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LED太陽(yáng)能草坪燈
閱讀�6190�(shí)間:2011-04-06 17:42:19

  LED太陽(yáng)�草坪�主要利用太陽(yáng)�電池的能源來(lái)�(jìn)行工�,當(dāng)白天太陽(yáng)光照射在太陽(yáng)能電��,把光能�(zhuǎn)變成電能存貯�蓄電��,再由蓄電池在晚間為草坪燈的LED(發(fā)光二極體)提�電源。其�(yōu)�(diǎn)主要為安�、節(jié)�、方�、環(huán)保等。適用于住宅社區(qū)綠草地美化照明點(diǎn)�,公園草坪美化點(diǎn)��

�(jiǎn)�

  LED太陽(yáng)能草坪燈是一種集節(jié)能環(huán)�、照明與美化�(huán)境為一體的新型的綠色能源景觀照明燈具。太�(yáng)能草坪燈節(jié)�、環(huán)�、安�、美觀。該太陽(yáng)能草坪燈采用高效率單晶硅太陽(yáng)能電池組�,白天可將太�(yáng)光光能轉(zhuǎn)換成電能�(chǔ)存于蓄電�,夜晚天黑后則自�(dòng)�(diǎn)亮燈管照�,廣泛適用于公園草坪、花園別�、廣�(chǎng)綠地、旅游景�(diǎn)、度假村、高爾夫球場(chǎng)、企�(yè)工廠綠地亮化美化、住宅小區(qū)綠地照明、各種綠化帶等的景觀�(diǎn)�、景觀照明。太�(yáng)能系列草坪燈主要用來(lái)亮化�(diǎn)綴照�,采用高亮度LED�(fā)光二極管�(shè)�(jì),具有亮度高、安裝簡(jiǎn)�、工作可靠、不敷設(shè)電纜、不消耗常�(guī)能源、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)�(diǎn)。太�(yáng)能草坪燈光源及電源系�(tǒng)�(shè)�(jì)方法由于太陽(yáng)能草坪燈�(dú)特的�(yōu)�(diǎn),近年來(lái)得到迅速發(fā)�。草坪燈功率�,主要以裝飾為目�,對(duì)可移�(dòng)性要求高,電路鋪�(shè)困難,防水要求高的場(chǎng)地適用。這些使得由太�(yáng)電池供電的草坪燈顯示出許多前所未有的優(yōu)�(shì)�

�(yōu)�(shì)

  目前多數(shù)草坪燈選用LED作為光源,LED壽命�(zhǎng),可以達(dá)�100000小時(shí)以上,工作電壓低,非常適合應(yīng)用在太陽(yáng)能草坪燈�。特別是LED技�(shù)已經(jīng)�(jīng)?了其�(guān)鍵的突破,并且其特性在�(guò)�5年中有很大提�,其性能�(jià)格比也有較大的提高。另�,LED由低壓直流供�,其光源控制成本低,使調(diào)節(jié)明暗,頻繁開(kāi)�(guān)都成為可能,并且不會(huì)�(duì)LED的性能�(chǎn)生不良影響。還可以方便地控�?�,改變光的分?,產(chǎn)生動(dòng)�(tài)幻景,所以它特別適用在太�(yáng)能草坪燈��

  太陽(yáng)能草坪燈光源及電源系�(tǒng)�(shè)�(jì)方法由于太陽(yáng)能草坪燈�(dú)特的�(yōu)�(diǎn),近年來(lái)得到迅速發(fā)�。草坪燈功率�,主要以裝飾為目�,對(duì)可移�(dòng)性要求高,電路鋪�(shè)困難,防水要求高的場(chǎng)地適用。這些使得由太�(yáng)電池供電的草坪燈顯示出許多前所未有的優(yōu)�(shì)�

組成

  太陽(yáng)能草坪燈主要利用太陽(yáng)能電池的能源�(lái)�(jìn)行工�,當(dāng)白天太陽(yáng)光照射在太陽(yáng)能電池上,把光能�(zhuǎn)變成電能存貯在蓄電池中,再由蓄電池在晚間為草坪燈的LED(發(fā)光二極體)提供電�。其�(yōu)�(diǎn)主要為安�、節(jié)�、方�、環(huán)保等。適用于住宅社區(qū)綠草地美化照明點(diǎn)�,公園草坪美化點(diǎn)�。LED太陽(yáng)能草坪燈的結(jié)�(gòu)組成:由太陽(yáng)能電池組件(光電板)、超高亮LED燈(光源�、免維護(hù)可充電蓄電池、自�(dòng)控制電路、燈具等組成�

