CN101078485A - 提高大功率led太阳能路灯光效的方法 - Google Patents

提高大功率led太阳能路灯光效的方法 Download PDF

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林其国
胡建红
包书林
陈和生
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Abstract

本发明公开了一种提高大功率LED太阳能路灯光效的方法，通过太阳能电池组件连接控制器，蓄电池通过控制器储备电能，在蓄电池和LED灯具之间连接一个驱动电路，蓄电池向LED灯具输送电能，驱动电路的工作电流小于LED的额定电流，使LED路灯以不饱和工作电流发光，与所述驱动电路的电压相匹配，在LED路灯中增加一只或者多只LED并与原有的LED串联，本发明通过降低LED的工作电流来提高太阳能路灯的光效，同时电能的利用率提高到94％以上。

Description

提高大功率LED太阳能路灯光效的方法
技术领域
本发明涉及以白色大功率LED作为光源的太阳能路灯，特别涉及提高其光效的方法。
背景技术
以白色大功率LED(简称LED)作为光源的太阳能路灯这两年发展迅速，这主要得益于LED的长寿命和高光效，其结构是通过太阳能电池组件连接控制器，蓄电池通过控制器储备电能并可向LED灯具输送电能。
目前，在LED灯具和蓄电池之间的驱动电路，典型电路主要有三种：一是使用限流电阻电路；二是使用恒流电路；三是使用DC/DC升压电路，这种电路有一部分电能消耗在限流电阻或恒流电路上，前两种电路对电能的利用率在80～85％之间，第三种电路对电能的利用率取决于DC/DC升压电路的效率(一般在80～90％之间)，总之，三种电路对电能的利用率在80～90％之间，并不太高。
另一方面，每个生产LED太阳能灯的厂商都认为：只要购买高发光效率的LED就可以降低灯具的成本，其实事实并非如此，因为LED光源约占整个灯具总成本的6％左右，而太阳能电池组件和蓄电池约占整个灯具总成本的75％左右，所以说购买高发光效率的LED对灯具成本的降低影响很小。
目前市场上LED太阳能灯具在设计上的不足之处主要表现在三个方面：一是没有针对LED的特性进行设计来提高现有LED的发光效率；二是没有充分考虑LED和蓄电池之间的匹配，造成对蓄电池中电能的利用率不高；三是没有通过大幅度降低太阳能电池和蓄电池的用量成本从而达到最终降低整个灯具的成本。
发明内容
本发明为克服现有技术的不足，提供了一种提高大功率LED太阳能路灯光效的方法，该方法可提高太阳能电池的功率和蓄电池的容量从而达到降低成本的目的。
本发明的技术方案是：通过太阳能电池组件连接控制器，蓄电池通过控制器储备电能，在蓄电池和LED灯具之间连接一个驱动电路，蓄电池向LED灯具输送电能，驱动电路的工作电流小于LED的额定电流，使LED路灯以不饱和工作电流发光。
与所述驱动电路的电压相匹配，在LED路灯中增加一只或者多只LED并与原有的LED串联。
本发明通过降低LED的工作电流来提高太阳能路灯的光效，同时电能的利用率提高到94％以上。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
图1是本发明的结构连接框图。
具体实施方式：
如图1所示，太阳能电池组件、蓄电池和LED灯具分别连接控制器，蓄电池通过控制器储备电能，在控制器内部有一个驱动电路连接蓄电池和LED灯具，在白天太阳能电池把太阳光的能量转变为电能后存储在蓄电池中，晚间蓄电池向LED光源供电释放电能，LED灯具内有若干个LED串联在驱动电路上。
现有技术是：LED太阳能路灯如果输出的光通量一定，LED功率与它的光效成反比关系，即光效越高所需的功率越小，消耗的电能也越少，又由于通过测试得到LED发光效率随其工作电流的减少而呈现非线性上升趋势，所以本发明在设计时，将所述驱动电路的电压设计成匹配值，使LED在不饱和工作电流的状态下使用，再结合蓄电池的电压，这样就可在LED路灯中相应地增加一只或者多只LED并与原有的LED串联，这种方法将使LED太阳能路灯成本最低，因为在LED太阳能路灯中，LED光源约占总成本的6％左右，而太阳能电池和蓄电池约占总成本的75％左右，LED发光效率的提高会使太阳能电池的功率和蓄电池的容量大幅下降，在保证LED太阳能路灯输出相同光通量的前提下，太阳能电池和蓄电池的配置要求取决于LED的发光效率而不是最大亮度，也就是说，按照设定灯的光通量要求下，通过增加LED数量提高照明部分的成本投入、以不饱和工作电流的方式来提高灯具的光效，从而达到同等要求前提下大幅度降低太阳能电池和蓄电池部分成本配置的目的，最终降低产品的成本。例如：输出1000流明的太阳能路灯，如果采用饱和工作电流时它需要120瓦太阳能电池和150AH/12V蓄电池；然后采用不饱和工作电流时它需要100瓦太阳能电池和120AH/12V蓄电池；虽然此时LED光源的成本将增加(因为要使用约是原来2～3倍的LED)；LED成本由原来占总成本3～8％升为10～20％，而太阳能电池和蓄电池从总成本65～75％会降为45～55％，扣除LED成本的增加值后总成本仍下降。
实施例：以应用在LED太阳能路灯上1瓦LED的发光效率为例，取电路中蓄电池电压为12V，如果用LED的饱和工作电流350mA工作的话，那么LED的正向压降在3.5V左右，此时在驱动电路中只能串联3只LED，串联后的LED的正向压降为10.5V，可见有一部分电能消耗在电路上了。本发明将LED的正向压降设计为3V，那么12V蓄电池就可以串联4只LED，这样电能的利用率便提高到94％以上。根据LED的伏安特性可知：LED的正向压降随着工作电流的减少而下降，所以降低LED的工作电流就可使LED的正向压降等于3V，这样便可串联4只LED，而正向工作电流是350mA时正向电压等于3V的LED目前在市场上还未有，因此本实施例用不饱和工作电流可方便地实现正向电压等于3V这一要求。
本发明的其它实施例是：当蓄电池的电压为24V、36V……时，LED以不饱和工作电流工作，电路中串联的LED便相应增加数量。

Claims (2)

1.一种提高大功率LED太阳能路灯光效的方法，通过太阳能电池组件连接控制器，蓄电池通过控制器储备电能，在蓄电池和LED灯具之间连接一个驱动电路，蓄电池向LED灯具输送电能，其特征是：驱动电路的工作电流小于LED的额定电流，使LED路灯以不饱和工作电流发光。
2.根据权利要求1所述的提高大功率LED太阳能路灯光效的方法，其特征是：与所述驱动电路的电压相匹配，在LED路灯中增加一只或者多只LED并与原有的LED串联。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102635828A (zh) * 2012-03-23 2012-08-15 珠海市洁源电器有限公司 太阳能led灯
CN105276510A (zh) * 2014-07-09 2016-01-27 常州市万隆节能交通科技有限公司 太阳能城市桥梁、景观、道路护栏立柱长亮彩灯
CN111969950A (zh) * 2020-08-05 2020-11-20 中国铁塔股份有限公司 光伏供电***运行状态检测方法、装置及终端

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PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
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