專利名稱：太陽能草坪燈系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及太陽能電源燈，具體是指太陽能草坪燈系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著經(jīng)濟的發(fā)展和社會的進步，人們對能源提出了越來越高的要求，尋找新能源已成為當(dāng)前人類面臨的迫切課題。由于太陽能發(fā)電具有火電、水電、核電所無法比擬的清潔性、安全性、資源的廣泛性和充足性，太陽能被認為是二十一世紀最重要的能源。太陽能的存儲是太陽能產(chǎn)品發(fā)展的關(guān)鍵，目前主要采用各種電池，但是電池的充電時間長、壽命短以及不環(huán)保一直是太陽能產(chǎn)品發(fā)展的瓶頸，而超級電容器作為一種充電快、壽命長、綠色環(huán)保型儲能元件，它給太陽能產(chǎn)品的發(fā)展帶來了新的活力。本文詳細介紹了一種超級電容器太陽能草坪燈的設(shè)計及實現(xiàn)方法。該草坪燈很好的結(jié)合了太陽能和超級電容器的優(yōu)勢，它無 需安裝其他電源，就可以主動發(fā)光，還能夠根據(jù)環(huán)境光線的強弱自動控制燈的開關(guān)，而且安裝方便、不用布線、工作穩(wěn)定可靠、免維護、環(huán)保無污染、使用壽命長，可廣泛應(yīng)用于廣場綠地、小區(qū)草坪等場所。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單，控制方式簡單、生產(chǎn)成本低、環(huán)保節(jié)能的太陽能草坪燈系統(tǒng)。本實用新型的實現(xiàn)方案如下太陽能草坪燈系統(tǒng)，主要由太陽能充電電路、以及與太陽能充電電路連接的驅(qū)動LED穩(wěn)壓電路和光控電路構(gòu)成，所述驅(qū)動LED穩(wěn)壓電路和光控電路連接，且所述驅(qū)動LED穩(wěn)壓電路與LED燈連接。所述太陽能充電電路主要由防過壓電路和防反充電路構(gòu)成。所述太陽能充電電路主要由負極接地的硅電池U1、以及與硅電池Ul正極依次串聯(lián)的二極管D1、電容Cl構(gòu)成，所述電容Cl的負極接地，且所述硅電池Ul、以及與硅電池Ul正極依次串聯(lián)的二極管D1、電容Cl構(gòu)成防反充電路。所述硅電池Ul還并聯(lián)有三極管Q2，所述三極管Q2的3號引腳與硅電池Ul的正極連接，三極管Q2的2號引腳與硅電池Ul的負極連接，且所述三極管Q2的I號引腳連接有穩(wěn)壓管ZDl和電阻R1，所述穩(wěn)壓管ZDl的另一端與三極管Q2的3號引腳連接，所述電阻Rl另一端與三極管Q2的2號引腳連接，所述硅電池U1、三極管Q2、電阻Rl構(gòu)成防過壓電路。太陽能硅電池Ul是依據(jù)半導(dǎo)體PN結(jié)的光伏效應(yīng)原理把太陽光能轉(zhuǎn)化為電能的半導(dǎo)體器件，是超級電容器太陽能草坪燈的核心器件。太陽能電池性能的好壞直接決定著能量的轉(zhuǎn)換效率及輸出電壓的穩(wěn)定性，同時也直接決定了超級電容器太陽能草坪燈的性能。因此，設(shè)計時應(yīng)采用性價比比較好的單晶硅太陽能電池。由于地球上各個地區(qū)的太陽年總輻射量與平均峰值日照時數(shù)不同，太陽能草坪燈的設(shè)計和燈的使用地理位置是有關(guān)系的，太陽能電池組件額定輸出功率和燈具的輸入功率之間的關(guān)系大約是2 4 :1，具體比例要根據(jù)燈的每天工作時間以及對連續(xù)陰雨天的照明要求決定。本系統(tǒng)的太陽能電池的功率為3. 3VX0. 006X8=0. 1584 W，假設(shè)每天工作12個小時，太陽能電池功的效率為40%，每天有效工作時間為5小時，則可選用3 W / 6 V的太陽能電池。本產(chǎn)品中選用電容Cl，超級電容做為儲能元件。