CN102635828A - 太阳能led灯 - Google Patents

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于美华
张捷挺
罗志明
张琪
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Abstract

本发明涉及一种太阳能LED灯，包括灯体，光源和驱动组件；所述驱动组件包括：太阳能电池板输入端口、储能电池端口、LED灯输出端口及驱动电路，驱动电路包括：MPPT+DC-DC电路、LED控制器电路、太阳能电压/照度检测电路、DC-DC驱动电路、充电电压电流检测电路、LED驱动电路、LED电流检测电路、DSC数字信号控制器、按键输入电路、LCD显示电路。本发明将充电控制器和LED驱动器集成在同一个电路中，不仅安装简单，成本低廉，还加入太阳能最大功率追踪电路和MPPT算法、输入输出保护电路，使得本发明更加高效可靠，真正意义上实现了太阳能LED灯的推广和普及。

Description

太阳能LED灯
技术领域
本发明涉及LED照明及太阳能光电技术领域，具体涉及太阳能LED灯。
背景技术
当今世界，石油、煤炭、天然气等主要能源正面临资源枯竭的危险，环保、节能已经成为世界范围内各行各业努力追求的目标。LED被称为第四代照明光源，凭借其节能、环保、寿命长，体积小，响应时间短等特点，已经广泛应用于各种指示、显示、照明等领域。同时，太阳能是一种清洁的绿色能源，两者结合将获得很高的能源利用率、较高的安全性能和可靠性，实现节能、环保、安全、高效的照明系统，是十分完美的结合。
目前，大多数的太阳能LED灯具的供电方式是：首先通过太阳能控制器对蓄电池充电(离网型)，或者是并网到市电，然后再由蓄电池或者市电对LED灯具的驱动器进行供电。这种方式不仅会造成系统故障点和成本的增加，还造成了中间能量的损失。同时，增加了系统的中间环节，使得整个系统安装和控制相对繁琐，降低了系统的可靠性。
发明内容
本发明针对现有技术的不足之处，提供一种新型的太阳能LED灯。
上述目的的实现方案为：一种太阳能LED灯，包括灯体，光源和驱动组件；所述驱动组件包括：太阳能电池板输入端口，用来外接太阳能光伏组件；储能电池端口，用来外接储能电池；LED灯输出端口，用来连接光源；及驱动电路，其包括：
MPPT+DC-DC电路，MPPT电路实时侦测太阳能板的发电电压，并追踪最高电压电流值，使太阳能电池板能够输出更多电能；DC-DC电路部分用于将前级电压转换为适合后级的电压；
LED控制器电路，将储能电池输出的电能转换为光源所需的电压电流；
太阳能电压/照度检测电路，实时检测太阳能电池板的电压，并将检测结果传送给DSC数字信号控制器电路；
DC-DC驱动电路，接受DSC数字信号控制器的命令，对DC-DC电路进行驱动，得到合适的输出电压；
充电电压电流检测电路，实时检测充电电压电流，并将检测结果传送给DSC数字信号控制器；
LED驱动电路，接受DSC数字信号控制器的命令，对LED控制器进行驱动，对光源进行调光，得到输出电压电流；
LED电流检测电路，实时检测LED电流，并将检测结果传送给DSC数字信号控制器；
DSC数字信号控制器，接收LED电流检测信号、充电电压电流检测信号、太阳能电压电压/照度检测信号及按键输入信号，对数据进行运算和处理，输出LED驱动信号、DC-DC驱动信号及显示信号；
按键输入电路，通过按键对系统数据进行设定、查看、修改；
LCD显示电路，显示当前状态和运行情况。
作为进一步的技术方案，所述灯体包括散热底座和外壳，散热底座设置在外壳内，其上安装所述光源，外壳上设置有透光窗口。
此外，外壳上设置有过风孔，外壳顶端设置有遮挡帽。
作为进一步的技术方案，所述光源包括若干LED灯珠、PCB板及透镜，LED灯珠按照一定的数量，一定的组合排布在PCB板上，透镜覆盖在LED灯珠上。
本发明的有益效果在于：将充电控制器和LED驱动器集成在同一个电路中，不仅安装简单，成本低廉，加入太阳能最大功率追踪电路和MPPT算法，输入输出保护电路，使得本发明更加高效可靠，真正意义上实现了太阳能LED灯的推广和普及。此外，本发明安装简单，成本低廉，而且高效可靠，同时实现了太阳能最大限度的利用以及LED照明的最优控制。
附图说明
图1为实施例提供的太阳能LED灯的主视结构示意图。
图2为实施例提供的太阳能LED灯的内部构造示意图。
图3为实施例提供的太阳能LED灯的驱动组件的电路原理图。
具体实施方式
如图1所示，本实施例提供的太阳能LED灯包括灯体1，光源2和驱动组件3。
结合图2所示，灯体1作为光源2和驱动组件3的承载构件，决定整个灯具的外观和造型。灯体1包括散热底座101和外壳102，散热底座101设置在外壳内，其上用于安装光源2，外壳102上设置有透光窗口。散热底座101除了起到机械连接光源2的作用外，更主要的作用是增加光源2的散热面积，从而保证灯具的寿命。此外，外壳102的结构设计，可以通过风的流通加快散热效果，同时降低风阻，减轻灯杆压力，例如一些过风孔(图中未示)；还可以设置一定的防水防尘机构，例如在顶端设置一个遮挡帽(图中未示)，从而起到一定的防水防尘效果，从而增加了灯具的可靠性。
结合图2所示，光源2包括若干LED灯珠201、PCB板202及透镜203，光源2作为整个灯具的发光部件，是整体灯具好坏的一个直观表现。其中，LED灯珠201按照一定的数量，一定的组合(串联、并联或者串并联)排布在PCB板202上。PCB板202进而安装在灯体1内的散热底座101上，其中预埋连接电路，保证LED灯珠201的可靠电气连接。透镜203覆盖在LED灯珠201上，用于提升LED的出光效率，并改变LED的光场分布。
如图1所示，驱动组件3作为整个灯具的核心部件，包括：太阳能电池板输入端口301，用来外接太阳能光伏组件；储能电池端口302，用来外接储能电池；LED灯输出端口303，用来连接PCB板202；及驱动电路，如图3中虚线框内部分，具体说明如下：
MPPT+DC-DC电路11，MPPT电路实时侦测太阳能板的发电电压，并追踪最高电压电流值(VI)，使太阳能电池板能够输出更多电能；DC-DC电路部分用于将前级电压转换为适合后级的电压。
LED控制器电路12，将储能电池输出的电能转换为LED灯珠所需的电压电流。
太阳能电压/照度检测电路21，实时检测太阳能电池板的电压，并将检测结果传送给DSC数字信号控制器电路31。
DC-DC驱动电路22，接受DSC数字信号控制器31的命令，对DC-DC电路进行驱动，得到合适的输出电压。
充电电压电流检测电路23，实时检测充电电压电流，并将检测结果传送给DSC数字信号控制器31。
LED驱动电路24，接受DSC数字信号控制器31的命令，对LED控制器12进行驱动，对LED灯进行调光，得到合适的输出电压电流。
LED电流检测电路25，实时检测LED电流，并将检测结果传送给DSC数字信号控制器31。
DSC数字信号控制器31，是整个驱动组件的核心部件，其接收LED电流检测信号、充电电压电流检测信号、太阳能电压电压/照度检测信号及按键输入信号，对数据进行运算和处理，输出LED驱动信号、DC-DC驱动信号及显示信号。
按键输入电路41，通过按键对系统数据进行设定、查看、修改。
LCD显示电路42，显示当前系统状态和运行情况。
以上驱动组件的工作原理是：太阳能电池板将太阳能转换为电能，传输给MPPT+DC-DC电路11；太阳能电压/照度检测电路21将实时检测到的太阳能电压电流值，传递给DSC数据信号控制器31进行运算和处理；DSC数据信号控制器31输出控制命令给DC-DC驱动电路22，由DC-DC驱动电路22完成对电能的最大功率追踪和电压变换过程；MPPT+DC-DC电路11将合适的电能输送给电池进行能量储存；充电电压电流检测电路23将实时检测到的充电电压电流值返回给DSC数字信号处理器电路31，完成对电池的充电管理；LED驱动电路24驱动LED控制器电路12，将电池输出的电能转换为适合LED灯珠工作的电能，从而完成对LED灯珠的驱动；LED电流检测电路25将实时检测到的电流值返回给DSC数字信号控制器电路31，实现对LED灯珠的定时，调光等功能；按键输入电路41和LCD显示电路42，为用户查看当前系统状态，对系统进行查看，修改等操作提供途径。
以上附图和实例为充分公开说明本发明内容，但本发明不仅限于本实例中的结构及电路，基于本创作的等效替换及其他非创造性变换应当属于本发明公开的范围。

