專利名稱：提高大功率led太陽能路燈光效的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及以白色大功率LED作為光源的太陽能路燈，特別涉及提高其光效的方法。
背景技術：
以白色大功率LED(簡稱LED)作為光源的太陽能路燈這兩年發(fā)展迅速，這主要得益于LED的長壽命和高光效，其結構是通過太陽能電池組件連接控制器，蓄電池通過控制器儲備電能并可向LED燈具輸送電能。
目前，在LED燈具和蓄電池之間的驅動電路，典型電路主要有三種一是使用限流電阻電路；二是使用恒流電路；三是使用DC/DC升壓電路，這種電路有一部分電能消耗在限流電阻或恒流電路上，前兩種電路對電能的利用率在80～85％之間，第三種電路對電能的利用率取決于DC/DC升壓電路的效率(一般在80～90％之間)，總之，三種電路對電能的利用率在80～90％之間，并不太高。
另一方面，每個生產LED太陽能燈的廠商都認為只要購買高發(fā)光效率的LED就可以降低燈具的成本，其實事實并非如此，因為LED光源約占整個燈具總成本的6％左右，而太陽能電池組件和蓄電池約占整個燈具總成本的75％左右，所以說購買高發(fā)光效率的LED對燈具成本的降低影響很小。
目前市場上LED太陽能燈具在設計上的不足之處主要表現(xiàn)在三個方面一是沒有針對LED的特性進行設計來提高現(xiàn)有LED的發(fā)光效率；二是沒有充分考慮LED和蓄電池之間的匹配，造成對蓄電池中電能的利用率不高；三是沒有通過大幅度降低太陽能電池和蓄電池的用量成本從而達到最終降低整個燈具的成本。

發(fā)明內容
本發(fā)明為克服現(xiàn)有技術的不足，提供了一種提高大功率LED太陽能路燈光效的方法，該方法可提高太陽能電池的功率和蓄電池的容量從而達到降低成本的目的。
本發(fā)明的技術方案是通過太陽能電池組件連接控制器，蓄電池通過控制器儲備電能，在蓄電池和LED燈具之間連接一個驅動電路，蓄電池向LED燈具輸送電能，驅動電路的工作電流小于LED的額定電流，使LED路燈以不飽和工作電流發(fā)光。
與所述驅動電路的電壓相匹配，在LED路燈中增加一只或者多只LED并與原有的LED串聯(lián)。
本發(fā)明通過降低LED的工作電流來提高太陽能路燈的光效，同時電能的利用率提高到94％以上。


下面結合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進一步詳細說明。
圖1是本發(fā)明的結構連接框圖。
具體實施例方式如圖1所示，太陽能電池組件、蓄電池和LED燈具分別連接控制器，蓄電池通過控制器儲備電能，在控制器內部有一個驅動電路連接蓄電池和LED燈具，在白天太陽能電池把太陽光的能量轉變?yōu)殡娔芎蟠鎯υ谛铍姵刂校黹g蓄電池向LED光源供電釋放電能，LED燈具內有若干個LED串聯(lián)在驅動電路上。
現(xiàn)有技術是LED太陽能路燈如果輸出的光通量一定，LED功率與它的光效成反比關系，即光效越高所需的功率越小，消耗的電能也越少，又由于通過測試得到LED發(fā)光效率隨其工作電流的減少而呈現(xiàn)非線性上升趨勢，所以本發(fā)明在設計時，將所述驅動電路的電壓設計成匹配值，使LED在不飽和工作電流的狀態(tài)下使用，再結合蓄電池的電壓，這樣就可在LED路燈中相應地增加一只或者多只LED并與原有的LED串聯(lián)，這種方法將使LED太陽能路燈成本最低，因為在LED太陽能路燈中，LED光源約占總成本的6％左右，而太陽能電池和蓄電池約占總成本的75％左右，LED發(fā)光效率的提高會使太陽能電池的功率和蓄電池的容量大幅下降，在保證LED太陽能路燈輸出相同光通量的前提下，太陽能電池和蓄電池的配置要求取決于LED的發(fā)光效率而不是最大亮度，也就是說，按照設定燈的光通量要求下，通過增加LED數(shù)量提高照明部分的成本投入、以不飽和工作電流的方式來提高燈具的光效，從而達到同等要求前提下大幅度降低太陽能電池和蓄電池部分成本配置的目的，最終降低產品的成本。例如輸出1000流明的太陽能路燈，如果采用飽和工作電流時它需要120瓦太陽能電池和150AH/12V蓄電池；然后采用不飽和工作電流時它需要100瓦太陽能電池和120AH/12V蓄電池；雖然此時LED光源的成本將增加(因為要使用約是原來2～3倍的LED)；LED成本由原來占總成本3～8％升為10～20％，而太陽能電池和蓄電池從總成本65～75％會降為45～55％，扣除LED成本的增加值后總成本仍下降。
實施例以應用在LED太陽能路燈上1瓦LED的發(fā)光效率為例，取電路中蓄電池電壓為12V，如果用LED的飽和工作電流350mA工作的話，那么LED的正向壓降在3.5V左右，此時在驅動電路中只能串聯(lián)3只LED，串聯(lián)后的LED的正向壓降為10.5V，可見有一部分電能消耗在電路上了。本發(fā)明將LED的正向壓降設計為3V，那么12V蓄電池就可以串聯(lián)4只LED，這樣電能的利用率便提高到94％以上。根據(jù)LED的伏安特性可知LED的正向壓降隨著工作電流的減少而下降，所以降低LED的工作電流就可使LED的正向壓降等于3V，這樣便可串聯(lián)4只LED，而正向工作電流是350mA時正向電壓等于3V的LED目前在市場上還未有，因此本實施例用不飽和工作電流可方便地實現(xiàn)正向電壓等于3V這一要求。
本發(fā)明的其它實施例是當蓄電池的電壓為24V、36V……時，LED以不飽和工作電流工作，電路中串聯(lián)的LED便相應增加數(shù)量。
權利要求
1.一種提高大功率LED太陽能路燈光效的方法，通過太陽能電池組件連接控制器，蓄電池通過控制器儲備電能，在蓄電池和LED燈具之間連接一個驅動電路，蓄電池向LED燈具輸送電能，其特征是驅動電路的工作電流小于LED的額定電流，使LED路燈以不飽和工作電流發(fā)光。
2.根據(jù)權利要求1所述的提高大功率LED太陽能路燈光效的方法，其特征是與所述驅動電路的電壓相匹配，在LED路燈中增加一只或者多只LED并與原有的LED串聯(lián)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種提高大功率LED太陽能路燈光效的方法，通過太陽能電池組件連接控制器，蓄電池通過控制器儲備電能，在蓄電池和LED燈具之間連接一個驅動電路，蓄電池向LED燈具輸送電能，驅動電路的工作電流小于LED的額定電流，使LED路燈以不飽和工作電流發(fā)光，與所述驅動電路的電壓相匹配，在LED路燈中增加一只或者多只LED并與原有的LED串聯(lián)，本發(fā)明通過降低LED的工作電流來提高太陽能路燈的光效，同時電能的利用率提高到94％以上。
文檔編號F21Y101/02GK101078485SQ20071002346
公開日2007年11月28日 申請日期2007年6月5日 優(yōu)先權日2007年6月5日
發(fā)明者林其國, 胡建紅, 包書林, 陳和生 申請人:江蘇穩(wěn)潤光電有限公司