該電容具有法拉級的超大電容量，超強的荷電保持能力，且漏電流非常小，8小時電壓下降率小于5%;無須特別的充電電路和控制放電電路，充電迅速，而且可以在僅高于其漏電流(典型值約為I mA)的狀態(tài)下充電，因此，即使在陰天，太陽能電池也能對超級電容器充電；與蓄電池相比，其過充、過放都不對其壽命構(gòu)成負面影響，可靠性高、使用壽命長(充放電循環(huán)壽命在10萬次以上)；此外還具有優(yōu)良的溫度性能，可在-40°C 75°C的環(huán)境溫度中正常使用；無污染，是一種綠色電源；可焊接，而且不存在象蓄電池那樣接觸不牢固等問題。充電電路由防過壓和防反充電路構(gòu)成，ZDl為5. 6V穩(wěn)壓管，當(dāng)電池電壓高于5. 6 V時，三極管Q2導(dǎo)通，硅電池Ul全部電流通過電阻Rl消耗掉，當(dāng)硅電池Ul電壓降到5. 6 V 以下時，三極管Q2截至，硅電池Ul給電容Cl充電，并同時保護電容Cl。防反充電路可以保證在娃電池Ul輸入電壓低于電容Cl電壓時，電容Cl不會反向?qū)ν揠姵豒l充電，以免造成不必要的能量損耗。反充電控制可由二極管Dl來完成，這個二極管選用肖特基二極管，因為肖特基二極管的導(dǎo)通壓降比普通二極管低。本實用新型的優(yōu)點在于本實用新型采用了超級電容電容Cl和DC / DC升壓穩(wěn)壓器Dl因而整個電路設(shè)計簡單，可靠性高，屬于綠色環(huán)保產(chǎn)品。目前，此設(shè)計已經(jīng)成功應(yīng)用于實際產(chǎn)品之中。

圖I為本實用新型整體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為太陽能充電電路示意圖。
具體實施方式
實施例一如圖1、2所示。太陽能草坪燈系統(tǒng)，主要由太陽能充電電路、以及與太陽能充電電路連接的驅(qū)動LED穩(wěn)壓電路和光控電路構(gòu)成，所述驅(qū)動LED穩(wěn)壓電路和光控電路連接，且所述驅(qū)動LED穩(wěn)壓電路與LED燈連接。所述太陽能充電電路主要由防過壓電路和防反充電路構(gòu)成。所述太陽能充電電路主要由負極接地的硅電池U1、以及與硅電池Ul正極依次串聯(lián)的二極管D1、電容Cl構(gòu)成，所述電容Cl的負極接地，且所述硅電池Ul、以及與硅電池Ul正極依次串聯(lián)的二極管D1、電容Cl構(gòu)成防反充電路。所述硅電池Ul還并聯(lián)有三極管Q2，所述三極管Q2的3號引腳與硅電池Ul的正極連接，三極管Q2的2號引腳與硅電池Ul的負極連接，且所述三極管Q2的I號引腳連接有穩(wěn)壓管ZDl和電阻R1，所述穩(wěn)壓管ZDl的另一端與三極管Q2的3號引腳連接，所述電阻Rl另一端與三極管Q2的2號引腳連接，所述硅電池U1、三極管Q2、電阻Rl構(gòu)成防過壓電路。[0021 ] 太陽能硅電池Ul是依據(jù)半導(dǎo)體PN結(jié)的光伏效應(yīng)原理把太陽光能轉(zhuǎn)化為電能的半導(dǎo)體器件，是超級電容器太陽能草坪燈的核心器件。太陽能電池性能的好壞直接決定著能量的轉(zhuǎn)換效率及輸出電壓的穩(wěn)定性，同時也直接決定了超級電容器太陽能草坪燈的性能。因此，設(shè)計時應(yīng)采用性價比比較好的單晶硅太陽能電池。由于地球上各個地區(qū)的太陽年總輻射量與平均峰值日照時數(shù)不同，太陽能草坪燈的設(shè)計和燈的使用地理位置是有關(guān)系的，太陽能電池組件額定輸出功率和燈具的輸入功率之間的關(guān)系大約是2 4 :1，具體比例要根據(jù)燈的每天工作時間以及對連續(xù)陰雨天的照明要求決定。本系統(tǒng)的太陽能電池的功率為3. 3VX0. 006X8=0. 1584 W，假設(shè)每天工作12個小時，太陽能電池功的效率為40%，每天有效工作時間為5小時，則可選用3 W / 6 V的太陽能電池。