系統(tǒng)組成及工作原�

  �1)太�(yáng)能草坪燈的系�(tǒng)組成:LED太陽(yáng)能草坪燈是一�(gè)�(dú)立的�(fā)電系�(tǒng)。它能夠�(dú)立的完成把太�(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能,并能把電能�(zhuǎn)換成熱能供照明和裝飾使用,而不需要電�(xiàn)的傳�。一�(gè)�(dú)立的光伏系統(tǒng)一般由以下三部分組成:太陽(yáng)電池組件;充、放電控制器、逆變器、測(cè)試儀表和�(jì)算機(jī)�(jiān)控等電力電子�(shè)備和蓄電池或其它蓄能和輔助發(fā)電設(shè)�。光伏系�(tǒng)具有以下的特�(diǎn):沒(méi)有轉(zhuǎn)�(dòng)部件,不�(chǎn)生噪�� �(méi)有空氣污�、不排放廢水;沒(méi)有燃燒過(guò)�,不需要燃�� 維修保養(yǎng)�(jiǎn)單,維護(hù)�(fèi)用低;運(yùn)行可靠�、穩(wěn)定性好;作為關(guān)鍵部件的太陽(yáng)電池使用壽命�(zhǎng),晶體硅太陽(yáng)電池壽命可達(dá)�25年以�;根�(jù)需要很容易�(kuò)大發(fā)電規(guī)��

  LED太陽(yáng)能草坪燈是一�(gè)小型的太�(yáng)能供電系�(tǒng)。它的結(jié)�(gòu)非常�(jiǎn)單主要由太陽(yáng)能電池板、充放電控制�、蓄電池、照明電路和燈桿等部分組��

 ?�?)太�(yáng)能草坪燈的控制原理:太陽(yáng)能草坪燈的控制器主要是用于蓄電池充放電的而控�。圖1就是一�(gè)最基本的充放電控制�。在該圖�,由光伏電池板、蓄電池、太�(yáng)能控制器和負(fù)載組成了一�(gè)基本的光伏應(yīng)用系�(tǒng)。這里的開(kāi)�(guān)K1和K3為充電開(kāi)�(guān),K3為放電開(kāi)�(guān),它們均屬于太陽(yáng)能控制中心的一部分。圖中開(kāi)�(guān)的開(kāi)合由控制電路根據(jù)系統(tǒng)的充放電狀�(tài)�(lái)決定。當(dāng)蓄電池充�(mǎn)電時(shí)斷開(kāi)充電�(kāi)�(guān),需要充電時(shí)閉合充電�(kāi)�(guān);當(dāng)蓄電池放電時(shí)閉合K2,否則斷�(kāi)。而這些控制電路可以采用三極�、電阻、電�、電感構(gòu)成的電壓比較升壓充放電電路,也可以采用光控電�,或者采用集成運(yùn)放構(gòu)成的電壓滯回比較�,還可以采用單片�(jī)。鑒于廉�(jià)的考慮一般采用前��

太陽(yáng)能草坪燈的控制原理

  一般來(lái)�(shuō),一�(gè)合格的太�(yáng)能充放電控制器具有以下幾種充放電保護(hù)模式�

  1、直充保�(hù)�(diǎn)電壓:直充也叫急充,屬于快速充�,一般都是在蓄電池電壓較低的�(shí)候用大電流和相對(duì)高電壓對(duì)蓄電池充電,但是,有�(gè)控制�(diǎn),也叫保�(hù)�(diǎn),就是上表中的數(shù)值,�(dāng)充電�(shí)蓄電池端電壓高于這些保護(hù)值時(shí),應(yīng)停止直充。直充保�(hù)�(diǎn)電壓一般也是“過(guò)充保�(hù)�(diǎn)”電�,充電時(shí)蓄電池端電壓不能高于這�(gè)保護(hù)�(diǎn),否則會(huì)造成�(guò)充電,對(duì)蓄電池是有損害的�

