浅谈LED太阳能灯技术原理

一、LED太阳能草坪灯技术原理

    太阳能草坪灯光源及电源系统设计方法由于太阳能草坪灯独特的优点，近年来得到迅速发展。草坪灯功率小，主要以装饰为目的，对可移动性要求高，电路铺设困难，防水要求高的场地适用。这些使得由太阳电池供电的草坪灯显示出许多前所未有的优势。

1、LED太阳能草坪灯的定义
    太阳能草坪灯主要利用太阳能电池的能源来进行工作，当白天太阳光照射在太阳能电池上，把光能转变成电能存贮在蓄电池中，再由蓄电池在晚间为草坪灯的LED（发光二极体）提供电源。其优点主要为安全、节能、方便、环保等。适用于住宅社区绿草地美化照明点缀，公园草坪美化点缀。

2、LED太阳能草坪灯的结构组成
    由太阳能电池组件（光电板）、超高亮LED灯（光源）、免维护可充电蓄电池、自动控制电路、灯具等组成。
 
3、LED太阳能草坪灯的系统组成
    太阳能草坪灯升压IC，能自动对充电和放电行为进行切换，当白天太阳能充电板感应到阳光时，自动切换到关闭灯光进入充电状态，当夜色降临太阳能充电板感应不到阳光时，自动切换到进入电池放电状态开启灯光。太阳能草坪灯升压IC，能把1.5伏特的充电电池的输出电压提升到3.6伏特。

    一套线路板IC应配一节5号充电电池可以驱动1-7个LED发光二极体；多套线路板IC以此类推；太阳能草坪灯控制器的积体电路以及部分周边组件，主要功能包含充电电路，驱动电路，光敏控制电路和脉宽调制电路等。该控制器具有高转换效率：80~85%（典型值），可以减少太阳能电池版的功率要求；低启动电压：0.9V（最大值）；可调输出电流等特点。

4、LED太阳能草坪灯的光源优势
    目前多数草坪灯选用LED作为光源，LED寿命长，可以达到100000小时以上，工作电压低，非常适合应用在太阳能草坪灯上。特别是LED技术已经经历了其关键的突破，并且其特性在过去5年中有很大提高，其性能价格比也有较大的提高。

    另外，LED由低压直流供电，其光源控制成本低，使调节明暗，频繁开关都成为可能，并且不会对LED的性能产生不良影响。还可以方便地控制颜色，改变光的分布，产生动态幻景，所以它特别适用在太阳能草坪灯上。

楼道灯设计原理图

    太阳能楼道灯属于新型建筑照明系统。太阳能楼道灯单灯采用声光控，实现人来灯亮，人走灯灭，节能，降耗，使用方便。太阳能电源系统安装简结，使用方便，也没有停电限电顾虑。太阳能楼道灯使用了长寿命光源和低压独立电源系统，性能安全可靠，一次性投资，长期免费使用，可满足住宅楼及办公楼的不同需要，既符合了国家绿色节能建筑的要求，也提升了楼宇建筑的品位。

1、工作原理
    太阳能楼道灯包括有一个安装在建筑物楼顶的太阳能电池和安装在各个楼层的照明灯，以及统一安放的蓄电池，充放电控制器。蓄电池与各楼层的照明灯通过导线连接。负载采用LED灯具，并配合声光控开关工作。

    白天，太阳能电池组件在一定强度的太阳光照射下产生电能，通过太阳能充放电控制器存储到蓄电池内；夜晚，蓄电池通过充放电控制器为负载提供电能。通常，太阳能系统在设计时会根据实际情况增大蓄电池的容量，以保证阴雨天的照明。

2、系统性能指标
(1)照明功率范围：2-5W；
(2)电源供给类型：直流；
(3)太阳电池转化效率：>15.5%；
(4)系统电量效率：>85%；(5)太阳电池开路电压：<DC12V；
(6)太阳电池最大工作电流：<1.8A；
(7)蓄电池配置电压：DC12V8、蓄电池欠压保护点：11.6V±1%；
(8)蓄电池欠压保护点：11.6V±1%；(9)蓄电池过充保护点：14.4V±1%；
(10)蓄电池过充恢复点：13.8V±1%；(11)具有蓄电池及太阳电池反接保护；
(12)具有负载短路和过载保护；
(13)控制方式：蓄电池过充过放控制，单灯光控声控；
(14)系统灯具，LED灯具（直流）。

综上可以得出太阳能路楼道灯优势：
(1)节能：以太阳能光电转换提供电能，取之不尽，用之不竭；
(2)环保：无污染，无噪间，无辐射；
(3)安全：低压直流供电，绝无触电，火灾等意外事故；
(4)方便：安装简结，使用方便，也没有停电限电顾虑；
(5)寿命长：太阳能电池板在20年以上，蓄电池3-5年，LED光源可达5万小时以上；
(6)品位高：科技产品，绿色能源，使用单位重视科技，绿色形象提高，档次提升；
(7)经济性：一次投资，长期受用；
(8)适用广：太阳能源源于自然，所以凡是有日照的地方都可以使用。

    楼道灯实例楼道的照明属于公用设施，原则上安装维护管理是业主及物业分摊的，现在楼道灯收费包括两部分，其中一部分是维护费，另一部分是电费。不过实际中楼道灯收费不尽相同没有统一的标准，使得业主与物业管理部门矛盾尖锐。还有许多楼道灯仍使用灯泡和老式开关通宵长亮，若将楼道灯改为LED照明，采用声光控开关。这种以发光二极管LED为光源的固态照明灯，耗电量只是普通白炽灯的1/8，寿命却是它的10倍。

    例如，小区楼道原来使用的25W白炽灯将改为3W LED灯，每盏灯就可以节约能源消耗8倍，即每盏楼道灯每年用电只需要1.68度电(原来需要18.25度)，300盏楼道灯只需要504度电，每年可节约4971度电。使用太阳能楼道灯不仅可以解决节能降耗使用方便，而且一次投资长期免费，缓解了物业管理部门与业主矛盾降低物业管理费用，综合费用更划算。

    所以从市场角度来看，不仅可以对现有楼道照明系统进行节能改造，还可以根据用户要求加装太阳能电源系统，前景广阔适于推广。■