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太阳能草坪灯培训资料
珈伟研发部:陈国强
一、太阳能草坪灯的工作原理:
白天,在光照条件下,太阳电池组件把光能转换成电能,并通过控制器把电能储存在蓄电池里。晚上,控制器自动把蓄电池组的直流电进行电流电压的变换,驱动发光二极管(即LED)。这是太阳能LED草坪灯的基本原理。
二、草坪灯的基本组成:
1)将光能转成电能(光生伏打)的器件-------------------太阳能电池组件(我司称SP板,solar pannel)
2)储存电能的部件---------------电池或电池组(铅酸电池,锂电池,磷酸铁锂,镍氢,镍镉等)
3)将电能转成光的器件---------LED
4)能使LED自动亮灭的检测器件-----------光敏器件(光敏电阻(CDS)、光敏二极管)
5)控制器(即线路板):主要负责电池充放电管理、LED驱动和各种控制。
6)结构件(电池盒、上盖下盖,地插。。。。。。)
三、草坪灯的分类和作用
1.从发光效果来分:
1)广角的草坪灯---------------发光角度较大,出光较散,所以照射面积广,但投射距离短。主要做辅助照明。
2)窄角的射灯(也叫投射灯)--------------发光角度较小,聚光,所以照射面积小,但投射距远。主要做投射景观用,如投射到树上,墙上等。
2.我司在亮度配置上的分类:
1)低亮度低配置:N系列---------N1、N2、N3
大概功能:产品在电池充饱情况下最少可以工作10小时,前8小时亮度如下面所述。
在阳光较强的季节和地区,产品一般都能满足时间和亮度的要求。
N1:光通量约为1.2Lm , 电池:镍氢(Ni-MH)/镍镉(Ni-Cd) AA 1.2V 400mAh
N2:光通量约为2.4Lm , 电池:镍氢(Ni-MH)/镍镉(Ni-Cd) AA 1.2V 600mAh
N3:光通量约为4Lm , 电池:镍氢(Ni-MH)/镍镉(Ni-Cd) AA 1.2V 900mAh
2)高亮度高配置:P系列---------P1、P2、P3、P4
大概功能:该系列产品有两种工作模式:6小时模式和10小时模式,通过产品上的开关来选择。不同的工作模式,亮度和工作时间是不一样的。如下所述:
在阳光较强的季节和地区,产品一般都能满足时间和亮度的要求。
P1: 电池: 磷酸铁锂(LiFePO4)14430 3.2V 250mAh
6H模式:光通量约为7.5Lm ;
10H模式:前5小时光通量约为6Lm,后5小时约为3Lm
P2:电池: 磷酸铁锂(LiFePO4)14430 3.2V 400mAh
6H模式:光通量约为15Lm ;
10H模式:前5小时光通量约为12Lm,后5小时约为6Lm
P3:电池: 磷酸铁锂(LiFePO4)18500 3.2V 850mAh
6H模式:光通量约为30Lm ;
10H模式:前5小时光通量约为24Lm,后5小时约为12Lm
P4:电池: 磷酸铁锂(LiFePO4)18500 3.2V 1000mAh
6H模式:光通量约为43Lm ;
10H模式:前5小时光通量约为25Lm,后5小时约为12.5Lm
3)PK系列:如XXX-P2-PK3-XX,表示一个控制板接P2配置的灯头3个,三个灯头总亮度约为P2的3倍。还有如XXX-P3-PK2-XX、XXX-P1-PK3-XXX等产品,亮度如此类推。
4)老产品:在N、P系列之前设计的产品,目前仍有少数型号在生产,它们的亮度和时间并不属于N和P的某一款。这些产品所用的线路板和LED效率都比较低。
提醒:对于去年以后设计的产品,从型号上就可获得结构造型,亮度配置等信息。对于老产品,产品命名上没有体现亮度信息。
如RCA5-P2-CB-1,是新产品,P2表示亮度为P2的灯。其它字符含义见产品命名规则。
如SD4G-AC :是老产品,不属于N或P。
四、蓄电池
常用的可充电电池有:铅酸电池,锂离子电池,锂聚合物电池,磷酸铁锂,镍氢,镍镉等,我司目前的草坪灯主要用到:磷酸铁锂,镍氢,镍镉三种。
镍氢电池和镍镉单体电芯电压均为1.2V,但镍氢电池的能量密度较高(就是同等体积的电池,镍氢电池比镍镉电池容量更大),理论上,镍氢电池是镍镉电池能量密度的1.5-2倍多;还有镍氢电池环保性好,镍氢电池不使用金属“镉”,也不采用有毒物质,不会污染环境;还有镍氢电池基本上消除了“记忆效应”。 镍镉今有重金属元素镉,不环保,记忆效应也比较明显。