  2、均充控制點(diǎn)電壓:直充結(jié)束后,蓄電池一般會(huì)被充放電控制器靜置一段時(shí)�,讓其電壓自然下�,當(dāng)下落到“恢�(fù)電壓”值時(shí),會(huì)�(jìn)入均充狀�(tài)。為什么要�(shè)�(jì)均充?就是當(dāng)直充完畢之后,可能會(huì)有�(gè)別電池“落后”(端電壓相�(duì)偏低�,為了將這些�(gè)別分子拉回來(lái),使所有的電池端電壓具有均勻一致�,所以就要以高電壓配以適中的電流再充那么一小會(huì),可�(jiàn)所謂均�,也就是“均衡充電”。均充時(shí)間不宜過(guò)�(zhǎng),一般為幾分鐘~十幾分鐘,時(shí)間設(shè)定太�(zhǎng)反而有�。對(duì)配備一塊兩塊蓄電池的小型系�(tǒng)而言,均充意義不大。所�,路燈控制器一般不�(shè)均充,只有兩�(gè)階段�

  3、浮充控制點(diǎn)電壓:一般是均充完畢�,蓄電池也被靜置一段時(shí)間,使其端電壓自然下�,當(dāng)下落至“維�(hù)電壓”點(diǎn)�(shí),就�(jìn)入浮充狀�(tài),目前均采用PWM(既脈寬�(diào)制)方式,類(lèi)似于“涓流充電”(即小電流充電�,電池電壓一低就充上一�(diǎn),一低就充上一�(diǎn),一股一股地�(lái),以免電池溫度持�(xù)升高,這對(duì)蓄電池來(lái)�(shuō)是很有好處的,因?yàn)殡姵�?nèi)部溫度對(duì)充放電的影響很大。其�(shí)PWM方式主要是為了穩(wěn)定蓄電池端電壓而設(shè)�(jì)的,通過(guò)�(diào)節(jié)脈沖寬度�(lái)減小蓄電池充電電�。這是�??茖W(xué)的充電管理制�。具體來(lái)�(shuō)就是在充電后�、蓄電池的剩余電容量(SOC�>80%�(shí),就必須減小充電電流,以防止因過(guò)充電而過(guò)多釋氣(氧氣、氫氣和酸氣��

  4、過(guò)放保�(hù)終止電壓:這比較好理解。蓄電池放電不能低于這�(gè)�,這是�(guó)�(biāo)的規(guī)�。蓄電池廠家雖然也有自己的保�(hù)參數(shù)(企�(biāo)或行�(biāo)�,但最終還是要向國(guó)�(biāo)靠攏�。需要注意的�,為了安全起�(jiàn),一般將12V電池�(guò)放保�(hù)�(diǎn)電壓人為加上0.3V作為溫度�(bǔ)償或控制電路的零�(diǎn)漂移校正,這樣12V電池的過(guò)放保�(hù)�(diǎn)電壓即為11.10V,那�24V系統(tǒng)的過(guò)放保�(hù)�(diǎn)電壓就為22.20V 。目前很多生�(chǎn)充放電控制器的廠家都采用22.2V(24V系統(tǒng))�(biāo)�(zhǔn)�

 ?�?)太�(yáng)能草坪燈充放電控制器的設(shè)�(jì):充電控制器作為光伏電池和鉛酸蓄電池的接口電路,一般都希望讓其工作在功率點(diǎn),實(shí)�(xiàn)更高的效�,但是在�(shí)�(xiàn)功率�(diǎn)跟蹤(MPPT)的同時(shí),還需要考慮�(jìn)行蓄電池充電控制。目前常用的主電路拓?fù)渲饕薪祲盒碗娐罚˙uck)變換器、升壓型電路(Boost)變換器、丘克電路(Cuk)變換器�。一般光伏電池輸出電壓波�(dòng)較大,而B(niǎo)uck變換器或Boost變換器只能�(jìn)行降壓或升壓變換,受此影�,光伏電池不能在大范圍內(nèi)完全工作于功率點(diǎn),從而造成系統(tǒng)效率下降。同�(shí),Buck變換器輸入電流紋波較�,如果輸入端不加一�(gè)�(chǔ)能電容就�(huì)使系�(tǒng)工作在斷�(xù)狀�(tài)下,從而導(dǎo)致光伏電池輸出電流時(shí)斷時(shí)�(xù),不能處于工作狀�(tài);而B(niǎo)oost變換器輸出電流紋波較大,用此電流�(duì)蓄電池�(jìn)行充�,不利于蓄電池的使用壽命;Cuk變換器同�(shí)具有升壓和降壓功�,將Cuk變換器應(yīng)用于光伏系統(tǒng)充電控制器中,可以在較大范圍�(nèi)�(shí)�(xiàn)功率�(diǎn)跟蹤,有利于系統(tǒng)效率的提�。因�,常選用Cuk變換器作為充電控制器的主電路�

