CN103346601A - 一种可自发电及蓄电的平板式集成led灯 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可自发电及蓄电的平板式集成LED灯，该LED灯设置有作为支撑架的边框，边框两侧分别安装有平板LED灯和光伏电池组件，在边框的中部空腔内安装有蓄电池以及发电蓄电驱动控制电路；所述光伏电池组件通过发电蓄电驱动控制电路并行连接平板LED灯与蓄电池，所述蓄电池通过发电蓄电驱动控制电路连接平板LED灯。本发明在整个电能传输环节都是低压直流，避免了传统方案中直流逆变交流、再交流逆变直流的转化，减少了能量损耗。本发明还引入了数字信号控制电路，在光伏电池组件发电输出、蓄电池充放电和平板LED灯耗电之间进行智能控制平衡，最大效率地利用太阳能。

Description

一种可自发电及蓄电的平板式集成LED灯

技术领域

本发明涉及一种可自发电及蓄电的平板式集成LED灯，具体涉及一种将太阳能光伏电池组件和平板LED灯相结合的照明装置。

 

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，目前国内的太阳能光伏行业产能过剩，而我们周围的日常生活中常常能看到很多LED照明的应用，却很少看到太阳能和LED灯的大规模结合使用，现有的LED灯主要是采用交流（220V）降压，再转直流应用，或者是LED灯串联升压后再使用，但前提也必须将交流电转变成直流后使用。

目前，太阳能和LED灯的结合使用方式中，通常的做法是：首先通过太阳能控制器对蓄电池充电、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

针对背景技术中存在的问题，本发明提供了一种可自发电及蓄电的平板式集成LED灯，该LED灯设置的光伏电池组件可直接对LED灯供电，这样就尽可能避免了中间能量的损失，此外，光伏电池组件还可以对蓄电池供电，同时取消了市电的接入，简化了该LED灯的电路设计，降低了系统故障点和制造成本。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种可自发电及蓄电的平板式集成LED灯，所述LED灯设置有作为支撑架的边框，边框一侧安装有平板LED灯，相对平板LED灯在边框另一侧安装有光伏电池组件，在所述平板LED灯与光伏电池组件夹持的空腔内安装有蓄电池，并设置有发电蓄电驱动控制电路；所述光伏电池组件通过发电蓄电驱动控制电路并行连接平板LED灯与蓄电池，所述蓄电池通过发电蓄电驱动控制电路连接平板LED灯。

进一步，所述边框采用铝合金边框，形状采用圆形、椭圆形或多边形。

进一步，所述蓄电池采用锂离子电池。

进一步，所述发电蓄电驱动控制电路设置有连接光伏电池组件的最大功率点跟踪电路模块、与最大功率点跟踪电路模块连接的DC-DC变换电路模块、与蓄电池连接的电池充电放电控制电路模块、与平板LED灯连接的LED驱动电路模块、以及与DC-DC变换电路模块和电池充电放电控制电路模块连接的数字信号控制电路模块。

进一步，所述DC-DC变换电路模块分别连接LED驱动电路模块和电池充电放电控制电路模块，所述蓄电池通过电池充电放电控制电路模块连接平板LED灯。

进一步，所述平板LED灯设置有安装LED灯珠的基板、扩散LED灯光的扩散板和作为面板的玻璃板，所述扩散板配合基板上的LED灯珠设置有若干个容置孔或容置槽；所述基板、扩散板和玻璃板两两之间设置有热压合粘接层，三者通过热压合组装在一起。

进一步，所述基板为铝基板。

进一步，所述热压合粘接层采用EVA薄膜。

进一步，所述平板LED灯的板型为圆形、椭圆形或多边形。

 

本发明具有以下积极的技术效果：

本发明将光伏电池板组件、铝合金边框、发电蓄电驱动控制电路、蓄电池和平板LED灯组成发电蓄电发光一体化玻璃，独立成应用系统，集成度高，安装使用时免布线。

本发明将光伏电池组件所产生的电能通过蓄电池蓄电后直接驱动LED发光玻璃，在整个电能传输环节都是低压直流，避免了传统方案中将太阳能产生的直流电逆变成交流，再交流逆变直流驱动LED灯的转化，减少了能量损耗。本发明还引入了数字信号控制电路，在光伏电池组件发电输出、蓄电池充放电和平板LED灯耗电之间进行智能控制平衡，最大效率地利用太阳能。

