基于太阳能的HBLED照明解决方案

文章摘要：简介过去十五年，能源需求增长了十倍，能源成本上涨了四倍。断电和限电情况已经出现在美国和其它一些国家，并且随着能源需求的增长和能源生产的不能维系，这一情形会继续恶化。根据北美 EleCTRIC Reliability Corp的最新报告，预计未来十年，仅美国的电力需求就将增长 141,000兆瓦，而同期已经确认的新资源只有 57,000兆瓦。这样就产生了 84,000兆瓦的缺口，相当于 160座大型发电厂的发电总量。根据美国能源信息局的报告，发电 (大部分为照明应用提供电源 )制造了 37%的温室气体，因此，我们应开始寻找替代能源资源，如太阳能。太阳能是一种绿色技术，并且成本没有水电、地热或核子

基于太阳能的HBLED照明解决方案,标签：电路设计,http://www.88dzw.com

　　简介

　　过去十五年，能源需求增长了十倍，能源成本上涨了四倍。断电和限电情况已经出现在美国和其它一些国家，并且随着能源需求的增长和能源生产的不能维系，这一情形会继续恶化。根据北美 EleCTRIC Reliability Corp的最新报告，预计未来十年，仅美国的电力需求就将增长 141,000兆瓦，而同期已经确认的新资源只有 57,000兆瓦。这样就产生了 84,000兆瓦的缺口，相当于 160座大型发电厂的发电总量。

　　根据美国能源信息局的报告，发电 (大部分为照明应用提供电源 )制造了 37%的温室气体，因此，我们应开始寻找替代能源资源，如太阳能。太阳能是一种绿色技术，并且成本没有水电、地热或核子能源发电那么高。

　　在21世纪，发展中国家高达 3亿家庭缺少充足照明。

　　原因可能各不相同，但可能都包括购买力(成本太高)、缺乏基础设施、供需不平衡。众多家庭使用自制的煤油灯

　　或蜡烛进行照明。这些昏暗的、黄色的、冒着黑烟的光源危害性非常大，并且不环保。从长期来看，它们的费用要比明亮的、白色的、以太阳能为动力的高亮度发光二极管 (HBLED)光源更昂贵。

　　为什么选择 HBLED进行照明

　　寿命更长

　　LED的生命比其它任何光源都长，在很多应用中的使用寿命都超过十年。它们包含类似于最新微处理器中采用的固状技术，这种固状设备没有移动部件，没有易脆玻璃环境、没有水银、没有有害气体、没有灯丝。没有任何可以断开、破裂、粉碎、泄露或污染的东西。与典型的传统光源不同的是， LED不会出现突然故障或烧掉。 LED光源不会在任何时间突然停止工作，只是 LED性能会随着时间的推移逐渐下降。据预测，大多数 LED在运行 5万个小时后的平均亮度仍有最初亮度的 70%。比如在光源每年 365天每天使用 12小时的应用环境中，使用时间超过十一年的系统只有初始亮度输出的 30%衰减 (70%的光通维持率)。

　　表1 光源对比分析

 

　　降低维护成本

　　由于基于 LED的光源的持续使用时间是常规光源的十倍，不需要频繁更换，因此降低甚至消除了日常维护成本和定期更换费用。这在关键的、调制照明应用中尤其重要，例如浮标、信标灯、应急出口照明、备份照明和安全照明，它们通常都需要定期灯泡更换。

　　能效更高

　　LED光源比白炽灯和大多数卤钨灯源的效率更高。白色 LED每瓦能提供 20多个光通量单位，预计未来将达到每瓦 50多个光通量单位。当选择固态照明作为替代照明时，必须考虑系统级的总体优势。例如，由于每瓦的出众光通量性能，楼寓照明系统中采用的 LED要比与竞争光源每小时消耗的能源更少，这使得它们更环境友好、更经济高效。

　　LED的优点

　　•可靠( 10万个小时) —维护成本降低

　　•能效更高 —绿色的、经济高效的解决方案

　　•即间开启和完全可调光，无颜色变化 —脉宽调制 (PWM)控制

　　•没有水银 —符合环境规定

　　•低压 DC操作 —不需要高压连接

　　以太阳能为动力的 LED照明的工作原理

　　图2是一个阐释基于太阳能的LED照明实施的结构图。

　　太阳能面板将太阳能转换成电压，然后储存在电池中。带有两信道、16位定时器的飞思卡尔8位HCS08QG4/8微控制器(MCU)被用于电池充电和监视，驱动LED。PWM用于电池充电，模数转换器(ADC)用于监视电池电压。如果电压下降到满充的50%以下，LED的亮度通过改变备用PWM信道的占空比，自动降到50%。目的是为了提供更长持续时间的照明，即使亮度减少。如果电池电压降到10%，MCU将关闭LED，确保电池不会完全耗尽。

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