 ?�?)太�(yáng)能草坪燈的電路原理:太陽(yáng)能草坪燈的電路原理比較簡(jiǎn)�。下面我們具體介紹一種簡(jiǎn)單的太陽(yáng)能草坪燈的電路原�。它的控制器就是采用升壓電路�(lái)�(shí)�(xiàn)��

  

一種簡(jiǎn)單的太陽(yáng)能草坪燈的電路原理圖

  元器件選擇:BT1選用3.8V�80mA太陽(yáng)能電池板,單晶硅為好,多晶硅次之;BT2選用兩節(jié)1.2V�600mA Ni-Cd電池,如需要增大發(fā)光度或延�(zhǎng)�(shí)間,可相�(yīng)提高太陽(yáng)能板及電池功�。VQ2、VQ3、VQ5的β在200左右,VQ4需β值大的晶體管。VD1盡量選管壓低�,如鍺管或肖特基二極管。LED可選用白、藍(lán)、綠色超高亮度散光或聚光。當(dāng)選用紅黃橙等低壓降LED�(shí),電路需重新�(shè)定。R3、R5建議選用1%精度電阻;R4用亮�10kΩ�20kΩ,暗�1MΩ以上的光敏電�。其他電阻可選用普通碳�(1�4)W�(1�8)W電阻。L1�(1�4)W色電�,直流阻抗要小�

  該電路的工作原理:白天有太陽(yáng)光時(shí),由BT1把光能轉(zhuǎn)換為電能,由VD1�(duì)BT2充電,由于有光照,光敏電阻呈低阻,VQ4 b極為低電平而截歀當(dāng)晚上�(wú)光照�(shí)光敏電阻呈高�,VQ4�(dǎo)�,VQ2 b極為低電平也�(dǎo)�,由VQ3、VQ5、C2、R6、L1組成的DC升壓電路工作,LED得電�(fā)��

  DC升壓電路其核心就是一�(gè)互補(bǔ)管振蕩電路,其工作過(guò)程為:VQ2�(dǎo)通時(shí)電源通過(guò)L1、R6、VQ4向C2充電,由于C2兩端電壓不能突變,VQ3 b極為高電平,VQ3不導(dǎo)�,隨著C2的充電其壓降越來(lái)越高,VQ3 b極電位越�(lái)越低,當(dāng)?shù)椭罺Q3�(dǎo)通電壓時(shí)VQ3�(dǎo)通,VQ5相繼�(dǎo)�,C2通過(guò)VQ5 ce�(jié)、電�、VQ3 eb�(jié)(由于VQ2�(dǎo)�,我們假�(shè)其ec�(jié)短路,VQ3 e極直接電源正�)放電�

  �(dāng)放完電后VQ3截止,VQ5截止,電源再次向C2充電,之后VQ3�(dǎo)通,VQ5�(dǎo)�,C2放電,如此反�(fù),電路形成振�,在振蕩�(guò)程中,VQ5�(dǎo)通時(shí)電源�(jīng)L1和VQ5 ce�(jié)到地,電流經(jīng)L1�(chǔ)�,VQ5截止�(shí)L1�(chǎn)生感�(yīng)電動(dòng)�(shì),和電源疊加后驅(qū)�(dòng)LED,LED�(fā)�。本可以提高電池電壓直接�(qū)�(dòng)LED,以提高效率,但電池電壓提高,相�(yīng)的太�(yáng)能電池價(jià)格也大幅提高,只要電路元件設(shè)置合�,其效率還是可以接受�。當(dāng)白天充電不夠�(shí)(如遇上陰雨天�),BT2可能�(fā)生過(guò)放電,這樣�(huì)損壞電池,為此特加R5�(gòu)成過(guò)放保�(hù):當(dāng)電池電壓降至2V�(shí),由于R5的分壓使VQ4基極電位不足以使VQ4�(dǎo)�,從而保�(hù)電池。增加R5�(huì)影響VQ4的導(dǎo)通深��

