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太阳能LED照明的能量转换

2014年05月06日 10:59 次阅读

  随着技术的快速发展,发光二极管(Light-EmitTIng Diode,LED)和太阳能光伏电池的性能得到显著提高,这进而有助于提升最终应用的性能。对于同时采用这两种技术的应用(如太阳能照明应用),这两大核心技术的进步将大大增强改善最终应用性能的潜力。此时,由于太阳能电池效率更高,可将更多的太阳能转化为电能,因此可减小所需太阳能电池的面积,促使高效LED的夜间照明时间更长,灯光也更明亮。不过,太阳能照明解决方案制造商面临的挑战将是如何能够快速且经济高效地利用技术进步的成果。最大程度发挥系统性能的其中一个办法是利用能量转换策略。借助坚实的能量转换策略,用户能够快速开发与部署充分利用最新技术的解决方案。在本文中,我们将检视组件,开发系统,并介绍一种分析系统特性的高级方法。

  背景

  太阳能照明的示例不胜枚举。无论是在电网不稳定的地区使用太阳能台灯作为夜间阅读的照明灯,还是对公共街道照明进行全面部署,对太阳/LED照明组合系统的需求都具有多样性、接受度高及全球化的特点。唯一不同之处仅在于最终应用的需求规模(阅读与一般照明的要求截然不同)。

  所有此类系统的核心组件均包括:i) 太阳能电池;ii) 电池;iii) LED。如果采用更广义的描述,这些组件分别为:太阳能采集器(太阳能电池)、储能装置(电池)以及耗能装置(LED)。虽然这并不十分准确,但有助于突出分析的灵活性。图1a给出了最基本的系统配置。

两种系统配置

  图1:两种系统配置

  不过,为使这种方案生效,每个组件的特性必须彼此兼容。对于本例而言,这意味着太阳能电池的输出电压/电流特性必须与电池的充电曲线匹配,电池的放电曲线必须满足LED的驱动要求。我们很快发现,图1(a)中的配置不能满足上述要求。

  组件概述

  回顾一下每个组件的性能特性,如图2(a到d)所示的伏安特性,我们发现,尽管可以在有限的配置集中使这些组件的特性相互接近,但几乎无法保证能达到合理的性能水平。我们很快发现,太阳能电池的电压(单片电池)最高为1V左右,而NiMH电池的工作电压介于0.9V与1.4V之间,而且虽然LED的正向电压通常高于3V,但需要恒流源。此外,NiMH电池为延长使用寿命,还有一些特殊的充电要求。

  虽然可以开发相应系统直接连接所有组件,但应清楚,这种配置存在很大的局限性,并且会对系统整体效率与稳定性产生不利影响。

组件伏安特性以及驱动要求

  图2:组件伏安特性以及驱动要求

  要打破这些限制,我们可以看一下图1(b)所示的备选系统图。此系统配置在三大核心组件之间分别添加了电力电子接口,可大幅提高系统的灵活性,并且可以优化系统的整体性能。在此配置中,单片机并非必不可少。可以采用独立的电池充电器集成电路(IC)来满足NiMH充电曲线的要求,与此类似,可以采用LED驱动器IC将电池电压转换为恒流源。

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欧司朗照明模拟自然日光,提高人体机能

以人为本的照明是指创造模拟提高人体机能的自然日光的照明艺术,它能提高人体机能、舒适度、健康和幸福。

发表于 2017-09-13 10:34 3026次阅读
欧司朗照明模拟自然日光,提高人体机能

植物照明LED灯,根据作物的具体需求调整配光

欧司朗光电半导体提供各类植物照明 LED 产品组合,包括 450 nm(深蓝光)、660 nm(超红...

发表于 2017-09-13 10:04 2840次阅读
植物照明LED灯,根据作物的具体需求调整配光

Microchip PIC16F19197低功耗...

低功耗触摸液晶显示屏(LCD)演示展示了PIC16(L)F19197系列的LCD驱动能力,以及内置的...

发表于 2017-08-29 18:34 3036次阅读
Microchip PIC16F19197低功耗...

Microchip交付第5000万片采用MOST...

Microchip Technology Inc.(美国微芯科技公司)日前宣布,公司已经交付了第50...

发表于 2017-07-28 15:43 278次阅读
Microchip交付第5000万片采用MOST...

