專利名稱：一種太陽能大功率led室內(nèi)生活照明系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種照明系統(tǒng)，屬于照明節(jié)能技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種利用太陽能 轉(zhuǎn)化為電能，電能通過LED轉(zhuǎn)化為光能的太陽能大功率LED室內(nèi)生活照明系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
生活照明中，室內(nèi)用燈大多用220伏交流電，而實(shí)際上，人們家庭亮燈大部分是在 晚上，單一燈具的持續(xù)照明時(shí)間一般只需要3-5個(gè)小時(shí)；而且不是所有安裝的照明燈都必 須要同時(shí)亮，這意味著用電可以錯(cuò)開時(shí)間，例如在客廳亮燈時(shí)，睡房的燈就不一定要亮，陽 臺(tái)的燈通電時(shí)，廁所的燈則不必點(diǎn)亮，這一室內(nèi)生活照明的特點(diǎn)應(yīng)該可以加以凋配和利用。隨著人們生活的不斷向前發(fā)展和進(jìn)步，能源的大量消耗使不再生資源變得越來越 昂貴和匱乏。太陽能作為一種可再生的綠色環(huán)保能源，如何把它加以轉(zhuǎn)化而運(yùn)用到生活領(lǐng) 域中去，有著極其重要的意義。但由于其發(fā)電是由光伏板吸收熱能轉(zhuǎn)換成電能，而目前市面 上的轉(zhuǎn)換率較低，通常提供的電壓較低。LED燈是一種節(jié)能高效的照明燈，它具有長效、節(jié)能、亮度高、色溫域廣等優(yōu)點(diǎn)。它 能夠在低壓的狀況下持續(xù)工作，但由于LED (發(fā)光二級(jí)管)比較脆弱，如果電壓或電流變化 過大或過頻，都將會(huì)損壞LED ；電流對LED亮度及壽命影響很大，而電壓的微小變化將導(dǎo)致 電流急劇變化；限流電阻將加大電路損耗，使電路效能降低，不利于節(jié)能。如何結(jié)合兩者的 優(yōu)點(diǎn)，避開各自的缺點(diǎn)，把太陽能運(yùn)用到室內(nèi)生活照明中去，有著廣泛的實(shí)用性。由于大功率LED燈的亮燈原理是通過電-光轉(zhuǎn)換而達(dá)到的，驅(qū)動(dòng)大功率LED不能 使用傳統(tǒng)的穩(wěn)壓電源，因?yàn)殡娫摧斔偷碾妷喝粲形⑿〉纳咭矔?huì)導(dǎo)致流經(jīng)大功率LED上電 流數(shù)倍到數(shù)十倍電流增加，輕則減少LED壽命，嚴(yán)重時(shí)會(huì)瞬間燒毀大功率LED。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種新的太陽能大功率LED室內(nèi)生活照明系 統(tǒng)，其經(jīng)濟(jì)實(shí)用、使用方便，利用太陽能作為電源將每個(gè)燈具配上一個(gè)電壓電流控制器來穩(wěn) 定輸入燈具的電流和電壓，用于室內(nèi)生活照明，節(jié)能環(huán)保。本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題是采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的。依據(jù)本發(fā)明提 出的一種太陽能大功率LED室內(nèi)生活照明系統(tǒng)，包括太陽能板，太陽能通過光伏板吸收太 陽能后轉(zhuǎn)換成電能；蓄電池，連接上述太陽能板，用于儲(chǔ)蓄電能；多個(gè)電壓電流控制器，連 接到由太陽能供電的蓄電池，用于接收蓄電池輸出的電流電壓并將其轉(zhuǎn)變成穩(wěn)定的直流電 壓；以及多個(gè)大功率LED燈具，并聯(lián)連接到由太陽能供電的蓄電池，每個(gè)大功率LED燈具分 別連接每個(gè)電壓電流控制器。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的太陽能大功率LED室內(nèi)生活照明系統(tǒng)，所述電壓電流控制器 包括穩(wěn)壓元器件，連接蓄電池，用于將蓄電池輸出的電流電壓轉(zhuǎn)變成穩(wěn)定的直流電壓；反 饋控制電路，在輸入電壓、內(nèi)部參數(shù)及外界負(fù)載變化的情況下，控制電路通過取樣信號(hào)與基 準(zhǔn)信號(hào)的差值進(jìn)行閉環(huán)反饋，調(diào)節(jié)主電路開關(guān)器件的導(dǎo)通脈沖寬度，使得開關(guān)電源的輸出電流穩(wěn)定并可將多余的電量截留在蓄電池中；以及PWM控制器，用于調(diào)整時(shí)常變化的電流 并控制大功率LED燈具所需要的流量，為大功率LED燈提供恒流恒壓的工作電流。