專利名稱：一種使用高亮度白光led的太陽能光源模擬器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及太陽能光源的模擬技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種使用高亮度白光LED 的太陽能光源模擬器。
背景技術(shù)：
太陽能光源模擬器是用來模擬太陽光的設(shè)備，在光伏領(lǐng)域里，再配以電子負(fù)載，數(shù) 據(jù)采集和計(jì)算等設(shè)備，可以用來測(cè)試光伏器件的電性能，如Pmax、Imax.Vmax, IsC、VoC、FF、 Eff、Rs、Rsh以及I-V曲線。這些參數(shù)不僅能夠從一定程度上反映出電池的性能，也關(guān)系到 電池最后出廠的等級(jí)和價(jià)格。太陽能光源模擬器關(guān)鍵組成包括(1)光室為光源提供了一個(gè)安全的空間，在光 室里面有安全自鎖系統(tǒng)，用來保證操作的安全性和系統(tǒng)的安全。積分器風(fēng)扇和濾光片風(fēng)扇 用來保證光學(xué)器件的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，并維持光室的溫度。(2)快門，在模擬器內(nèi)部有一個(gè)穩(wěn)定的 快門，用來控制工作環(huán)境。該快門開關(guān)時(shí)間只用200ms，可以通過接觸控制、邏輯輸入控制， 也可以通過按鈕開關(guān)進(jìn)行直接控制。(3)連續(xù)發(fā)光光源，從而避免了脈沖式光源受到太陽能 電池材料響應(yīng)時(shí)間的限制。(4)高品質(zhì)電源可以為光源提供穩(wěn)定的功率。太陽能光源模擬器中最為關(guān)鍵部件就是全光譜光源，帶適當(dāng)反射器的氙弧燈和汞 氙弧燈是最常用的太陽能模擬光源。其它太陽能模擬光源還有高壓鈉蒸氣燈和汞蒸氣燈 的組合燈；高亮度多種蒸氣燈、汞蒸氣燈帶和白熾聚光燈的組合燈；帶適當(dāng)反射器的碳弧 燈。但是傳統(tǒng)太陽能模擬器光源有其難以克服的缺點(diǎn)1、萬級(jí)的價(jià)格使得用戶很難接受的，特別是氙燈光源價(jià)位較高，運(yùn)行時(shí)輔助裝置 較多，因此經(jīng)濟(jì)性較差，故在全光譜太陽模擬裝置中尤其是設(shè)計(jì)大面積的模擬器時(shí)難以令 人接受。例如，奧地利維也納國(guó)際車輛試驗(yàn)站，原設(shè)計(jì)的太陽模擬器為采用一種內(nèi)充氙氣帶 濾波玻璃的模擬光源，后因價(jià)格昂貴，舍棄了這種全光譜模擬方案。2、光源壽命短，例如真空氙燈光源使用時(shí)溫度較高，發(fā)熱量大，隨使用時(shí)間延長(zhǎng)， 輻照度逐漸下降，因此需要經(jīng)常更換，這必將支出昂貴的售后服務(wù)費(fèi)用和更換費(fèi)用。3、光譜匹配困難，例如氙燈必須與1. 5G濾光片組合才能達(dá)到A類太陽模擬器標(biāo) 準(zhǔn)。4、傳統(tǒng)光源耗電量大，工作時(shí)溫度高，產(chǎn)生熱量多，需要復(fù)雜的輔助冷卻裝置，這 不但增加太陽能光源模擬器結(jié)構(gòu)復(fù)雜度，而且增加太陽能光源模擬器生產(chǎn)成本。5、傳統(tǒng)光源為散射型光源，難以模擬出輻射空間均勻的太陽光光線，使得輻射空 間均勻性調(diào)整困難，而輻射不均勻就會(huì)導(dǎo)致得出錯(cuò)誤的太陽能電池效率，這些都大大提高 光學(xué)設(shè)計(jì)的難度。6、傳統(tǒng)光源使用交流電供電，特別是采用高壓光源，交流電磁場(chǎng)必將影響輻射穩(wěn) 定度，這使得輻射穩(wěn)定度控制困難。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型為了克服以上現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供了一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉 的使用高亮度白光LED的太陽能光源模擬器。