Claims (5)

1.一种太阳能LED灯，包括灯体，光源和驱动组件；所述驱动组件包括：太阳能电池板输入端口，用来外接太阳能光伏组件；储能电池端口，用来外接储能电池；LED灯输出端口，用来连接光源；及驱动电路，其包括：
MPPT+DC-DC电路，MPPT电路实时侦测太阳能板的发电电压，并追踪最高电压电流值，使太阳能电池板能够输出更多电能；DC-DC电路部分用于将前级电压转换为适合后级的电压；
LED控制器电路，将储能电池输出的电能转换为光源所需的电压电流；
太阳能电压/照度检测电路，实时检测太阳能电池板的电压，并将检测结果传送给DSC数字信号控制器电路；
DC-DC驱动电路，接受DSC数字信号控制器的命令，对DC-DC电路进行驱动，得到合适的输出电压；
充电电压电流检测电路，实时检测充电电压电流，并将检测结果传送给DSC数字信号控制器；
LED驱动电路，接受DSC数字信号控制器的命令，对LED控制器进行驱动，对光源进行调光，得到输出电压电流；
LED电流检测电路，实时检测LED电流，并将检测结果传送给DSC数字信号控制器；
DSC数字信号控制器，接收LED电流检测信号、充电电压电流检测信号、太阳能电压电压/照度检测信号及按键输入信号，对数据进行运算和处理，输出LED驱动信号、DC-DC驱动信号及显示信号；
按键输入电路，通过按键对系统数据进行设定、查看、修改；
LCD显示电路，显示当前状态和运行情况。
2.如权利要求1所述的太阳能LED灯，其特征在于，所述灯体包括散热底座和外壳，散热底座设置在外壳内，其上安装所述光源，外壳上设置有透光窗口。
3.如权利要求2所述的太阳能LED灯，其特征在于，所述外壳上设置有过风孔。
4.如权利要求2或3所述的太阳能LED灯，其特征在于，所述外壳顶端设置有遮挡帽。
5.如权利要求1、2或3所述的太阳能LED灯，其特征在于，所述光源包括若干LED灯珠、PCB板及透镜，LED灯珠按照一定的数量，一定的组合排布在PCB板上，透镜覆盖在LED灯珠上。
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