以 及 充 放 电 电 路 与 蓄 电 池 组 3-1 相 连 通， 同 时 中 央 控 制 器 单 元 2 的 最 大 功 率 跟 。
9、踪 系 统 2-3 通 过 PWM 控 制 器 与 DC/DC 变换器3-2 连通。 0008 本 发 明 的 一 种 节 能 环 保 自 动 化 光 控 系 统， 具 有 生 产 成 本 低， 环 境 污 染 小， 光 电 转 换 率高的优势， 具有广泛的应用前景。 附图说明 0009 图 1 ： 本发明一种节能环保自动化光控系统。 0010 图 2 ： 蓄电池充放电控制单元结构示意图。 具体实施方式 0011 以下结合附图给出本发明的具体实施方式， 用来对本发明作进一步的说明。 0012 一 种 节 能 环 保 自 动 化 光 控 系 统， 包 括 与 单 晶 硅 多 晶 硅 铜 铟 镓 。
10、硒 太 阳 能 玻 璃 模 板 1 连 接 的 中 央 控 制 器 单 元 2， 中 央 控 制 器 单 元 控 制 连 接 有 蓄 电 池 充 放 电 控 制 单 元 3 和 光 敏 组 件 4， 最 终 由 中 央 控 制 器 2 通 过 DC/DC 转 换 器 5 输 出 连 接 至 LED 光 源 6 ； 中 央 控 制 器 单 元 2 说 明 书 CN 102036451 ACN 102036454 A 2/3 页 4 包 括 内 部 所 设 的 充 放 电 控 制 系 统 2-1、 蓄 电 池 保 护 系 统 2-2 以 及 最 大 功 率 跟 踪 系 统 2-3 ； 蓄 电池充放。
11、电控制单元3 包括蓄电池组3-1， 蓄电池组3-1 的一端通过DC/DC 变换器3-2 与铜 铟 镓 硒 薄 膜 太 阳 能 光 伏 玻 璃 板 1 连 接， 另 一 端 由 中 央 控 制 器 单 元 2 的 蓄 电 池 保 护 系 统 2-2 以及充放电控制系统2-1 分别通过UI 检测电路以及充放电电路与蓄电池组3-1 相连通， 同 时中央控制器单元2 的最大功率跟踪系统2-3 通过PWM 控制器与DC/DC 变换器3-2 连通。 0013 本 发 明 将 光 能 转 化 为 电 能， 中 央 控 制 器 通 过 最 大 功 率 的 计 算， 给 蓄 电 池 充 电， 并 对 蓄电池进行。
12、过充或欠充保护， 并接受光敏器件的信号决定是否驱动LED 光源， DC/DC 转换器 对蓄电池输出进行变换适应不同的LED 光源驱动。 0014 蓄电池充放电控制单元 0015 在 不 同 的 温 度 和 光 辐 射 强 度 下， 铜 铟 镓 硒 薄 膜 太 阳 能 光 伏 玻 璃 模 板 输 出 的 最 大 功 率点MPP(maximum power point) 是不同的， 在一定的温度和辐射强度下， 其MPP 是唯一的， 本 方 案 采 用 由 中 央 控 制 器 控 制 的 DC-DC 变 换 器 作 为 光 伏 玻 璃 模 板 和 蓄 电 池 之 间 的 接 口 电 路 ， 一 是 。
13、实 现MPPT(maximumpower point tracking) 最 大 功 率 点 跟 踪 ； 二 是 实 现 对 蓄 电 池 的 最优充电控制 ； 三是对蓄电池进行有效保护。 0016 DC-DC 基本电路 0017 由于铜铟镓硒光伏模板输出电压波动较大， Cuk 电路同时具有升压和降压功能， 将 Cuk 电路用于电压控制器， 可以在较大电压范围内实现MPPT 算法控制。 由中央控制器根据 MPPT 的需要输出控制信号， 控制晶闸管的关断， 实现PWM( 脉冲宽度调制) 控制。 0018 MPPT 最大功率点跟踪。 0019 本 方 案 采 用“功 率 扰 动 法” 实 施 最 大。
14、 功 率 点 跟 踪。 即 先 测 量 当 前 光 伏 组 件 的 输 出 电压和电流， 计算出功率。 然后在原输出电压的 基础上增加一个小电压分量( 或称扰动)， 由 光 伏 模 块 I-U 特 性 可 知 其 输 出 功 率 会 发 生 变 化， 计 算 改 变 后 的 功 率， 与 改 变 前 比 较， 如 功 率 增 大 则 继 续 增 加 原 扰 动， 如 果 功 率 变 小 则 改 变 原 扰 动 方 向， 以 此 实 现 MPPT 控 制。 软 件 实 现由中央控制器实现， 控制由中央控制器给定信号由PWM 通过改变占空比实现。 0020 蓄电池最优充电控制及保护。 0021 本。
15、 方 案 采 用 的 蓄 电 池 充 电 策 略 为， 在 开 始 充 电 时 先 设 定 一 个 最 大 允 许 充 电 电 流， C/10(C 为 电 池 容 量 )， 然 后 不 断 检 测 蓄 电 池 电 流， 只 要 充 电 电 流 不 超 过 最 大 允 许 充 电 电 流 即 可， 于 此 同 时 不 断 检 测 蓄 电 池 电 压， 当 电 压 达 到 额 定 电 压 时， 说 明 已 进 入 过 充 状 态， 此 时 改 变 最 大 允 许 充 电 电 流， 改 为 C/20， 并 重 复 以 上 过 程， 一 直 到 充 电 电 流 达 到 C/100， 说 明 蓄 电池已。
16、达到100充电状态。 该方法在不超过最大允许充电电流的前提下， 利用MPPT 算法 使光伏组件向蓄电池输出最大功率， 提高了光伏组件的利用率。 0022 当 UI 检 测 电 路 检 测 到 蓄 电 池 达 到 过 充 或 过 放 电 状 态， 即 断 开 充 电 过 程 或 负 载， 对 蓄电池进行保护。 0023 光敏触发电路 0024 中 央 控 制 器 根 据 设 定 的 初 始 值 对 光 敏 组 件 输 入 信 号 进 行 检 测， 当 达 到 设 定 初 始 值 时， 启动LED 驱动电路， 对LED 光源进行驱动。 0025 负载的DC-DC 单元 0026 对于直流负载， 可。
17、直接由蓄电池向负载供电。 对于不同要求电压要求的负载， 仍采 用Cuk 斩波电路， 通过占空比的调节进行升压或降压变换， 以适应不同负载的需要。 说 明 书 CN 102036451 ACN 102036454 A 3/3 页 5 0027 本 实 例 的 一 种 节 能 环 保 自 动 化 光 控 系 统， 具 有 结 构 简 单， 集 成 度 高， 外 围 电 路 简 单， 可靠性高， 生产安装成本低， 环境污染小， 节能减碳效果明显， 具有广泛的应用前景。 说 明 书 CN 102036451 ACN 102036454 A 1/1 页 6 图1 图2 说 明 书 附 图 CN 102036451 A。