本實(shí)用新型的目的通過以下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)本使用高亮度白光LED的太陽能光 源模擬器，其特征在于包括光室、散熱組件、全光譜白光LED模組光源、配光面板、反射鏡、 控制工作環(huán)境快門、智能控制電路板和直流電源；所述散熱組件、全光譜白光LED模組光源、配光面板、反射鏡均放置于光室內(nèi)，控 制工作環(huán)境快門設(shè)置于光室的底面，智能控制電路板、直流電源放置于太陽能光源模擬器 內(nèi)；所述控制工作環(huán)境快門通過導(dǎo)線連接智能控制電路板，智能控制電路板通過導(dǎo)線 連接直流電源，直流電源通過導(dǎo)線連接全光譜白光LED模組光源，直流電源通過導(dǎo)線連接 散熱組件；所述全光譜白光LED模組光源設(shè)置有若干顆全光譜白光LED顆粒。作為一種優(yōu)選方案，所述全光譜白光LED模組光源設(shè)置有10 20顆全光譜白光 LED顆粒。作為進(jìn)一步優(yōu)選方案，所述全光譜白光LED顆粒為13顆，并每行呈1顆、3顆、5顆、 3顆、1顆排列，全光譜白光LED顆粒采用并聯(lián)方式連接。實(shí)際應(yīng)用中，所述全光譜白光LED顆粒為發(fā)光強(qiáng)度達(dá)到或超過lOOcd/A的發(fā)光二極管。實(shí)際應(yīng)用中，所述全光譜白光LED顆粒由高亮度紫外LED芯片涂敷熒光粉之后封 裝構(gòu)成。作為一種優(yōu)選結(jié)構(gòu)，所述智能控制電路板、直流電源放置于太陽能光源模擬器的 底座內(nèi)。作為一種優(yōu)選結(jié)構(gòu)，所述散熱組件位于全光譜白光LED模組光源的背面，通過散 熱組件及時(shí)把白光LED模組光源產(chǎn)生的熱量排到太陽能光源模擬器外部。作為一種優(yōu)選結(jié)構(gòu)，所述全光譜白光LED模組光源為圓形結(jié)構(gòu)。實(shí)際應(yīng)用中，所述配光面板為高透光性玻璃面板或者高透光性樹脂面板，配光面 板的表面形狀根據(jù)輻射均勻性采用光學(xué)設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)。作為一種優(yōu)選方案，所述反射鏡與水平面成45°，全光譜白光LED模組光源發(fā)出 全光譜白光水平通過配光面板，經(jīng)由反射鏡反射，經(jīng)過控制工作環(huán)境快門垂直照向水平面， 光電特性器件擺放在控制工作環(huán)境快門下方。本實(shí)用新型相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的優(yōu)點(diǎn)1、本實(shí)用新型由于采用的高亮度全光譜白光LED顆粒價(jià)格十分低廉，每個(gè)LED顆 粒成本< 5元，10 20個(gè)此類LED顆?？們r(jià)格不超過100元，而傳統(tǒng)太陽能模擬光源的成 本彡2萬元。2、本實(shí)用新型采用的全光譜白光LED模組光源是固體光源，壽命彡10萬小時(shí)，減 少昂貴的維修費(fèi)用以及更換費(fèi)用。而傳統(tǒng)太陽能模擬光源的壽命短得多，例如真空氙燈光 源，是一種玻璃殼的氣體光源，隨著使用時(shí)間增加，很易損壞。3、光譜匹配簡(jiǎn)單，本實(shí)用新型采用的LED顆粒是利用高亮度紫外LED芯片涂敷熒光粉方式發(fā)出全光譜白光，熒光粉種類眾多，熒光粉成分也可以輕易調(diào)整，很容易發(fā)出標(biāo)準(zhǔn) 太陽光。與傳統(tǒng)太陽能光源模擬器相比，本太陽能光源模擬器的工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，本實(shí)用新型 無需添加1. 5G濾光片。4、全光譜白光LED顆粒為發(fā)光強(qiáng)度達(dá)到或超過lOOcd/A的發(fā)光二極管，由10 20 顆此類LED顆粒的模組光源在AMO (AM是air mass英文縮寫，中文名稱是空氣質(zhì)量，它描述 大氣層外太陽光平均照度)條件下，模組光源的總輻照度在0. 8 1. 