專利名稱：電能隔離型光伏電源裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種光伏電源裝置，特別是涉及一種采用發(fā)光二極管面陣光源和 太陽能電池板組成電能隔離型光伏電源裝置。
背景技術(shù)：
在一些工業(yè)控制設(shè)備中，需要將兩個系統(tǒng)之間的電源隔離，在傳統(tǒng)工業(yè)控制設(shè)備 中，主要采用隔離變壓器的交直流轉(zhuǎn)換方法進行電源隔離，以防止干擾信號進入負載電路， 是一種電-電轉(zhuǎn)換方式。此方法由于存在物理上的連接，特別是輸入端和輸出端有一定相 關(guān)性，不能完全隔離干擾信號，當(dāng)干擾信號電壓變化幅度很高時甚至?xí)p壞負載電路。

實用新型內(nèi)容本實用新型目的是針對現(xiàn)有技術(shù)中采用隔離變壓器的交直流轉(zhuǎn)換方法進行電源 隔離方式無法完全阻斷干擾信號從電源進入負載電路的缺陷，提供一種電能隔離型光伏電 源裝置，從物理上隔離了電磁干擾信號從電源進入負載電路。為達到上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案是一種電能隔離型光伏電源裝置，包括電源、電光轉(zhuǎn)換裝置、光電轉(zhuǎn)換裝置，電源與 電光轉(zhuǎn)換裝置電連接、電光轉(zhuǎn)換裝置與光電轉(zhuǎn)換裝置光連接。所述電光轉(zhuǎn)換裝置包括LED面光源裝置或者激光器，其中LED面光源裝置包括多 個貼片發(fā)光二極管LED組成。所述光電轉(zhuǎn)換裝置包括太陽能電池板。從上述本實用新型的結(jié)構(gòu)特征可以看出，其優(yōu)點是通過電-光-電的能量轉(zhuǎn)換實 現(xiàn)對負載供電，從物理上隔離了電磁干擾信號從電源進入負載電路。在高壓干擾大的環(huán)境 下，采用電能隔離型光伏電源系統(tǒng)可有效保護核心部件正常工作。

本實用新型將通過附圖比較以及結(jié)合實例的方式說明圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)連接圖；圖2是本實用新型LED面光源裝置中相鄰兩個LED間距和LED面陣光源與太陽能 電池板間距的關(guān)系具體實施方式
為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，
以下結(jié)合附圖及實施 例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本 實用新型，并不用于限定本實用新型。如圖1所示，本實用新型包括電源、電光轉(zhuǎn)換裝置、光電轉(zhuǎn)換裝置，電源與電光轉(zhuǎn) 換裝置電連接、電光轉(zhuǎn)換裝置與光電轉(zhuǎn)換裝置光連接。電光轉(zhuǎn)換裝置，將電源輸入的電能轉(zhuǎn)
3換成光能輸出，產(chǎn)生能量光源。通過光密閉的傳輸路徑將電光轉(zhuǎn)換裝置產(chǎn)生的光能全部傳 送給光電轉(zhuǎn)換裝置，光電轉(zhuǎn)換裝置將輸入的光能轉(zhuǎn)換成電能輸出給負載，實現(xiàn)電-光-電的 能量轉(zhuǎn)換。其中，電光轉(zhuǎn)換裝置可采用發(fā)光二極管或激光器實現(xiàn)，光電轉(zhuǎn)換裝置可采用太陽 能電池等硅板實現(xiàn)。本實用新型中電光轉(zhuǎn)換裝置包括多個貼片高亮度發(fā)光二極管組成的LED面光源 裝置，光電轉(zhuǎn)換裝置包括太陽能電池板，LED面光源裝置與太陽能電池板通過結(jié)構(gòu)件平行安 裝；當(dāng)LED面光源裝置加電源發(fā)光時，太陽能電池板吸收LED面光源裝置的光能，產(chǎn)生電壓 和電流，實現(xiàn)電-光-電的能量轉(zhuǎn)換。設(shè)計中，根據(jù)負載對電源功率的要求，選擇滿足能量輸出要求的太陽能電池板，同 時，根據(jù)所選擇的太陽能電池板對光能的需要，若采用LED面陣光源作為電光轉(zhuǎn)換裝置，則 設(shè)計LED面陣光源和LED面陣光源所需的電源；若采用激光器作為電光轉(zhuǎn)換裝置，則選擇相 應(yīng)匹配于激光器的電源。