本发明的平板式集成LED灯设计合理，结构简单；整体采用EVA热合层压而成，坚固耐用，无边框便于自动化生产。LED灯珠直接连接铝基板，铝基板位于灯具的上端外侧，大面积接触空气所以具有良好的散热效果，灯具下端为玻璃板，具有良好的透光性并便于清洁打理。

 

附图说明

图1是本发明的立体视图；

图2是本发明的分解图；

图3是本发明的结构框图；

图4是本发明的结构框图;

图5是本发明所采用平板LED灯的主视图；

图6是本发明所采用平板LED灯的分解图；

图7是本发明所采用平板LED灯的分解图；

图8是本发明所采用平板LED灯的分解图。

图1-8中：1.光伏电池组件，2.发电蓄电驱动控制电路，2-1.最大功率点跟踪电路，2-2.DC-DC变换电路，2-3. 电池充电放电控制电路，2-4.LED驱动电路，2-5.数字信号控制电路，3.蓄电池，4. 平板LED灯，5.边框，6.基板，7.LED灯珠，8.EVA薄膜，9.扩散板，9-1.容置孔，10.EVA薄膜，11.玻璃板。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达到预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图和较佳实施例，对本发明的结构、工作流程详细说明如下。

如图1、图2、图3、图4所示为本发明实施例之一，在该实施例中，一种可自发电及蓄电的平板式集成LED灯设置有作为支撑架的边框5，边框5一侧安装有平板LED灯4，相对平板LED灯4在边框5另一侧安装有光伏电池组件1，在平板LED灯4与光伏电池组件1夹持的空腔内安装有蓄电池3，并设置有发电蓄电驱动控制电路2；光伏电池组件1通过发电蓄电驱动控制电路2并行连接平板LED灯4与蓄电池3，蓄电池3通过发电蓄电驱动控制电路2连接平板LED灯4。

边框5采用铝合金边框，形状采用圆形、椭圆形或多边形，在本实施例中采用矩形。在本实施例中蓄电池3采用锂电池。

采用上述结构的LED灯是一个集发电、蓄电、发光功能为一体的独立应用系统，形成独立应用免布线的系统。光伏电池组件1负责发电、蓄电池3负责蓄电、平板LED灯4负责发光、发电蓄电驱动控制电路2负责电能在三者之间的传递控制。

如图4所示，发电蓄电驱动控制电路2设置有连接光伏电池组件1的最大功率点跟踪电路2-1、与最大功率点跟踪电路2-1连接的DC-DC变换电路2-2、与蓄电池3连接的电池充电放电控制电路2-3、与平板LED灯4连接的LED驱动电路2-4、以及与DC-DC变换电路2-2和电池充电放电控制电路2-3连接的数字信号控制电路2-5。

如图4所示，DC-DC变换电路2-2分别连接LED驱动电路2-4和电池充电放电控制电路2-3，蓄电池3通过电池充电放电控制电路2-3连接平板LED灯4。

最大功率点跟踪电路2-1负责实时监测光伏电池组件1的发电输出电压，并追踪合适的电压值和电流值使光伏电池组件1输出的功率最大，输出更多的电能。

DC-DC变换电路2-2是一个前级宽输入电压、后级恒定输出电压的电路，在数字信号控制电路2-5的控制下完成将光伏电池组件1输出的变化的电压稳定在一个恒定的电压输出。可根据数字信号控制电路2-5的控制指令调整其输出电压大小，得到合适的输出电压。其输出电压可以提供给电池充电放电控制电路2-3负责给蓄电池3充电，也可以提供给LED驱动电路2-4负责驱动平板LED灯4。

电池充电放电控制电路2-3负责给蓄电池3充电，实时监测蓄电池3的充电电压电流，并将监测结果传输给数字信号控制电路2-5分析，数字信号控制电路2-5分析充电电压电流的大小是否适合，并将分析结果形成调整指令发送给电池充电放电控制电路2-3调整蓄电池3的充电电压电流，使蓄电池3在合适的电压电流下充电，防止过度充电。此外电池充电放电控制电路2-3监测蓄电池3放电的电压电流，在数字信号控制电路2-5的控制下，防止蓄电池3过度放电。

LED驱动电路2-4负责驱动平板LED灯4进行照明，LED驱动电路2-4具有两路独立的输入，一路输入连接电池充电放电控制电路2-3，通过蓄电池3输入电压；另一路输入连接DC-DC变换电路2-2，通过光伏电池组件1输入电压。两路输入独立工作互不影响，也可以同时工作。

