一种高压直流LED灯具及太阳能照明系统技术方案

本发明专利技术涉及照明技术，公开了一种高压直流LED灯具及太阳能照明系统。本发明专利技术中，包含直流高压太阳能电池、太阳能控制单元MPPT、市电电网、交流-直流电源模块与高压直流LED灯具；其中，高压直流LED灯具包含直流-直流恒流驱动芯片与至少一个LED灯珠；直流-直流恒流驱动芯片与LED灯珠相连；直流高压太阳能电池经与MPPT并接后依次与交流-直流电源模块的直流端口、高压直流LED灯具并接；交流-直流电源模块的交流端口与市电电网相连。由于直流-直流恒流驱动芯片使用寿命长，使得高压直流LED灯具的寿命得以延长；同时，交流-直流电源模块将市电的交流高压电信号转换为直流高压电信号，避免了低压大电流线损与功率损耗的问题，提高了能源利用率。

【技术实现步骤摘要】
一种高压直流LED灯具及太阳能照明系统
本专利技术涉及照明技术，特别涉及一种高压直流LED灯具及照明系统。
技术介绍
目前，太阳能照明方式有两种：太阳能离网独立照明方式(如太阳能路灯)与太阳能并网交流供电照明方式。对于太阳能离网独立照明，如图1所示，需要配置蓄电池，尤其是类似路灯分散照明方式，蓄电池的管理和维护难度大。并且，一般照明在无光照条件下使用，照明时段主要靠蓄电池供电。由于蓄电池充放电寿命短，蓄电池失效后，存在系统故障与蓄电池次生污染问题。同时，夜间照明正是城市用电低谷，使用太阳能离网独立照明方式，加剧了城市供电的峰谷矛盾，缺乏普遍推广的价值。对于太阳能并网交流供电照明，如图2所示，太阳能直流需通过DC(DirectCurrent，直流电)-AC(AlternatingCurrent，交流电)逆变器转换成交流，再由LED灯具上的AC-DC驱动器转换成直流给LED供电。在本方式中，存在太阳能供电的2次功率变换，系统效率降低，节能效果大打折扣。同时，LED灯具上的AC-DC驱动器不可避免地采用电解电容，寿命一般不会超过2年，无法真正体现LED本身寿命高于5年的优势。尤其针对一些特殊照明场合：路灯、隧道灯、高大空间高挂灯等，与传统照明比较，维护成本没有得到明显的降低。然而，采用高压LED太阳能并网交流供电，如图3所示，虽然可以取消LED灯具上的AC-DC驱动器，但必须包含整流器，用以整流。虽然太阳能供电只存在DC-AC一次功率变换，系统效率高，寿命达到或接近LED本身的寿命，但该方式存在交流频闪，在一些特殊照明场合使用受到限制(如道路照明)，照度比直流供电低15％。而且，交流电与LED灯具非隔离，存在严重的安全隐患。同时，太阳能照明系统还可以采用离网独立照明和市电互补方式，如图4所示。市电通过AC-DC降压至太阳能电压，并接在太阳能直流母线上给LED供电，但该方式存在低压大电流供电造成的线压降问题，如果将太阳能板串接成直流高压，如图5所示，则LED灯具仍需具备DC-DC降压驱动电源，则仍然存在2次功率变换的效率损失和和电解电容的寿命问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种高压直流LED灯具及太阳能照明系统，使得高压直流LED灯具寿命得以延长；同时，太阳能电池与市电并网时，避免了市电为照明系统供电时低压大电流线损与功率损失的问题，提高了能源的利用率。为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种太阳能照明系统，包含：直流高压太阳能电池、太阳能控制单元MPPT、市电电网、交流-直流电源模块与高压直流LED灯具；其中，所述高压直流LED灯具包含直流-直流恒流驱动芯片(IntegratedCircuit，简称IC)与至少一个LED灯珠；所述直流-直流恒流驱动芯片与所述LED灯珠相连；所述直流高压太阳能电池经与所述MPPT并接后依次与所述交流-直流电源模块的直流端口、所述高压直流LED灯具并接；所述交流-直流电源模块的交流端口与所述市电电网相连。本专利技术还提供了一种高压直流LED灯具，包含：直流-直流恒流驱动芯片与至少一个LED灯珠；所述直流-直流恒流驱动芯片与所述LED灯珠相连。本专利技术实施方式相对于现有技术而言，在直流高压太阳能电池与市电并网时，是利用直流高压太阳能电池在MPPT的控制下输出稳定的直流高压电信号，直接驱动高压直流LED灯具照明；或者，市电电网输出的交流电信号通过交流-直流电源模块转换为直流电信号，直接驱动高压直流LED灯具照明；其中，高压直流LED灯具包含直流-直流恒流驱动芯片与至少一个LED灯珠。具体地讲，直流高压太阳能电池经与MPPT并接后依次与交流-直流电源模块的直流端口、高压直流LED灯具并接；交流-直流电源模块的交流端口与市电电网相连；直流-直流恒流驱动芯片与LED灯珠相连。高压直流LED灯具可通过内置的直流-直流恒流驱动芯片直接利用直流高压电信号驱动LED灯珠照明，由于直流-直流恒流驱动芯片使用寿命长，使得LED灯珠的寿命高于5年的优势得以发挥，进而使得高压直流LED灯具的寿命得以延长。