專利名稱：可儲(chǔ)存太陽能的電磁感應(yīng)燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及儲(chǔ)存太陽能作為光源的能源的技術(shù)，更具體地說，涉及一種可儲(chǔ)存太陽能的電磁感應(yīng)燈。
背景技術(shù)：
太陽能是綠色能源，既無污染又節(jié)約能源，對(duì)于解決工業(yè)污染和執(zhí)行國(guó)家提出的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略都具有重大意義。
利用太陽能的主要手段是通過太陽能電池來儲(chǔ)存太陽能，太陽能電池是一種能將太陽光轉(zhuǎn)化成為電壓的器件，其特點(diǎn)是，一旦對(duì)太陽能電池輸入特定的光，就會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)，把光能轉(zhuǎn)變成為電能。一般的太陽能電池的結(jié)構(gòu)如圖1所示，太陽能電池是由兩種不同摻雜的材料壓制而成，分別形成一個(gè)pn結(jié)，在特定波長(zhǎng)太陽光的照射下，n區(qū)和p區(qū)之間會(huì)形成一定的電勢(shì)差，這個(gè)電勢(shì)差決定了電池的最大供電電壓。如果把電池上下連接形成回路，太陽能電池就可以向其負(fù)載供電。
從原理上來說只要把太陽能電池和負(fù)載直接連接給負(fù)載供電，負(fù)載就可以工作。但實(shí)際上因?yàn)樘柲苁遣粩嘧兓?，一方面其供電時(shí)間和負(fù)載工作時(shí)間可能不一致，另一方面負(fù)載往往需要在一定的電壓下才能工作，太陽能電池不具備提供恒定電壓的能力，所以太陽能供電系統(tǒng)都配合有蓄電池一起工作。
圖2是現(xiàn)有技術(shù)中使用的太陽能供電電路。如上所述地，太陽能電池不能直接對(duì)負(fù)載供電，必須把電能存儲(chǔ)在蓄電池中，而由蓄電池對(duì)負(fù)載供電，但是另一方面，蓄電池的電壓卻不能加在太陽能電池上，所以必須保證太陽能電池和蓄電池之間的充電是單向的。因此在圖2中，在太陽能電池和蓄電池之間加一個(gè)二極管，以實(shí)現(xiàn)它們之間的單向性。這個(gè)二極管就構(gòu)成控制太陽能電池和蓄電池之間電路連接的最簡(jiǎn)單的控制電路。
但是對(duì)于光源這個(gè)特定的產(chǎn)品，現(xiàn)有以太陽能電池作為供電電源來驅(qū)動(dòng)普通氣體放電光源的電路存在著一定的缺陷。太陽能雖然是綠色免費(fèi)的能源，但是太陽能電池的成本卻非常高，而目前通常采用的太陽能電池能提供的電壓只是在0.5v左右，因此要想能讓工作電壓非常高的氣體放電光源工作，勢(shì)必要大量的太陽能電池串聯(lián)用以提供足夠的電壓，這樣勢(shì)必使造價(jià)非常地昂貴。相比之下，電磁感應(yīng)燈能在非常低的電壓下工作，更加適合于與太陽能電池相配合使用，因?yàn)槿绻呻姶鸥袘?yīng)燈配合太陽能電池，可以大大減少太陽能電池的數(shù)目，使得系統(tǒng)成本降低。另外，電磁感應(yīng)燈本身也屬于綠色光源，相比其他氣體放電光源，其所具有的長(zhǎng)壽命和高光效的優(yōu)點(diǎn)可以節(jié)約大量的電能和維修費(fèi)用，由于電磁感應(yīng)燈配合太陽能電池所帶來的優(yōu)越性，因此需要開發(fā)一種可儲(chǔ)存太陽能的電磁感應(yīng)燈，而其中的重點(diǎn)就在于如何控制太陽能電池可靠地向電磁感應(yīng)燈提供能源。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的旨在提供一種可儲(chǔ)存太陽能的電磁感應(yīng)燈，以充分結(jié)合太陽能和電磁感應(yīng)燈的特點(diǎn)，可在降低系統(tǒng)成本的同時(shí)，獲得更長(zhǎng)的工作壽命和更高的發(fā)光效率。
