声光双控太阳能楼道灯的设计

声光双控太阳能楼道灯的设计

【摘要】在能源逐渐短缺的今天，太阳能的利用越来越受到人们重视。本文提供了一种太阳能供电、声光双控led节能灯设计方案。包括太阳能电池板、蓄电池过充保护器、蓄电池国防保护器、逆变电路和控制电路。该灯可安装在公园、小区、学校等，管理方便，节电节能。

【关键词】太阳能声光双控 led节能灯过充过放保护

0引言

太阳能是取之不尽、用之不竭的清洁能源，随着社会和科技的发展，人们越来越重视太阳能的开发与利用，相应的led照明灯具随之产生。能够安装在宾馆、学校、公园、街道的声光双控太阳能led 节能灯，有着节电节能、清洁方便、易于管理的优点，具有广阔的应用前景。

1系统设计

现有的楼道节能灯，或是仅有太阳能供电部分的长明灯，或是仅有光控部分而需供市电，大都无法做到充分的利用太阳能和节约电能。在对现有设计研究分析基础上，本文提出了一种太阳能供电的声光双控延时节能灯。白天太阳能电池板对蓄电池充电，晚上蓄电池释放能量 , led灯在有人过时点亮，延时一段时间后自动关断。具体系统设计模块如图1所示。

2硬件电路设计

2.1太阳能电池板

太阳能电池通过半导体 pn结的“光生伏打效应” ,将太阳能直接转化为电能 ,供负载使用或存储于蓄电池内备用。其基本种类有单晶硅、多晶硅、非晶硅太阳能电池等。

2.2 蓄电池过充保护器

该过充保护器由电压比较器、三极管、继电器等原件组成。当太阳能电池板能够提供有效电压，且电池电压低于12.4v时，因ic1反相输入端电压高于同相输入端电压，输出为低电位，三极管截止，继电器（12v）处在释放状态，电池通过触电与太阳能电池板相连继续充电。当电池电压达到12.4v时，ic1输出变为高电位，此时三极管导通，继电器吸合。蓄电池与太阳能电池板断开，充电停止。二极管d1、d2用来保护继电器，使其免受反电动势冲击。

2.3过放保护器

当电池电压低于10v时，保护器自动断开电流，以免过度放电。电压高于10v且继电器已经吸和时，三极管上有0.8v左右的正向电压而导通，继电器保持吸和，电池供电。电池电压降低到9.5v 时，三极管截止，继电器释放，电池被断开。

电路结构为光伏蓄电池——dc直流滤波升压——rc桥式正弦波振荡器工频逆变——运算放大器升压——滤波——负载。伏蓄电池阵列的直流输出电压 ,先经dc直流滤波升压后 ,再由运算放大器组成的 rc桥式正弦波振荡器电路转变为工频 50hz的交流电压 ,然后经运算放大器升压为 220v的交流输出电压 ,再经滤波器滤波得到 220v的工频电压接负载。

2.5 控制电路

图4为与非门管脚图。与非门1等组成声控开关，与非门2等组成光控开关，与非门3，4等组成单稳态电路。白天光敏电阻rg阻值较小， r10接地，各管脚电平如下表1所示，可见c5两端5、6、10管脚均为低电平，三极管vt因4管脚为高电平而导通，vs断开，灯始终不亮。晚上， rg阻值较大使13脚为高电平。当声音较大时，音频信号经放大后，经过r6向c4充电（充电时间常数极小），此时11脚变为高电平。由表可看出， 4脚为低电平。则vt截止， vs 导通，节能灯发光。延时30余秒后，c5充电完毕，5,6脚恢复低电平，4脚恢复高电平，vt导通，vs断开，节能灯自动关断。

3结语

目前应对能源危机的主要途径，一是有效节能；二是快速发展太阳能、风能等可再生能源。本设计充分利用了太阳能这一清洁能源，低碳环保、节电节能、管理方便。但目前太阳能照明灯仍存在成本偏高的问题，影响了推广使用。随着科技的进步与技术的成熟，太阳能led节能灯得成本将得到降低，从而具有更加广阔的应用前景。参考文献：

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