飞利浦照明香港公布新任集团总经理麦启明先生 带领...

香港, 2017年6月26日 - (亚太商讯) - 飞利浦照明香港有限公司已委任麦启明先生为集团总经...

发表于 2017-06-26 18:17 307次阅读
飞利浦照明香港公布新任集团总经理麦启明先生 带领...

中国内地LED业务沦为“负担”?三星拟出售谋新发...

6月19日,据《韩国先驱报》透露,三星电子正在考虑把中国内地LED业务部门——天津三星LED有限公司...

发表于 2017-06-20 15:57 480次阅读
中国内地LED业务沦为“负担”?三星拟出售谋新发...

Microchip 推出新型MCU简化低功耗LC...

全球领先的整合单片机、混合信号、模拟器件和闪存专利解决方案的供应商——Microchip Techn...

发表于 2017-06-01 17:49 297次阅读
Microchip 推出新型MCU简化低功耗LC...

870亿!2017年中国LED封装市场规模将同比...

根据高工产研LED研究所(GGII)统计,2016年中国LED封装市场规模从2015年644亿人民币...

发表于 2017-05-23 18:19 1560次阅读
870亿!2017年中国LED封装市场规模将同比...

Microchip推出支持Apple HomeK...

Microchip Technology Inc.(美国微芯科技公司)日前宣布推出支持Apple H...

发表于 2017-05-22 16:12 330次阅读
Microchip推出支持Apple HomeK...

Microchip发布灵活的集成式数字增强型电源...

Microchip Technology Inc.(美国微芯科技公司)日前推出了用于DC-DC电源转...

发表于 2017-05-11 15:25 412次阅读
Microchip发布灵活的集成式数字增强型电源...

新型IoT安全套件问世 助您轻松实现关键安全功能

2017年4月26日,美国西雅图——Sequitur Labs Inc. 与Microchip Te...

发表于 2017-04-27 17:31 565次阅读
新型IoT安全套件问世 助您轻松实现关键安全功能

科技成果对接会效果明显,校企合作示范带动

2017年4月13日上午,由厦门市科技局主办,市经信局、市火炬管委会协办,福建省节能照明产品出口基地...

发表于 2017-04-27 17:09 456次阅读
科技成果对接会效果明显,校企合作示范带动

2017海西LED产业技术创新论坛--智慧照明和...

2017年4月12日,由厦门市科技局主办,厦门市经信局、市质监局、市火炬管委会协办,福建省节能照明产...

发表于 2017-04-27 15:55 467次阅读
2017海西LED产业技术创新论坛--智慧照明和...

飞乐三安高速增长 2016LED照明产业趋势分析

据CSA的最新统计显示,2016年,我国半导体整体产值达到5216亿元,同比增长22.8%;上游外延...

发表于 2017-04-27 10:30 720次阅读
飞乐三安高速增长 2016LED照明产业趋势分析

汽车 LED 虽然不简单,但优势还是很明显的

我已有将近 30 年的驾龄,在这期间共拥有过八款不同的汽车,车型年份是:78、86、89、92、20...

发表于 2017-04-27 09:13 388次阅读
汽车 LED 虽然不简单,但优势还是很明显的

照明携手智慧,共建智慧城市

爱默生说:“智慧的可靠标志就是能够在平凡中发现奇迹。”在LED光源、驱动电源、灯具配光、智能控制系统...

发表于 2017-04-27 08:56 469次阅读
照明携手智慧,共建智慧城市

2017年首场互联MCU实验室课程培训在京圆满举...

2017年3月30日,由Imagination Technologies、Microchip Tec...

发表于 2017-04-26 17:32 242次阅读
2017年首场互联MCU实验室课程培训在京圆满举...

FRAM 与 LED照明如何让场馆照明进入新时代

2013 年,全球最大的体育赛事因停电而延迟 34 分钟。出现这种延迟的原因是采用较老的照明技术,这...

发表于 2017-04-26 17:20 291次阅读
FRAM 与 LED照明如何让场馆照明进入新时代

TI 在汽车车身电子和照明技术方面的改变

自主车辆,平视显示器(HUD),混合电能动力总成目前汽车行业一系列令人兴奋和改变游戏规则的发展动态列...

发表于 2017-04-26 14:15 225次阅读
TI 在汽车车身电子和照明技术方面的改变