LVD太阳能电磁感应灯的原理与开发

    为解决工业发展带来的环境污染和坚决执行国家政府倡导的可持续发展，绿色能源在如今越来越受到关注，尤其是太阳能，作为绿色能源，它既无污染又节能。电磁感应灯也是绿色光源，长寿命和高光效可以节约大量的电能和维修费用。本文结合两者的优点，开发了LVD型太阳能电磁感应灯。

   2 LVD太阳能电磁感应灯的原理

   如图1所示：LVD太阳能电磁感应灯的结构主要分成4个模块构成，第yi是太阳能电池模块，用以实现太阳能向电能的转变；第二个是控制电路，用以控制太阳能电池与蓄电池之间的充放电，蓄电池对负载供电，以及实现系统安全工作的保护控制等；第三部分是蓄电池，太阳能转变成的电能存储在蓄电池中；第四个部分是电磁感应光源。下面分别介绍这四个部分。

   2.1 太阳能电池

   太阳能电池是一种能将太阳光转化成为电压的器件，它们有一个共同点，就是对这些件器件输入特定的光，则会发生光电效应，把光能转变成为电能。如图2所示，太阳能电池是由两种不同掺杂的材料压制而成，分别形成一个pn结，在特点波长太阳光的照射下n区和P区之间会形成一定的电势差，这个电势差决定了电池的很大供电电压。如果把电池上下连接形成回路，太阳能电池就可以向负载供电。

   从原理上来说只要把太阳能电池和负载直接连接给负载供电，负载就可以工作，但实际上因为太阳能是不断变化的，一方面其供电时间和负载工作时间可能不一致，另一方面负载往往需要在一定的电压下才能工作，太阳能电池不具备提供恒定电压的能力，所以现在所有的太阳能供电系统都配合有蓄电池一起工作。

   对于光源这个特定的产品，LVD电磁感应灯配合太阳能电池有其特有的优越性。因为我们知道，太阳能虽然是绿色无偿的能源，但是太阳能电池的造价却非常的昂贵。而目前通常采用的太阳能电池能提供的电压只是在0.5v左右，因此要想能让气体放电光源工作，势必要大量的太阳能电池串联用以提供足够的电压，这样造价势必非常昂贵。而LVD电磁感应灯能在非常低的电压下工作（150v时可以正常工作），这可以大大减少太阳能电池的数目，使得系统成本降低。

   2.2 控制电路

   控制电路是系统工作的重心，它的主要功能有：

   2.2.1 控制系统的充放电

   充电时，太阳能电池对蓄电池充电放电时，蓄电池的电能对负载供电。当然蓄电池的电压远不能满足负载工作的要求，控制电路会对蓄电池的输出电压进行升压处理。

   2.2.2 定时工作

   可以自动设定系统的工作时间，当蓄电池电力不足，或输出电压过底时，自动切断负载并控制太阳能电池对蓄电池充电。

   2.2.3 保护功能

   控制电路可以实现对系统的保护，当系统出现问题，如负载短路，开路，电池反接，过量充电等情况时自动切断线路3。

   前面所说的太阳能电池不能直接对负载供电，必须把电能存储在蓄电池中，蓄电池对负载供电，但是蓄电池的电压不能加在太阳能电池上，必须保证太阳能电池和蓄电池之间的充电是单向的。很简单的方法是在太阳能电池和蓄电池之间加一个二极管，如图3所示。

   2.2.4 LVD电磁感应灯

   LVD型感应无极荧光灯是利用H型放电原理制成的新型光源，其结构由高频发生器，功率耦合线圈，无极荧光灯管组成。高频发生器产生的高频能量通过功率耦合线圈耦合到灯管内的等离子体中，激发等离子体和通过荧光粉转换发光。

   蓄电池电能经过升压后对LVD电磁感应灯供电，因LVD电磁感应灯的高频发生器内部本身具备boost升压电路，所以它对蓄电池的供电电压的要求大大降低了，系统只要能提供150v的电压，LVD电磁感应灯就能正常工作。这使得系统需要的太阳能电池数目可以大大降低，成本也随之降低了。

   3 应用实例

   采用80w太阳能电池的电磁感应灯在年平均日照条件下，灯在40w的额定功率下每晚能工作5小时左右，基本能满足夜间照明的要求。如果把LVD太阳能电磁感应灯和市电结合，在电池电量充足的条件下，由太阳能电池供电，电池电量不足时，由市电供电，这就能大大提高系统的稳定性和适用范围。

   4 结语

   LVD太阳能电磁感应灯把太阳能技术和无极灯技术紧密的结合在一起，充分利用了双方的优点，是一种节能环保的新产品。其在照明领域应用的另一个优越性就是它能大大简化烦琐的照明布线问题，每一个光源都是一个独立的工作系统。随着太阳能技术和无极灯技术的不断发展，这种新产品的性能一定会不断完善，其在将来的照明领域将大有所为。