本產(chǎn)品中選用電容Cl，超級電容做為儲能元件。該電容具有法拉級的超大電容量，超強的荷電保持能力，且漏電流非常小，8小時電壓下降率小于5%;無須特別的充電電路和控制放電電路，充電迅速，而且可以在僅高于其漏電流(典型值約為I mA)的狀態(tài)下充電，因此，即使在陰天，太陽能電池也能對超級電容器充電；與蓄電池相比，其過充、過放都不對其壽命構(gòu)成負面影響，可靠性高、使用壽命長(充放電循環(huán)壽命在10萬次以上)；此外還具有優(yōu)良的溫度性能，可在-40°C 75°C的環(huán)境溫度中正常使用；無污染，是一種綠色電源；可焊接，而且不存在象蓄電池那樣接觸不牢固等問題。充電電路由防過壓和防反充電路構(gòu)成，ZDl為5. 6V穩(wěn)壓管，當(dāng)電池電壓高于5. 6 V時，三極管Q2導(dǎo)通，硅電池Ul全部電流通過電阻Rl消耗掉，當(dāng)硅電池Ul電壓降到5. 6 V以下時，三極管Q2截至，硅電池Ul給電容Cl充電，并同時保護電容Cl。防反充電路可以保證在娃電池Ul輸入電壓低于電容Cl電壓時，電容Cl不會反向?qū)ν揠姵豒l充電，以免造成不必要的能量損耗。反充電控制可由二極管Dl來完成，這個二極管選用肖特基二極管，因為肖特基二極管的導(dǎo)通壓降比普通二極管低。如上所述，則能很好的實現(xiàn)本實用新型。
權(quán)利要求1.太陽能草坪燈系統(tǒng)，其特征在于主要由太陽能充電電路、以及與太陽能充電電路連接的驅(qū)動LED穩(wěn)壓電路和光控電路構(gòu)成，所述驅(qū)動LED穩(wěn)壓電路和光控電路連接，且所述驅(qū)動LED穩(wěn)壓電路與LED燈連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的太陽能草坪燈系統(tǒng)，其特征在于所述太陽能充電電路主要由防過壓電路和防反充電路構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的太陽能草坪燈系統(tǒng)，其特征在于所述太陽能充電電路主要由負極接地的硅電池U1、以及與硅電池Ul正極依次串聯(lián)的二極管D1、電容Cl構(gòu)成，所述電容Cl的負極接地，且所述硅電池Ul、以及與硅電池Ul正極依次串聯(lián)的二極管D1、電容Cl構(gòu)成防反充電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的太陽能草坪燈系統(tǒng)，其特征在于所述硅電池Ul還并聯(lián)有三極管Q2,所述三極管Q2的3號引腳與娃電池Ul的正極連接,三極管Q2的2號引腳與娃電池Ul的負極連接，且所述三極管Q2的I號引腳連接有穩(wěn)壓管ZDl和電阻R1，所述穩(wěn)壓管ZDl的另一端與三極管Q2的3號引腳連接，所述電阻Rl另一端與三極管Q2的2號引腳連接，所述硅電池U1、三極管Q2、電阻Rl構(gòu)成防過壓電路。
專利摘要本實用新型公開了太陽能草坪燈系統(tǒng)，其特征在于主要由太陽能充電電路、以及與太陽能充電電路連接的驅(qū)動LED穩(wěn)壓電路和光控電路構(gòu)成，所述驅(qū)動LED穩(wěn)壓電路和光控電路連接，且所述驅(qū)動LED穩(wěn)壓電路與LED燈連接。本實用新型的優(yōu)點在于本實用新型采用了超級電容電容C1因而整個電路設(shè)計簡單，可靠性高，屬于綠色環(huán)保產(chǎn)品。目前，此設(shè)計已經(jīng)成功應(yīng)用于實際產(chǎn)品之中。
文檔編號H05B37/00GK202535575SQ20122021140
公開日2012年11月14日 申請日期2012年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月11日
發(fā)明者林鋒 申請人:四川優(yōu)的科技有限公司