CN108617046A - 亮度调节型太阳能灯 - Google Patents

Abstract

本发明公开了亮度调节型太阳能灯，它包括：太阳能板、蓄电池和LED灯以及与LED灯连接的LED驱动器；太阳能板连接蓄电池，蓄电池连接LED灯；LED灯为单LED灯；LED驱动器连接有微控器，微控器的PWM信号为LED驱动器的单调接口；PWM信号通过LED驱动器同时连接LED灯模拟亮度调节电路和LED灯PWM亮度调节电路；模拟亮度调节电路和LED灯PWM亮度调节电路均连接有降压型转换器。本发明通过PWM信号提供模拟或者PWM亮度调节，驱动一个单高亮度LED，模拟调节在整个调节范围都具有更高的效率。而PWM调节允许低PWM占空比的极低LED电流，并且在全输出功率下效率最高。两种调节电路都极为线性，非常适合于通过可再充铅酸电池、镍电池或者锂电池供电的太阳能灯。

Description

亮度调节型太阳能灯

技术领域

本发明涉及太阳能灯技术领域，具体涉及一种亮度调节型太阳能灯。

背景技术

太阳能灯是由太阳能电池板转换为电能。在白天，即使是在阴天，这个太阳能发电机(太阳能板)收集，存储需要的能量。因此，太阳产生能量，是用来生产电力。太阳能作为一种 " 取之不尽，用之不竭 " 的安全、环保新能源越来越受到重视。太阳能发电系统由太阳能电池组、太阳能控制器、蓄电池（组）组成。如输出电源为交流220V或110V，还需要配置逆变器。各部分的作用为：

（一）太阳能电池板：太阳能电池板是太阳能发电系统中的核心部分，也是太阳能发电系统中价值最高的部分，多晶硅太阳能板。其作用是将太阳的辐射能力转换为电能，或送往蓄电池中存储起来，或推动负载工作。太阳能电池板的质量和成本将直接决定整个系统的质量和成本；

（二）太阳能控制器：太阳能控制器的作用是控制整个系统的工作状态，并对蓄电池起到过充电保护、过放电保护的作用。在温差较大的地方，合格的控制器还应具备温度补偿的功能。其他附加功能如光控开关、时控开关都应当是控制器的可选项；

（三）蓄电池：一般为铅酸电池，小微型系统中，也可用镍氢电池、镍镉电池或锂电池。其作用是在有光照时将太阳能电池板所发出的电能储存起来，到需要的时候再释放出来。

（四）逆变器：在很多场合，都需要提供220VAC、110VAC的交流电源。由于太阳能的直接输出一般都是12VDC、24VDC、48VDC。为能向220VAC的电器提供电能，需要将太阳能发电系统所发出的直流电能转换成交流电能，因此需要使用DC-AC逆变器。在某些场合，需要使用多种电压的负载时，也要用到DC-DC逆变器，如将24VDC的电能转换成5VDC的电能。

但是人们常常碰到的一个问题就是如何高效的将这种化学能转换为流明（可见光输出）。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提供一种亮度调节型太阳能灯。

为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种亮度调节型太阳能灯，它包括：太阳能板、蓄电池和LED灯以及与所述LED灯连接的LED驱动器；所述太阳能板连接所述蓄电池，所述蓄电池连接所述LED灯；所述LED灯为单LED灯；所述LED驱动器连接有微控器，所述微控器的PWM信号为LED驱动器的单调接口；所述PWM信号通过所述LED驱动器同时连接LED灯模拟亮度调节电路和LED灯PWM亮度调节电路；所述模拟亮度调节电路和LED灯PWM亮度调节电路均连接有降压型转换器。

更进一步的技术方案是所述降压型转换器为型号为TPS62150降压型转换器。

更进一步的技术方案是所述LED灯为单个高亮度LED灯。

更进一步的技术方案是所述LED灯安装有光线扩散罩。

更进一步的技术方案是所述蓄电池为可再充电蓄电池。

更进一步的技术方案是所述蓄电池为可再充铅酸电池、镍电池或者锂电池。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过PWM信号提供模拟或者PWM亮度调节，驱动一个单高亮度LED，模拟调节在整个调节范围都具有更高的效率。而PWM调节允许低PWM占空比的极低LED电流（用于极低光照度），并且在全输出功率下效率最高。两种调节电路都极为线性，非常适合于通过可再充铅酸电池、镍电池或者锂电池供电的太阳能灯。

附图说明

图1为本发明一个实施例的电路原理框图。

图2为本发明一个实施例中模拟亮度调节电路示意图。

图3为本发明一个实施例中PWM亮度调节电路示意图。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书（包括任何附加权利要求、摘要和附图）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