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的太陽能大功率LED室內(nèi)生活照明系統(tǒng)，所述反饋控制電路包 括放大器，當(dāng)直流輸出電流升高時(shí)，用于放大經(jīng)取樣點(diǎn)得到的取樣電壓；光電耦合器，經(jīng) 過放大器放大后的取樣電路通過Rl輸入到光電耦合器LED的陽極，與穩(wěn)壓管Dl產(chǎn)生的設(shè) 定電壓進(jìn)行比較，當(dāng)取樣電壓與設(shè)定電壓不同時(shí)，將產(chǎn)生差值并通過Gl光敏三極管集電極 將差值信號(hào)輸送給脈沖寬度PWM控制器；以及開關(guān)元件，連接上述PWM控制器，PWM控制器 根據(jù)差值大小調(diào)節(jié)高頻變換開關(guān)元件的導(dǎo)通脈沖寬度的輸出占空比的大小，調(diào)節(jié)輸出電流 的大小，再反饋給LED燈具。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的太陽能大功率LED室內(nèi)生活照明系統(tǒng)，所述取樣電路將取樣 電壓送給光電耦合器控制電路，與基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較后，PWM控制電路根據(jù)輸入的比較結(jié)果 控制開關(guān)元件的開關(guān)時(shí)間比例，使得開關(guān)元件持續(xù)輸出穩(wěn)定的低壓電流信號(hào)。借由上述技術(shù)方案，本發(fā)明太陽能大功率LED室內(nèi)生活照明系統(tǒng)具有的優(yōu)點(diǎn)是由于傳統(tǒng)室內(nèi)照明用熒光燈和白熾燈用電要求大多在220V，且多用交流電，而本 發(fā)明通過使用電壓電流控制器使得大功率LED燈在低壓的狀況下，達(dá)到低電壓、高功率、亮 照明的效果；而且，使得太陽能能夠被廣泛地應(yīng)用到室內(nèi)生活照明中。同時(shí)，通過電壓電流 控制器，使得大功率LED燈能節(jié)省電能，延長蓄電池內(nèi)電能的使用時(shí)間，達(dá)到安全、經(jīng)濟(jì)和 實(shí)惠的效果。


圖1為本發(fā)明太陽能大功率LED室內(nèi)照明生活用燈系統(tǒng)的組成原理圖,圖2為電壓電流控制器的工作原理流程圖。10:太陽能板20:蓄電池30:電壓電源控制器31:穩(wěn)壓IC32:開關(guān)元件33:PWM控制器34:光電耦合器35:放大器40:大功率LED燈具
具體實(shí)施例方式請參閱圖1所示，本發(fā)明的室內(nèi)生活照明系統(tǒng)是由太陽能板10、蓄電池20、電壓 電流控制器30、以及大功率LED燈具40等元件組成；其中，電壓電流控制器30包括穩(wěn)壓 IC(元器件)31、開關(guān)元件32、PWM控制器33、光電耦合器34和放大器35等元件，這些部件 依次連接，形成在低壓的狀態(tài)下，提供恒壓恒流的電能給大功率LED燈具40持續(xù)工作，達(dá)到 高效、節(jié)能和使用方便的等效果。本發(fā)明的室內(nèi)生活照明系統(tǒng)主要是由太陽能板10采集太陽能轉(zhuǎn)換成電能，并將 其輸送到蓄電池20中，然后由蓄電池20對整個(gè)燈光系統(tǒng)進(jìn)行供電。但由于傳統(tǒng)室內(nèi)生活 照明均為并聯(lián)連接，LED燈具40所需要的電流必然會(huì)增大且蓄電池輸出的電流分配到各燈 具的電流必然會(huì)不同，從而影響了蓄電池20的能量使用效率。本發(fā)明的系統(tǒng)是通過電壓電流控制器30對原始電源提供的電流電壓進(jìn)行一系列的處理而為大功率LED燈具40輸送穩(wěn)定的驅(qū)動(dòng)電流，從而達(dá)到安全、節(jié)能、高效而穩(wěn)定的持 續(xù)照明效果。通過太陽能轉(zhuǎn)換成的儲(chǔ)蓄電源具有電壓低，安全、節(jié)能、無污染的特性。而大 功率LED是指擁有大額定工作電流的發(fā)光二極管。普通LED功率一般為0. 05W、工作電流 為20mA，而大功率LED可以達(dá)到1W、2W、甚至數(shù)十瓦，工作電流可以是幾十毫安到幾百毫安 不等。大功率LED還有一個(gè)特點(diǎn)是能夠在低壓的狀況下正常工作，保持額定的亮度。大功率LED燈具40本身所具有的一些特性，使這種LED照明燈具設(shè)計(jì)上與傳統(tǒng)燈 具有著根本區(qū)別，表現(xiàn)為低壓大電流工作，需要恒流驅(qū)動(dòng)，單向?qū)щ姷确矫?。