根據(jù)本實(shí)用新型，提供一種可儲(chǔ)存太陽能的電磁感應(yīng)燈，包括互相連接的太陽能電池和蓄電池、連接在太陽能電池和蓄電池之間的控制電路以及與上述部件相連的電磁感應(yīng)燈，其中，所述控制電路包括第一電壓電流檢測(cè)裝置，一端連接在所述太陽能電池和所述蓄電池之間采樣第一電壓電流信號(hào)；第二電壓電流檢測(cè)裝置，一端連接在所述蓄電池與所述電磁感應(yīng)燈之間采樣第二電壓電流信號(hào)；一控制芯片，與所述第一、第二電壓電流檢測(cè)裝置相連，還控制所述太陽能電池和所述蓄電池之間的連接以及所述蓄電池和所述電磁感應(yīng)燈之間的連接的導(dǎo)通與否，所述控制芯片接收所述第一、第二電壓電流采樣信號(hào)，并根據(jù)所述信號(hào)控制接通或斷開所述太陽能電池和所述蓄電池之間的連接以及所述蓄電池和所述電磁感應(yīng)燈之間的連接。
其中，所述的控制芯片采用89C2051芯片。
根據(jù)本實(shí)用新型的一實(shí)施例，所述蓄電池通過一AC逆變器與所述電磁感應(yīng)燈相連接，所述AC逆變器的一端與所述蓄電池相連，另一端與所述電磁感應(yīng)燈相連，用于將蓄電池中的直流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟妷海欢龅诙妷弘娏鳈z測(cè)裝置一端連接在所述蓄電池與所述AC逆變器之間采樣第二電壓電流信號(hào)并傳送給所述控制芯片，所述控制芯片控制所述蓄電池和所述AC逆變器之間的連接的導(dǎo)通與否。
根據(jù)本實(shí)用新型的一實(shí)施例，所述電磁感應(yīng)燈包括EMI濾波及整流器，其輸入端與所述AC逆變器相連，用于剔除高次諧波；功率因數(shù)校正器，其輸入端與所述EMI濾波及整流器相連，用于消減電解電容充電的頂尖脈沖和降低直流電壓的紋波幅度；逆變電路，其輸入端與所述功率因數(shù)校正器相連，用于為后續(xù)電路提供工作電壓；以及耦合變壓器，連接于所述逆變電路，還連接到電磁感應(yīng)燈燈管。
較佳的，在上述的電磁感應(yīng)燈中還包括與所述逆變電路相連的調(diào)光電路，用于通過調(diào)頻的方式進(jìn)行調(diào)光。以及串接于所述逆變電路、耦合變壓器以及電磁感應(yīng)燈燈管之間的保護(hù)電路，用于當(dāng)檢測(cè)到耦合變壓器短路或開路時(shí)，使電磁感應(yīng)燈電路進(jìn)入保護(hù)模式。
根據(jù)本實(shí)用新型的一實(shí)施例，所述逆變電路可采用HY4501芯片。
本實(shí)用新型的電磁感應(yīng)燈的工作頻率為200～300KHz。
本實(shí)用新型的上述技術(shù)方案把太陽能技術(shù)和電磁感應(yīng)燈電路技術(shù)緊密地結(jié)合在一起，從而帶來了如下的技術(shù)效果。
一方面，因?yàn)閷⑻柲茈姵嘏c電磁感應(yīng)燈相結(jié)合，后者在非常低的電壓下就可以正常工作，因此可以大大減少太陽能電池的數(shù)量，從而降低整個(gè)太陽能電磁感應(yīng)燈的成本。同時(shí)，因?yàn)殡姶鸥袘?yīng)燈本身也屬于綠色光源，所以相比其他氣體放電光源，具有更長(zhǎng)的工作壽命和更高的發(fā)光效率。由此也可以節(jié)約大量的電能和維修費(fèi)用。


通過
以下結(jié)合附圖對(duì)較佳實(shí)施例的詳細(xì)描述，本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員將對(duì)本實(shí)用新型的其他優(yōu)勢(shì)和特征有更明確的了解，在附圖中相同的標(biāo)記表示相同的特征，其中，圖1示出了太陽能電池的結(jié)構(gòu)。
圖2示出了現(xiàn)有技術(shù)的太陽能電池供電電路。
圖3是根據(jù)本實(shí)用新型可儲(chǔ)存太陽能的電磁感應(yīng)燈的結(jié)構(gòu)框圖。
圖4是根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的的詳細(xì)結(jié)構(gòu)框圖。