2個(gè)太陽常數(shù)的范圍 內(nèi)可調(diào)，在AMI. 5 (AMI. 5是一種條件，它描述太陽光入射于地表之平均照度，其太陽總輻照 度為100mW*cm_2 ；太陽電池的標(biāo)定溫度為25士 1°C )條件下，模組光源的總輻照度在800 1200ff/m2的范圍內(nèi)可調(diào)。模組光源是利用電子、空穴注入復(fù)合發(fā)光的發(fā)光方式，能量利用效 率高，光源產(chǎn)生熱量少，耗電量少，可以大大簡(jiǎn)化散熱組件的生產(chǎn)工藝，長(zhǎng)期使用更顯優(yōu)勢(shì)。5、本實(shí)用新型采用的白光LED顆粒單顆光線方向性好，配合光學(xué)設(shè)計(jì)軟件可以很 容易實(shí)現(xiàn)輻射空間均勻性，同時(shí)減少光學(xué)設(shè)計(jì)成本。6、本實(shí)用新型采用低壓直流電源供電，模組光源穩(wěn)定性好，免受交流磁場(chǎng)影響，同 時(shí)減少購(gòu)買高品質(zhì)電源成本。7、智能控制電路板設(shè)有光源強(qiáng)度連續(xù)控制電路、快門控制電路、散熱組件控制電 路、太陽能光源模擬器快關(guān)按鈕。本智能控制電路板可根據(jù)工作環(huán)境需要，調(diào)整控制工作環(huán) 境快門的開關(guān)時(shí)間，調(diào)整直流電源的輸出功率，從而調(diào)整模組光源、散熱組件的輸入功率。

圖1是本實(shí)用新型的一種使用高亮度白光LED的太陽能光源模擬器的結(jié)構(gòu)示意 圖。圖2是圖1的全光譜白光LED模組光源的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。如圖1和圖2所示的一種使用高亮度白光LED的太陽能光源模擬器，包括光室5、 散熱組件1、全光譜白光LED模組光源8、配光面板7、反射鏡6、控制工作環(huán)境快門4、智能控 制電路板3和直流電源2 ；散熱組件1、全光譜白光LED模組光源8、配光面板7、反射鏡6均放置于光室5內(nèi)， 控制工作環(huán)境快門4設(shè)置于光室5的底面，智能控制電路板3、直流電源2放置于太陽能光 源模擬器內(nèi)；控制工作環(huán)境快門4通過導(dǎo)線連接智能控制電路板3，智能控制電路板3通過導(dǎo)線 連接直流電源2，直流電源2通過導(dǎo)線連接全光譜白光LED模組光源8，直流電源2通過導(dǎo) 線連接散熱組件1 ；全光譜白光LED模組光源8設(shè)置有13顆全光譜白光LED顆粒9，并每行呈1顆、3 顆、5顆、3顆、1顆排列，全光譜白光LED顆粒9采用并聯(lián)方式連接。全光譜白光LED顆粒9 為發(fā)光強(qiáng)度達(dá)到或超過lOOcd/A的發(fā)光二極管。全光譜白光LED顆粒9由高亮度紫外LED 芯片涂敷熒光粉之后封裝構(gòu)成。智能控制電路板3、直流電源2放置于太陽能光源模擬器的底座內(nèi)。[0042]散熱組件1位于全光譜白光LED模組光源8的背面。全光譜白光LED模組光源8 為圓形結(jié)構(gòu)。配光面板7為高透光性玻璃面板或者高透光性樹脂面板。反射鏡6與水平面成45°，全光譜白光LED模組光源8發(fā)出全光譜白光水平通過 配光面板7，經(jīng)由反射鏡6反射，經(jīng)過控制工作環(huán)境快門4垂直照向水平面，光電特性器件擺 放在控制工作環(huán)境快門4下方。上述具體實(shí)施方式
為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，并不能對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行限定， 其他的任何未背離本實(shí)用新型的技術(shù)方案而所做的改變或其它等效的置換方式，都包含在 本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求一種使用高亮度白光LED的太陽能光源模擬器，其特征在于包括光室、散熱組件、全光譜白光LED模組光源、配光面板、反射鏡、控制工作環(huán)境快門、智能控制電路板和直流電源；所述散熱組件、全光譜白光LED模組光源、配光面板、反射鏡均放置于光室內(nèi)，控制工作環(huán)境快門設(shè)置于光室的底面，智能控制電路板、直流電源放置于太陽能光源模擬器內(nèi)；所述控制工作環(huán)境快門通過導(dǎo)線連接智能控制電路板，智能控制電路板通過導(dǎo)線連接直流電源，直流電源通過導(dǎo)線連接全光譜白光LED模組光源，直流電源通過導(dǎo)線連接散熱組件；所述全光譜白光LED模組光源設(shè)置有若干顆全光譜白光LED顆粒。