其用電時(shí)要通 過電壓電流控制器30對原始電源做調(diào)整而達(dá)到恒流恒壓驅(qū)動(dòng)的要求特點(diǎn)，使大功率LED燈 40在太陽能蓄電池20供電的情況下，也能滿足用電要求。電壓電流控制器30的工作原理是在輸入電壓、內(nèi)部參數(shù)及外界負(fù)載變化的情況下，控制電路通過取樣信號(hào)與基準(zhǔn) 信號(hào)的差值進(jìn)行閉環(huán)反饋，調(diào)節(jié)主電路開關(guān)器件的導(dǎo)通脈沖寬度，使得開關(guān)電源的輸出電 流穩(wěn)定。在電壓電流控制器30的作用下，能夠把多余的電量截留在蓄電池20中，從而達(dá)到 避免大功率LED燈40被不穩(wěn)定的電壓電流損害，延長大功率LED燈40的使用壽命，又提高 蓄電池的使用效率，節(jié)約用電。通過對電壓電流的控制達(dá)到即避免大功率LED燈被不穩(wěn)定 的電壓電流損害，延長大功率LED燈的使用壽命，又提高蓄電池的使用效率，節(jié)約用電。整個(gè)驅(qū)動(dòng)電路的工作原理是太陽能通過光伏板(太陽能板10)吸收太陽能后轉(zhuǎn)換成電能，通過蓄電池20蓄 電，再通過電壓電流控制器30，先經(jīng)過穩(wěn)壓元器件把蓄電池20輸出的電流電壓變成穩(wěn)定的 直流電壓，然后通過電壓電流控制器30，在電壓電流控制器30里，PWM控制器34把時(shí)常變 化的電流調(diào)整并控制在大功率LED燈40所需要的流量，從而為大功率LED燈40提供恒流 恒壓的工作電流。其中，PWM控制器的工作原理是取樣電路把取樣電壓送給光電耦合器34控制電路，與基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較后，PWM 控制電路根據(jù)輸入的比較結(jié)果控制開關(guān)元件32的開關(guān)時(shí)間比例，即占空比，使得開關(guān)元件 32持續(xù)輸出穩(wěn)定的低壓電流信號(hào)。具體的說，就是當(dāng)電流發(fā)生變化，電壓在恒壓的情況 下，若電流變大，光電耦合器；34的輸入增大，因此光電耦合器34的輸出也增大，經(jīng)過PWM控 制器33使得輸出的脈沖寬度減小。若電流減小，則光電耦合器34的輸入減小，同時(shí)光電耦 合器34的輸出也減小，經(jīng)過PWM控制器33使得輸出的脈沖寬度增大。通過對電壓電流的 控制達(dá)到即避免大功率LED燈40被不穩(wěn)定的電壓電流損害，延長大功率LED燈40的使用 壽命，又提高蓄電池20的使用效率，節(jié)約用電。如果電流的變化和原來基準(zhǔn)數(shù)相比沒有什 么變化，側(cè)脈沖寬度不發(fā)生變化，PWM控制器33不需要工作，電流順利直接流入大功率LED 燈40。如圖2所示，當(dāng)直流輸出電流升高時(shí)，經(jīng)取樣點(diǎn)得到的取樣電壓，進(jìn)入放大器35放 大，再通過Rl輸入到光電耦合器LED的陽極，與穩(wěn)壓管Dl產(chǎn)生的設(shè)定電壓進(jìn)行比較，當(dāng)取 樣電壓與設(shè)定電壓不同時(shí)，將產(chǎn)生差值并通過Gl光敏三極管集電極將差值信號(hào)輸送給脈 沖寬度PWM控制器，PWM控制器根據(jù)差值大小調(diào)節(jié)高頻變換開關(guān)元件的導(dǎo)通脈沖寬度的輸 出占空比的大小，即調(diào)節(jié)輸出電流的大小，再反饋給LED光源，使得LED燈在穩(wěn)定的電流控 制下產(chǎn)生穩(wěn)定的亮度。
綜上所述，本發(fā)明的照明系統(tǒng)是將所有燈具并聯(lián)連接到太陽能供電的蓄電池，使 蓄電池的低壓能保證每個(gè)燈具都得到相同的電壓，并把由太陽能供電的蓄電池的直流電輸 送到電壓電流控制器中，然后輸送恒流恒壓的電能給大功率LED燈工作，保證蓄電池輸送 的電流能滿足各燈具的需求；系統(tǒng)內(nèi)各燈具并聯(lián)連接，因此蓄電池輸出的低壓也能為各燈 具提供足夠的電壓。太陽能是綠色環(huán)保能源，LED燈是節(jié)能低耗產(chǎn)品，兩者的結(jié)合能有效的 把太陽能運(yùn)用到生活中，擴(kuò)大了太陽能的使用效率，是一種高效節(jié)能、無污染、使用壽命長、 儲(chǔ)能效果好、實(shí)用性強(qiáng)的綠色照明新技術(shù)，具有廣闊的推廣應(yīng)用前景。