而且，太阳能电池与市电并网时，由于交流-直流电源模块将市电电网输出的交流高压电信号转换成直流高压电信号，直接驱动高压直流LED灯具照明，不但避免了避免了市电为照明系统供电时低压大电流线损的问题，而且，减少了功率转换的次数，避免了功率损失的问题，提高了能源的利用效率。另外，还包含双向并网逆变器；其中，所述双向并网逆变器包含智能开关；所述双向并网逆变器的交流端经所述智能开关与所述市电电网相连，直流端与所述直流高压太阳能电池并接。智能开关在太阳能多余时闭合，这样，双向并网逆变器可以将直流高压太阳能电池输出的直流高压电信号转换为交流高压电信号，并输出至市电电网，供交流负载使用，使得提高了太阳能的利用率。另外，所述交流-直流电源模块包含至少两个交流-直流转换器；所述交流-直流转换器并依次并接。其中，所述交流-直流转换器的电压低于所述直流高压太阳能电池的电压。由于交流-直流转换器的电压低于直流高压太阳能电池的电压，确保在太阳能充足时直流高压太阳能电池优先给高压直流LED灯具供电。另外，所述高压直流LED灯具还包含整流器；所述整流器与所述直流-直流恒流驱动芯片相连。由于整流器用于防反接，可以避免高压直流LED灯具在反接时遭到损坏，起到保护作用。另外，所述高压直流LED灯具包含一个LED灯珠；所述LED灯珠为高压LED灯珠。由于高压LED灯珠是现有的成熟器件，保证了本专利技术实施方式的可行性。另外，所述高压直流LED灯具包含一个以上LED灯珠；所述LED灯珠为低压LED灯珠，且所述低压LED灯珠依次串接。一个以上的低压LED灯珠串接成高压LED组串，在直流高压电信号的驱动下照明，保证了本专利技术实施方式的多样性。另外，还包含蓄电池；所述蓄电池经所述MPPT与所述直流高压太阳能电池并接。在太阳能不足时，蓄电池可以提供备用应急照明。另外，所述MPPT还用于蓄电池充电管理。在直流高压太阳能电池对蓄电池进行充电时，MPPT还对蓄电池进行充电管理，提高充电效率。附图说明图1是根据现有技术中的太阳能离网独立照明系统示意图；图2是根据现有技术中的太阳能并网交流供电照明系统示意图；图3是根据现有技术中的高压LED太阳能并网交流供电照明系统示意图；图4是根据现有技术中的市电互补太阳能低压直流供电照明系统示意图；图5是根据现有技术中的市电互补太阳能高压直流供电照明系统示意图；图6是根据本专利技术第一实施方式的太阳能照明系统的示意图；图7是根据本专利技术第三实施方式的太阳能照明系统的示意图；图8是根据本专利技术第四实施方式的太阳能照明系统的示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本专利技术各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。本专利技术的第一实施方式涉及一种太阳能照明系统，具体如图6所示，包含：直流高压太阳能电池、太阳能控制单元MPPT、市电电网、交流-直流电源模块与高压直流LED灯具。其中，高压直流LED灯具包含直流-本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳能照明系统，其特征在于，包含：直流高压太阳能电池、太阳能控制单元MPPT、市电电网、交流‑直流电源模块与高压直流LED灯具；其中，所述高压直流LED灯具包含直流‑直流恒流驱动芯片与至少一个LED灯珠；所述直流‑直流恒流驱动芯片与所述LED灯珠相连；所述直流高压太阳能电池经与所述MPPT并接后依次与所述交流‑直流电源模块的直流端口、所述高压直流LED灯具并接；所述交流‑直流电源模块的交流端口与所述市电电网相连。

【技术特征摘要】
2013.12.17 CN 201310697635.71.一种太阳能照明系统，其特征在于，包含：直流高压太阳能电池、太阳能控制单元MPPT、市电电网、交流-直流电源模块与高压直流LED灯具；其中，所述高压直流LED灯具包含直流-直流恒流驱动芯片与至少一个LED灯珠；所述直流-直流恒流驱动芯片与所述LED灯珠相连；所述直流高压太阳能电池经与所述MPPT并接后依次与所述交流-直流电源模块的直流端口、所述高压直流LED灯具并接；所述交流-直流电源模块的交流端口与所述市电电网相连，且所述交流-直流电源模块的电压低于所述直流高压太阳能电池的电压。2.根据权利要求1所述的太阳能照明系统，其特征在于，还包含双向并网逆变器；其中，所述双向并网逆变器包含智能开关；所述双向并网逆变器的交流端经所述智能开关与所述市电电网相连，直流端与所述直流高压太阳能电池并接。3.根据权利要求1所述的太阳能...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹椿荣，
申请(专利权)人：上海产业技术研究院，
类型：发明
国别省市：上海;31