草坪灯基础知识.doc

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。