记忆效应-是针对镍镉电池而言的,由于传统工艺中负极为烧结式,镉晶粒较粗,如果镍镉电池在它们被完全放电之前就重新充电,镉晶粒容易聚集成块而使电池放电时形成次级放电平台。电池会储存这一放电平台并在下次循环中将其作为放电的终点,尽管电池本身的容量可以使电池放电到更低的平台上。在以后的放电过程中电池将只记得这一低容量。同样在每一次使用中,任何一次不完全的放电都将加深这一效应,使电池的容量变得更低。这段有关记忆效应的解释来自我国著名的电池企业BYD-比亚迪。比亚迪还提到了消除记忆效应的方法,有两种方法,一是采用小电流深度放电(如用0.1C放至0V)一是采用大电流充放电(如1C)几次。并且对比亚迪本厂产的BYD镍镉电池来说,由于负极的工艺全部为拉浆式,镉晶粒不会聚集,不存在记忆效应的问题。我认为国内厂家如果也用了“拉浆式负极工艺”,那么生产出来的镍镉电池,基本上也就消除了记忆效应
磷酸铁锂(LiFePO4)是近几年在锂离子电池上发展而来可充电电池,它的能量密度比常见的钴酸锂电池稍低一些,但是安全性更好,不会发生暴炸和燃烧,循环寿命更长(2000次),高温性能好。(都环保)单体电芯电压为3.2V。
五、太阳能电池板
我们和美国sunpower公司合作,能够获得世界上转换效率最高的硅片。这是我们的产品高效,性能稳定的有力保障。
把硅片切割,贴片,层压,封胶处理之后就形成了我们常用的太阳能电池板,即SP板(solar pannel)。
不同亮度配置的产品,所用的SP板会不一样,相同亮度的产品,由于外观结构上的制约,所用的SP板也会不一样。
六、LED
LED是发光二极管的英文缩写(light-emitting diode),是草坪灯的其中一个重要部件。它的参数直接影响到客户的视觉感受。
常用照明术语
名 称
符 号
单 位
说 明
光通量
Ф
流明
Lm
发光体每秒钟所发出的光量之总和,即发光量。
光强
I
坎德拉
cd
发光体在特定方向单位立体角内所发射的光通量。
照度
E
勒克斯
Lm/m2
发光体照射在被照物体单位面积上的光通量。
亮度
L
nt
cd / m2
发光体在特定方向单位立体角单位面积内的光通量。
色温
K
色温是以绝对温度K(Kelvin)来表示,乃是将一标准黑体(例如铁)加热,温度升高至某一程度时颜色开始由红变浅红变橙黄 变白变蓝白变蓝,逐渐改变,利用这种光色变化的特性,某光源的光色与黑体在某一温度下呈现的光色相同时,我们将黑体当时的绝对温度称为该光源的色温度。
色温度在3000K以下时,光色就开始有偏红的现象,给人一种温暖的感觉。色温度超过5000K时颜色则偏蓝色,给人一种清冷的感觉。
显色性
Ra
光源对物体颜色呈现的程度称为显色性,也就是颜色的逼真程度,显色性高的光源对颜色的再现较好,我们所看到的颜色也就较接近自然原色,显色性低的光源对颜色的再现叫差,我们所看到的颜色偏差也较大。(见图表一)
眩光
视野内有亮度极高的物体或强烈的亮度对比,则可以造成视觉不舒适称为眩光。眩光分为失能性眩光和不舒适性眩光,眩光是影响照明质量的重要因素。
光源效率
Lm/W
光源效率(Lm/W)=流明(Lm)/耗电量(W)
平均寿命
h
小时
指一批灯泡点灯至百分之五十的数量损坏不亮时的小时数。
经济寿命
h
小时
在同时考虑灯泡的损坏及光束输出衰减的状况下,其综合光束输出减至一特定比例的小时数。此比例用语室外的光源为百分之七十,用于室内光源如日光灯则为百分之八十。
维护系数
MF
维护系数K的定义是:经过一段时间工作后,照明系统在作业面上产生的平均照度(即维持照度)与系统新安装时的平均照度(即初始照度)的比值。
利用系数
CU
我们将工作面上接受到的光通量与光源总光通量的比值
主要光源的技术指标
光源种类
光效Lm/W
显色指数Ra
色温K
平均寿命h
白炽灯泡
15
100
2800
1000
石英卤素灯
25
100
3000
2000-3000
高压汞灯
50
45
3300-4300
6000
普通日光灯
70
70
全系列
8000
节能灯管
85
85
全系列
8000-12000
金属卤化物灯
75-95
65-92
3000/4500/5600
6000-20000
三基色日光灯
96
80-98
全系列
10000
高压钠灯
120
23/60/85
1950/2200/2500
24000
低压钠灯
200
44
1700
28000
七、线路板
简单来说,线路板在草坪灯中是协调各电性部件正常工作的重要组成部分。
例如提供LED合适的电流让其达到指定的亮度,对电池进行保护,检测外围光线以使产品在白天充电,晚上放电,定时等等。
不同亮度,不同功能的产品,所用的线路板可能不一样。
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