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種使用高亮度白光LED的太陽能光源模擬器，其特征在于 所述全光譜白光LED模組光源設(shè)置有10 20顆全光譜白光LED顆粒。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種使用高亮度白光LED的太陽能光源模擬器，其特征在于 所述全光譜白光LED顆粒為13顆，并每行呈1顆、3顆、5顆、3顆、1顆排列，全光譜白光LED 顆粒采用并聯(lián)方式連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種使用高亮度白光LED的太陽能光源模擬器，其特征在于 所述全光譜白光LED顆粒為發(fā)光強(qiáng)度達(dá)到或超過lOOcd/A的發(fā)光二極管。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種使用高亮度白光LED的太陽能光源模擬器，其特征在于 所述全光譜白光LED顆粒由高亮度紫外LED芯片涂敷熒光粉之后封裝構(gòu)成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種使用高亮度白光LED的太陽能光源模擬器，其特征在于 所述智能控制電路板、直流電源放置于太陽能光源模擬器的底座內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種使用高亮度白光LED的太陽能光源模擬器，其特征在于 所述散熱組件位于全光譜白光LED模組光源的背面。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種使用高亮度白光LED的太陽能光源模擬器，其特征在于 所述全光譜白光LED模組光源為圓形結(jié)構(gòu)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種使用高亮度白光LED的太陽能光源模擬器，其特征在于 所述配光面板為高透光性玻璃面板或者高透光性樹脂面板。
10.根據(jù)權(quán)利要求1 9任一項(xiàng)所述的一種使用高亮度白光LED的太陽能光源模擬器， 其特征在于所述反射鏡與水平面成45°，全光譜白光LED模組光源發(fā)出全光譜白光水平 通過配光面板，經(jīng)由反射鏡反射，經(jīng)過控制工作環(huán)境快門垂直照向水平面，光電特性器件擺 放在控制工作環(huán)境快門下方。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種使用高亮度白光LED的太陽能光源模擬器，包括光室、散熱組件、全光譜白光LED模組光源、配光面板、反射鏡、控制工作環(huán)境快門、智能控制電路板和直流電源；所述散熱組件、全光譜白光LED模組光源、配光面板、反射鏡均放置于光室內(nèi)，控制工作環(huán)境快門設(shè)置于光室的底面，智能控制電路板、直流電源放置于太陽能光源模擬器內(nèi)；所述控制工作環(huán)境快門通過導(dǎo)線連接智能控制電路板，智能控制電路板通過導(dǎo)線連接直流電源，直流電源通過導(dǎo)線連接全光譜白光LED模組光源，直流電源通過導(dǎo)線連接散熱組件；所述全光譜白光LED模組光源設(shè)置有若干顆全光譜白光LED顆粒。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉。
文檔編號(hào)F21V23/06GK201582605SQ200920263570
公開日2010年9月15日 申請(qǐng)日期2009年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月27日
發(fā)明者張劍平, 文尚勝, 王保爭(zhēng) 申請(qǐng)人:華南理工大學(xué)