下面结合附图及实施例对本发明的具体实施方式进行详细描述。

如图1所示，根据本发明的一个实施例，本实施例公开一种亮度调节型太阳能灯，它包括：太阳能板、蓄电池和LED灯以及与所述LED灯连接的LED驱动器；所述太阳能板连接所述蓄电池，所述蓄电池连接所述LED灯。优选的，本实施例中，所述LED灯为单高亮度LED灯；单个高亮度LED总体上要比多个LED方案更具成本效益。单个LED不需要安装，成本更低。

太阳能灯的光输出必须能够根据用户的需要进行调节。本实施中所述LED驱动器连接有微控器，微控器用于太阳能灯系统中执行电池管理和其他任务，优选的，所述微控器的PWM信号为LED驱动器的单调接口；以实现同时使用两种调节方法。具体的，本实施例中所述PWM信号通过所述LED驱动器同时连接LED灯模拟亮度调节电路和LED灯PWM亮度调节电路；所述模拟亮度调节电路和LED灯PWM亮度调节电路均连接有降压型转换器。优选的，本实施例中降压型转换器为型号为TPS62150降压型转换器，支持通过PWM信号进行模拟调节和PWM调节。

具体的，如图2和图3所示，公开了一种模拟亮度调节电路和LED灯PWM亮度调节电路原理示意图，本领域技术人员根据电路图的示例即可实现其功能，故在此不再赘述。本实施例中模拟亮度调节电路和LED灯PWM亮度调节电路具有相似性，同一种LED驱动器电路，可以用于多种太阳能灯设计。只需在电路中安装不同的组件，给微控器加载稍有不同的代码，便可通过模拟调节或者PWM调节，实现太阳能灯的最高效率优化或者最稳定光颜色优化。

且如图2和图3电路所示，均支持非常高的调节线性，每个电路的可决系数都为1，其表示高线性。这样，调节算法的代码改写就变得非常简单，并在照明灯的平滑亮度调节表现方面，提供令人愉悦的用户体验。

本实施例通过TPS62150降压型转换器进行调节，使高效的LED驱动器还具有以下特性：一、能够工作在相对较低的开关频率下，以减少开关损耗；二、具有节能模式，提高低光照度的效率；三、使用一种高成本效益的方法来降低电流检测电阻器的损耗。并能产生高效率。由于全电流驱动LED时压降更高，同时在IC启动和关闭期间效率下降，因此，PWM亮度调节的效率比模拟效率要低。

本实施例通过PWM信号提供模拟或者PWM亮度调节，驱动一个单高亮度LED，模拟调节在整个调节范围都具有更高的效率。而PWM调节允许低PWM占空比的极低LED电流（用于极低光照度），并且在全输出功率下效率最高。两种调节电路都极为线性，非常适合于通过可再充铅酸电池、镍电池或者锂电池供电的太阳能灯。

在本说明书中所谈到的“一个实施例”、“另一个实施例”、 “实施例”等，指的是结合该实施例描述的具体特征、结构或者特点包括在本申请概括性描述的至少一个实施例中。在说明书中多个地方出现同种表述不是一定指的是同一个实施例。进一步来说，结合任一个实施例描述一个具体特征、结构或者特点时，所要主张的是结合其他实施例来实现这种特征、结构或者特点也落在本发明的范围内。

尽管这里参照发明的多个解释性实施例对本发明进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变型和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。

Claims (6)

1.一种亮度调节型太阳能灯，它包括：太阳能板、蓄电池和LED灯以及与所述LED灯连接的LED驱动器；所述太阳能板连接所述蓄电池，所述蓄电池连接所述LED灯；其特征在于：所述LED灯为单LED灯；所述LED驱动器连接有微控器，所述微控器的PWM信号为LED驱动器的单调接口；所述PWM信号通过所述LED驱动器同时连接LED灯模拟亮度调节电路和LED灯PWM亮度调节电路；所述模拟亮度调节电路和LED灯PWM亮度调节电路均连接有降压型转换器。

2.根据权利要求1所述的亮度调节型太阳能灯，其特征在于所述的降压型转换器为型号为TPS62150降压型转换器。

3.根据权利要求1所述的亮度调节型太阳能灯，其特征在于所述的LED灯为单个高亮度LED灯。

4.根据权利要求1或4所述的亮度调节型太阳能灯，其特征在于所述的LED灯安装有光线扩散罩。

5.根据权利要求1所述的亮度调节型太阳能灯，其特征在于所述的蓄电池为可再充电蓄电池。

6.根据权利要求1所述的亮度调节型太阳能灯，其特征在于所述的蓄电池为可再充铅酸电池、镍电池或者锂电池。