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，故 凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何簡單修 改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種太陽能大功率LED室內(nèi)生活照明系統(tǒng)，其特征在于其包括太陽能板，太陽能通過光伏板吸收太陽能后轉(zhuǎn)換成電能；蓄電池，連接上述太陽能板，用于儲(chǔ)蓄電能；多個(gè)電壓電流控制器，連接到由太陽能供電的蓄電池，用于接收蓄電池輸出的電流電 壓并將其轉(zhuǎn)變成穩(wěn)定的直流電壓；以及多個(gè)大功率LED燈具，并聯(lián)連接到由太陽能供電的蓄電池，每個(gè)大功率LED燈具分別連 接每個(gè)電壓電流控制器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能大功率LED室內(nèi)生活照明系統(tǒng)，其特征在于所述電 壓電流控制器包括穩(wěn)壓元器件，連接蓄電池，用于將蓄電池輸出的電流電壓轉(zhuǎn)變成穩(wěn)定的直流電壓；反饋控制電路，在輸入電壓、內(nèi)部參數(shù)及外界負(fù)載變化的情況下，控制電路通過取樣信 號(hào)與基準(zhǔn)信號(hào)的差值進(jìn)行閉環(huán)反饋，調(diào)節(jié)主電路開關(guān)器件的導(dǎo)通脈沖寬度，使得開關(guān)電源 的輸出電流穩(wěn)定并可將多余的電量截留在蓄電池中；以及PWM控制器，用于調(diào)整時(shí)常變化的電流并控制大功率LED燈具所需要的流量，為大功率 LED燈提供恒流恒壓的工作電流。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的太陽能大功率LED室內(nèi)生活照明系統(tǒng)，其特征在于所述反 饋控制電路包括放大器，當(dāng)直流輸出電流升高時(shí)，用于放大經(jīng)取樣點(diǎn)得到的取樣電壓；光電耦合器，經(jīng)過放大器放大后的取樣電路通過Rl輸入到光電耦合器LED的陽極，與 穩(wěn)壓管Dl產(chǎn)生的設(shè)定電壓進(jìn)行比較，當(dāng)取樣電壓與設(shè)定電壓不同時(shí)，將產(chǎn)生差值并通過Gl 光敏三極管集電極將差值信號(hào)輸送給脈沖寬度PWM控制器；以及開關(guān)元件，連接上述PWM控制器，PWM控制器根據(jù)差值大小調(diào)節(jié)高頻變換開關(guān)元件的導(dǎo) 通脈沖寬度的輸出占空比的大小，調(diào)節(jié)輸出電流的大小，再反饋給LED燈具。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的太陽能大功率LED室內(nèi)生活照明系統(tǒng)，其特征在于所述取 樣電路將取樣電壓送給光電耦合器控制電路，與基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較后，PWM控制電路根據(jù) 輸入的比較結(jié)果控制開關(guān)元件的開關(guān)時(shí)間比例，使得開關(guān)元件持續(xù)輸出穩(wěn)定的低壓電流信 號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種太陽能大功率LED室內(nèi)生活照明系統(tǒng)，包括太陽能板，太陽能通過光伏板吸收太陽能后轉(zhuǎn)換成電能；蓄電池，連接上述太陽能板，用于儲(chǔ)蓄電能；多個(gè)電壓電流控制器，連接到由太陽能供電的蓄電池，用于接收蓄電池輸出的電流電壓并將其轉(zhuǎn)變成穩(wěn)定的直流電壓；以及多個(gè)大功率LED燈具，并聯(lián)連接到由太陽能供電的蓄電池，每個(gè)大功率LED燈具分別連接每個(gè)電壓電流控制器。太陽能是綠色環(huán)保能源，LED燈是節(jié)能低耗產(chǎn)品，兩者的結(jié)合能有效的把太陽能運(yùn)用到生活中，擴(kuò)大了太陽能的使用效率，本發(fā)明的照明系統(tǒng)是一種高效節(jié)能、無污染、使用壽命長、儲(chǔ)能效果好、實(shí)用性強(qiáng)的綠色照明新技術(shù)，具有廣闊的推廣應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)H05B37/02GK102056379SQ20101058569
公開日2011年5月11日 申請日期2010年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月11日
發(fā)明者溫曉雪, 范啟德, 陳之策 申請人:肇慶市展明節(jié)能科技有限公司