LED面陣光源的設(shè)計如圖2，定義相鄰兩個LED間距為d，LED面陣光源與太陽 能電池板間距為h，LED的光照角度為θ，理想狀況下，這三個參數(shù)關(guān)系滿足公式d = 2XhXtg(e/2)。通過選定的LED特性可確定θ值，并根據(jù)LED光強與距離的關(guān)系確定合 適的h值。根據(jù)計算出的d值和太陽能電池板的形狀可計算出所需LED的個數(shù)，使面陣光 源的光照射范圍覆蓋整個太陽能電池板的有效電池面積。根據(jù)計算LED的個數(shù)，將發(fā)光二 極管按照合適的串并聯(lián)方式連接，若計算后每行有η個LED，每列有m個LED，每個LED放光 所需要的電壓為xV，所需要的電流為ymA，可將每行的LED選擇nl個為一組進行串聯(lián)，再將 每行串聯(lián)后的η個LED并聯(lián)，共并聯(lián)(n/nl)*m路，得到給每路串聯(lián)的nl個LED提供電壓 (x*nl)V，電流ymA，則并聯(lián)(n/nl)*m路所需的LED電源功率為電壓(x*nl)V，電流(y*m*n/ nl)mA。假設(shè)太陽能電池板為方形，長為L，寬為W，則LED面陣光源也設(shè)計成方形陣列，每行 (W/d)個LED，每列(L/d)個LED，根據(jù)適合的串-并連接，設(shè)計LED電源。例如，經(jīng)過計算后 每行10個LED，每列6個LED，每個LED發(fā)光需要2V/10mA，可將每行的5個LED串聯(lián)，再將每 行串聯(lián)后的5個LED進行并聯(lián)，共并聯(lián)12路；則需要給每路串聯(lián)的5個LED提供10V/10mA 電源，并聯(lián)12路所需的LED電源功率為10V/120mA。本說明書中公開的所有特征，除了互相排斥的特征以外，均可以以任何方式組合。本說明書(包括任何附加權(quán)利要求、摘要和附圖)中公開的任一特征，除非特別敘 述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換。即，除非特別敘述，每個特征只 是一系列等效或類似特征中的一個例子而已。
權(quán)利要求1.一種電能隔離型光伏電源裝置，包括電源，其特征在于還包括電光轉(zhuǎn)換裝置、光電轉(zhuǎn) 換裝置，電源與電光轉(zhuǎn)換裝置電連接、電光轉(zhuǎn)換裝置與光電轉(zhuǎn)換裝置光連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電能隔離型光伏電源裝置，其特征在于所述電光轉(zhuǎn)換裝 置包括LED面光源裝置或者激光器，其中LED面光源裝置包括多個貼片發(fā)光二極管LED組 成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電能隔離型光伏電源裝置，其特征在于所述光電轉(zhuǎn)換裝 置包括太陽能電池板。
專利摘要本實用新型涉及一種光伏電源裝置，特別是涉及一種采用發(fā)光二極管面陣光源和太陽能電池板組成電能隔離型光伏電源裝置。本實用新型目的是針對現(xiàn)有技術(shù)中采用隔離變壓器的交直流轉(zhuǎn)換方法進行電源隔離方式無法完全阻斷干擾信號從電源進入負載電路的缺陷，提供一種電能隔離型光伏電源裝置及方法，從物理上隔離了電磁干擾信號從電源進入負載電路。技術(shù)方案是一種電能隔離型光伏電源裝置，包括電源、電光轉(zhuǎn)換裝置、光電轉(zhuǎn)換裝置，電源與電光轉(zhuǎn)換裝置電連接、電光轉(zhuǎn)換裝置與光電轉(zhuǎn)換裝置光連接。本實用新型應(yīng)用于需要隔離電磁干擾信號從電源進入負載電路的場合。
文檔編號H02N6/00GK201893730SQ20102063568
公開日2011年7月6日 申請日期2010年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月30日
發(fā)明者丁明軍, 于治國, 代剛, 任青毅, 馮宗明, 馮莉, 葉超, 吳紅光, 張振濤, 曹寧翔, 曹科峰, 李亞維, 李劍峰, 李巨, 李晏敏, 李璽欽, 梁川, 王衛(wèi), 王浩, 謝敏, 賈興, 趙娟, 鄧明海, 鄧維軍, 馬軍, 馬勛, 馬成剛, 黃斌, 黃雷, 龍燕 申請人:中國工程物理研究院流體物理研究所