�(wèn)�

 ?�?)光敏傳感器。太�(yáng)能草坪燈需要光控開(kāi)�(guān),設(shè)�(jì)者往往�(huì)用光敏電阻來(lái)自動(dòng)�(kāi)�(guān)燈,�(shí)際上太陽(yáng)能電池本身就是一�(gè)極好的光敏傳感器,用它做光敏�(kāi)�(guān),特性比光敏電阻�。對(duì)于僅僅使用一�1.2VNi-Cd電池的太�(yáng)能草坪燈�(lái)�(shuō),太�(yáng)能電池組件由四片太陽(yáng)能電池串�(lián)組成,電壓低,弱光下電壓更低,以至天�(méi)有黑電壓已經(jīng)低于0.7V,造成光控�(kāi)�(guān)失靈。在這種情況�,只要加一只晶體管直接耦合放大,即可解決問(wèn)題�

 ?�?)按蓄電池電壓高低控制負(fù)載大�。太�(yáng)能草坪燈往往�(duì)連續(xù)陰雨可維持時(shí)間要求很高,這就增加系統(tǒng)成本。我�?cè)谶B�(xù)陰雨蓄電池電壓降低時(shí)減少LED接入�(gè)�(shù),或者減少太�(yáng)能草坪燈每天的發(fā)光時(shí)�,這樣就能減少系統(tǒng)成本�

 ?�?)太�(yáng)能電池封裝形�。目前太�(yáng)能電池的封裝形式主要有兩�,層壓和滴膠。層壓工藝可以保證太�(yáng)能電池工作壽�25年以�,滴膠雖然當(dāng)�(shí)美觀,但是太�(yáng)能電池工作壽命僅�1�2�。因��1W以下的小功率太陽(yáng)能草坪燈,在�(méi)有過(guò)高壽命要求的情況�,可以使用滴膠封裝形�,對(duì)于使用年限有�(guī)定的太陽(yáng)能草坪燈,建議使用層壓的封裝形式�

 ?�?)閃爍變�。漸亮漸暗是節(jié)能的好辦法,它一方面可以增加太陽(yáng)能草坪照射效�,另一方面可以通過(guò)改變閃爍占空比控制蓄電池平均輸出電流,延�(zhǎng)系統(tǒng)工作�(shí)間,或者在同等條件�,可減小太陽(yáng)能電池的功率,成本將大幅度下��

 ?�?)三色基色高效節(jié)能燈的開(kāi)�(guān)速度。這�(gè)�(wèn)題非常重�,它甚至決定著太�(yáng)能草坪燈的使用壽命,三色基色高效節(jié)能燈啟動(dòng)�(shí)有高�(dá)10�20倍的啟動(dòng)電流,系�(tǒng)在承受這樣大的電流情況下可能電壓有大幅度下降,太陽(yáng)能草坪燈�(wú)法啟�(dòng)或者反�(fù)啟動(dòng),直至損壞�

 ?�?)升壓電路效率的提高及對(duì)LED燈的影響。小功率太陽(yáng)能草坪燈一般都有升壓電�,如果采用振蕩電路,電感升壓。電感采用標(biāo)�(zhǔn)色碼電感器,�(biāo)�(zhǔn)色碼電感器中使用�(kāi)放磁�,磁通損失大,所以電路效率低。如果采用閉合磁路制造電感升�,如磁環(huán),升壓電路效率將有很大提�。LED的特性接近穩(wěn)壓二極管 ,工作電壓變�0.1V,工作電流可能變�20mA左右。為了安�,普通情況下使用串聯(lián)限流電阻,極大的能量損失顯然不適合太�(yáng)能草坪燈,并且LED亮度隨工作電壓變�,而且一定要自動(dòng)限流,否則將損壞LED。一般LED的峰值電�50�100mA,反高能電池反接或者蓄電池空載,升壓電路峰值電壓過(guò)高時(shí)很可能超�(guò)這�(gè)極限,損壞LED�

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