圖5是根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的的控制電路的框圖。
具體實(shí)施例
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)描述。
圖3是根據(jù)本實(shí)用新型可存儲(chǔ)太陽能的電磁感應(yīng)燈的結(jié)構(gòu)框圖。圖3示出了一種可儲(chǔ)存太陽能的電磁感應(yīng)燈100，包括互相連接的太陽能電池102和蓄電池104、連接在太陽能電池和蓄電池之間的控制電路106以及與上述部件相連的電磁感應(yīng)燈300，電磁感應(yīng)燈300的結(jié)構(gòu)會(huì)在下面進(jìn)一步詳細(xì)說明，其中，控制電路106包括如下的結(jié)構(gòu)，參考圖5第一電壓電流檢測(cè)裝置202，一端連接在太陽能電池102和蓄電池104之間采樣第一電壓電流信號(hào)；第二電壓電流檢測(cè)裝置204，一端連接在蓄電池104與之后的電磁感應(yīng)燈之間采樣第二電壓電流信號(hào)，需要說明的是，在下述的一個(gè)實(shí)施例中，電磁感應(yīng)燈是通過一個(gè)AC逆變器108和蓄電池104相連，此時(shí)第二電壓電流檢測(cè)裝置204就在蓄電池104與之后的AC逆變器108之間采樣第二電壓電流信號(hào)；一控制芯片206，與第一、第二電壓電流檢測(cè)裝置202、204相連，還控制太陽能電池102和蓄電池104之間的連接以及蓄電池104和電磁感應(yīng)燈(或者在一個(gè)實(shí)施例中是AC逆變器108)之間的連接的導(dǎo)通與否，控制芯片106接收第一、第二電壓電流采樣信號(hào)，并根據(jù)信號(hào)控制接通或斷開太陽能電池102和蓄電池之104間的連接以及蓄電池104和電磁感應(yīng)燈(或者AC逆變器108)之間的連接。
在該實(shí)施例中，控制芯片106采用的是89C2051控制芯片。上述的控制電路106實(shí)現(xiàn)對(duì)過充、過放、負(fù)載短路和極性接反情況的保護(hù)，同時(shí)也可以精確地控制充電的時(shí)間，使充電過程更加安全。具體地說，它的主要功能如下a.控制系統(tǒng)的充放電充電時(shí)，太陽能電池102對(duì)蓄電池104充電；放電時(shí)，蓄電池104的電能對(duì)電磁感應(yīng)燈供電。當(dāng)蓄電池104的電壓遠(yuǎn)不能滿足負(fù)載工作的要求時(shí)，控制電路106會(huì)對(duì)蓄電池104的輸出電壓進(jìn)行升壓處理。
b.定時(shí)工作可以自動(dòng)設(shè)定系統(tǒng)的工作時(shí)間，第一電壓電流檢測(cè)器202和第二電壓電流檢測(cè)器204自動(dòng)檢測(cè)太陽能電池102和蓄電池104的電壓。當(dāng)發(fā)現(xiàn)電力不足或輸出電壓過低時(shí)，控制電路106自動(dòng)切斷與電磁感應(yīng)燈的回路并控制太陽能電池102對(duì)蓄電池104充電。
c.保護(hù)功能控制電路106可以實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)太陽能電磁感應(yīng)燈系統(tǒng)的保護(hù)，當(dāng)?shù)谝浑妷弘娏鳈z測(cè)器202和第二電壓電流檢測(cè)器204檢測(cè)到太陽能電磁感應(yīng)燈系統(tǒng)出現(xiàn)負(fù)載短路、開路、電池反接、過量充電等情況時(shí)，控制回路自動(dòng)切斷輸出和蓄電池充電電路。
根據(jù)圖4所示的本實(shí)用新型的一實(shí)施例，蓄電池104通過一AC逆變器108與電磁感應(yīng)燈相連接，AC逆變器108的一端與蓄電池104相連，另一端與電磁感應(yīng)燈相連，用于將蓄電池104中的直流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟妷?。相?yīng)的，第二電壓電流檢測(cè)裝置204一端連接在蓄電池104與AC逆變器108之間采樣第二電壓電流信號(hào)并傳送給控制芯片206，而控制芯片206控制蓄電池104和AC逆變器108之間的連接的導(dǎo)通與否。該實(shí)施例中，蓄電池104的作用是儲(chǔ)備太陽能電池102傳輸來的電能。而AC逆變器108是將蓄電池104中的低壓直流變換成50HZ或60HZ的交流電壓，在150V～220V范圍，輸入后續(xù)的電磁感應(yīng)燈電路。