数字信号控制电路2-5连接DC-DC变换电路2-2以及电池充电放电控制电路2-3。一方面负责接收电池充电放电控制电路2-3发送的电池充电电压电流和放电电压电流进行分析处理确保蓄电池3工作在良好的状态。另一方面根据平板LED灯4的耗电动态平衡光伏电池组件1产生的电能，通过调配DC-DC变换电路2-2的两路输出，充分利用产生的电能。

当平板LED灯4工作时，数字信号控制电路2-5控制DC-DC变换电路2-2优先给平板LED灯4供电，余下的电能再给蓄电池3充电。当平板LED灯4不工作时，数字信号控制电路2-5控制DC-DC变换电路2-2优先给蓄电池3充电。当光伏电池组件1不用产生电能时，数字信号控制电路2-5控制电池充电放电控制电路2-3通过蓄电池3输出电压，给LED驱动电路2-4供电，驱动平板LED灯4工作。

如图5、图6、图7、图8所示，平板LED灯4设置有安装LED灯珠的基板6、扩散LED灯光的扩散板9和作为面板的玻璃板11，扩散板9配合基板6上的LED灯珠7设置有若干个容置孔或容置槽，如图6所示为容置孔9-1；所述基板6、扩散板9和玻璃板11两两之间设置有热压合粘接层，三者通过热压合组装在一起。

在本发明中，所述基板6为铝基板。

在本发明中，所述热压合粘接层采用EVA薄膜8、10。

在本发明中，所述平板LED灯4的板型可以采用矩形、圆形、椭圆形或不规则多边形，还可以采用其他规则的多边形，如正五边形、正六边形。

本发明的平板LED灯4具整体采用EVA热合层压而成，坚固耐用；组装成型后的LED灯具没有边框，所以便于自动化生产。安装LED灯珠的铝基板位于灯具的上端外侧，大面积接触空气所以具有良好的散热效果，灯具下端为玻璃板，具有良好的透光性并便于清洁打理。

 

上面所述只是为了说明本发明，应该理解为本发明并不局限于以上实施例，符合本发明思想的各种变通形式均在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种可自发电及蓄电的平板式集成LED灯，其特征在于，所述LED灯设置有作为支撑架的边框，边框一侧安装有平板LED灯，相对平板LED灯在边框另一侧安装有光伏电池组件，在所述平板LED灯与光伏电池组件夹持的空腔内安装有蓄电池，并设置有发电蓄电驱动控制电路；所述光伏电池组件通过发电蓄电驱动控制电路并行连接平板LED灯与蓄电池，所述蓄电池通过发电蓄电驱动控制电路连接平板LED灯。

2.如权利要求1所述的LED灯，其特征在于，所述边框采用铝合金边框，形状采用圆形、椭圆形或多边形。

3.如权利要求1所述的LED灯，其特征在于，所述蓄电池采用锂离子电池。

4.如权利要求1所述的LED灯，其特征在于，所述发电蓄电驱动控制电路设置有连接光伏电池组件的最大功率点跟踪电路模块、与最大功率点跟踪电路模块连接的DC-DC变换电路模块、与蓄电池连接的电池充电放电控制电路模块、与平板LED灯连接的LED驱动电路模块、以及与DC-DC变换电路模块和电池充电放电控制电路模块连接的数字信号控制电路模块。

5.如权利要求4所述的LED灯，其特征在于，所述DC-DC变换电路模块分别连接LED驱动电路模块和电池充电放电控制电路模块，所述蓄电池通过电池充电放电控制电路模块连接平板LED灯。

6.如权利要求1所述的LED灯，其特征在于，所述平板LED灯设置有安装LED灯珠的基板、扩散LED灯光的扩散板和作为面板的玻璃板，所述扩散板配合基板上的LED灯珠设置有若干个容置孔或容置槽；所述基板、扩散板和玻璃板两两之间设置有热压合粘接层，三者通过热压合组装在一起。

7.如权利要求6所述的LED灯，其特征在于，所述基板为铝基板。

8.如权利要求6所述的LED灯，其特征在于，所述热压合粘接层采用EVA薄膜。

9.如权利要求6所述的LED灯，其特征在于，所述平板LED灯的板型为圆形、椭圆形或多边形。

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