繼續(xù)參考圖4，本實(shí)用新型的該實(shí)施例中的電磁感應(yīng)燈包括如下的結(jié)構(gòu)，EMI濾波及整流器110，其輸入端與AC逆變器108相連，用于剔除高次諧波。
功率因數(shù)校正器112，其輸入端與EMI濾波及整流器110相連，用于消減電解電容充電的頂尖脈沖并降低直流電壓的紋波幅度，使線路無功功率大大降低，提高線路有功功率，使線路功率因數(shù)達(dá)到0.99。
逆變電路114，其輸入端與功率因數(shù)校正器112相連，用于為后續(xù)電路提供工作電壓；在該實(shí)施例中，逆變電路114采用HY4501芯片，這是一種智能控制芯片，它帶有異常保護(hù)功能，可使本實(shí)用新型的太陽能電磁感應(yīng)燈更安全和更高效地工作。
耦合變壓器116，連接于逆變電路114，還連接到電磁感應(yīng)燈燈管122，耦合變壓器116可被用作能量傳輸?shù)耐ǖ篮妥杩棺儞Q。
根據(jù)圖3的實(shí)施例，其還包括以下的兩個(gè)電路與逆變電路114相連的調(diào)光電路118，用于通過調(diào)頻的方式進(jìn)行調(diào)光，從而可大大延長(zhǎng)太陽能電池的使用時(shí)間，由此可進(jìn)一步減少太陽能電磁感應(yīng)燈的成本。
串接于逆變電路114、耦合變壓器116以及電磁感應(yīng)燈燈管122之間的保護(hù)電路120，用于當(dāng)檢測(cè)到耦合變壓器短路或開路時(shí)，使電磁感應(yīng)燈電路進(jìn)入保護(hù)模式。可更好地避免太陽能電磁感應(yīng)燈其它部件的損壞。
對(duì)于本實(shí)用新型的可儲(chǔ)存太陽能的電磁感應(yīng)燈，較佳的工作頻率是在200-300KHz，這樣可使耦合變壓器的傳輸效率最高。
上述的電磁感應(yīng)燈，若采用功率為80w的太陽能電池，則在年平均日照條件下，該燈在40w的額定功率下每晚能工作5小時(shí)左右，基本能滿足夜間照明的要求。如果把太陽能電磁感應(yīng)燈和市電結(jié)合，在電池電量充足的條件下，由太陽能電池供電，電池電量不足時(shí)，由市電供電，這就能進(jìn)一步提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和適用范圍。
采用上述的技術(shù)方案后，可將太陽能電池與電磁感應(yīng)燈相結(jié)合，后者在非常低的電壓下就可以正常工作，因此可以大大減少太陽能電池的數(shù)量，從而降低整個(gè)太陽能電磁感應(yīng)燈的成本。同時(shí)，因?yàn)殡姶鸥袘?yīng)燈本身也屬于綠色光源，所以相比其他氣體放電光源，具有更長(zhǎng)的工作壽命和更高的發(fā)光效率。由此也可以節(jié)約大量的電能和維修費(fèi)用。另外，本實(shí)用新型的電磁感應(yīng)燈在照明領(lǐng)域應(yīng)用的另一個(gè)優(yōu)越性就是它能大大簡(jiǎn)化煩瑣的照明布線問題，每一個(gè)光源都是一個(gè)獨(dú)立的工作系統(tǒng)。
雖然以上通過較佳的實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作了詳細(xì)描述，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍卻只取決于權(quán)利要求書的范圍。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍的前提下，對(duì)其作出任何替換和修改。
權(quán)利要求1.一種可儲(chǔ)存太陽能的電磁感應(yīng)燈，其特征在于，包括互相連接的太陽能電池和蓄電池、連接在太陽能電池和蓄電池之間的控制電路以及與上述部件相連的電磁感應(yīng)燈，其中，所述控制電路包括第一電壓電流檢測(cè)裝置，一端連接在所述太陽能電池和所述蓄電池之間采樣第一電壓電流信號(hào)；第二電壓電流檢測(cè)裝置，一端連接在所述蓄電池與所述電磁感應(yīng)燈之間采樣第二電壓電流信號(hào)；一控制芯片，與所述第一、第二電壓電流檢測(cè)裝置相連，還控制所述太陽能電池和所述蓄電池之間的連接以及所述蓄電池和所述電磁感應(yīng)燈之間的連接的導(dǎo)通與否，所述控制芯片接收所述第一、第二電壓電流采樣信號(hào)，并根據(jù)所述信號(hào)控制接通或斷開所述太陽能電池和所述蓄電池之間的連接以及所述蓄電池和所述電磁感應(yīng)燈之間的連接。
2.如權(quán)利要求1所述的可儲(chǔ)存太陽能的電磁感應(yīng)燈，其特征在于，所述控制芯片采用89C2051芯片。
3.如權(quán)利要求1所述的可儲(chǔ)存太陽能的電磁感應(yīng)燈，其特征在于，所述蓄電池通過一AC逆變器與所述電磁感應(yīng)燈相連接，所述AC逆變器的一端與所述蓄電池相連，另一端與所述電磁感應(yīng)燈相連，用于將蓄電池中的直流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟妷?；而所述第二電壓電流檢測(cè)裝置一端連接在所述蓄電池與所述AC逆變器之間采樣第二電壓電流信號(hào)并傳送給所述控制芯片，所述控制芯片控制所述蓄電池和所述AC逆變器之間的連接的導(dǎo)通與否。
4.如權(quán)利要求3所述的可儲(chǔ)存太陽能的電磁感應(yīng)燈，其特征在于，所述電磁感應(yīng)燈包括EMI濾波及整流器，其輸入端與所述AC逆變器相連，用于剔除高次諧波；功率因數(shù)校正器，其輸入端與所述EMI濾波及整流器相連，用于消減電解電容充電的頂尖脈沖和降低直流電壓的紋波幅度；逆變電路，其輸入端與所述功率因數(shù)校正器相連，用于為后續(xù)電路提供工作電壓；以及耦合變壓器，連接于所述逆變電路，還連接到電磁感應(yīng)燈燈管。
5如權(quán)利要求4所述的可儲(chǔ)存太陽能的電磁感應(yīng)燈，其特征在于，所述電磁感應(yīng)燈還包括與所述逆變電路相連的調(diào)光電路，用于通過調(diào)頻的方式進(jìn)行調(diào)光。
6.如權(quán)利要求4所述的可儲(chǔ)存太陽能電磁感應(yīng)燈，其特征在于，所述電磁感應(yīng)燈還包括串接于所述逆變電路、耦合變壓器以及電磁感應(yīng)燈燈管之間的保護(hù)電路，用于當(dāng)檢測(cè)到耦合變壓器短路或開路時(shí)，使電磁感應(yīng)燈電路進(jìn)入保護(hù)模式。
7.如權(quán)利要求4所述的可儲(chǔ)存太陽能的電磁感應(yīng)燈，其特征在于，所述逆變電路采用HY4501芯片。
8.如權(quán)利要求4所述的可儲(chǔ)存太陽能的電磁感應(yīng)燈，其特征在于，其工作頻率為200～300KHz。
專利摘要本實(shí)用新型揭示了一種太陽能電磁感應(yīng)燈，包括互相連接的太陽能電池和蓄電池、連接在太陽能電池和蓄電池之間的控制電路以及與上述部件相連的電磁感應(yīng)燈，其中，控制電路包括采樣第一電壓電流信號(hào)的第一電壓電流檢測(cè)裝置、采樣第二電壓電流信號(hào)的第二電壓電流檢測(cè)裝置以及一控制芯片。由于電磁感應(yīng)燈的工作電壓較低，可以減少太陽能電池的數(shù)量，降低成本。同時(shí)，因?yàn)殡姶鸥袘?yīng)燈本身也屬于綠色光源，所以相比其他氣體放電光源，具有更長(zhǎng)的工作壽命和更高的發(fā)光效率。
文檔編號(hào)H05B37/02GK2726268SQ20042009017
公開日2005年9月14日 申請(qǐng)日期2004年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月17日
發(fā)明者李維德 申請(qǐng)人:上海宏源照明電器有限公司