我国的光电子产业近年来的发展速度很快,每年以30-40%的速度增长,但目前仅占全球市场的5%,估计到2010年将占全球市场的10%。另外,我国的LED产业也发展极其迅速。
太阳能最简单的应用是产生热水,其次是发电。而发电的一个很重要的应用是照明。由于大型的太阳能发电厂的建厂成本很高,而且大功率太阳能电池板要占用很大的面积,所以太阳能照明最好的实现方法是和发光器件结合在一起,构成独立的照明装置。目前,最有前景的是太阳能路灯,太阳能庭院灯,太阳能草坪灯,太阳能信号灯,和太阳能航标灯等。其中尤以太阳能LED路灯的经济价值最高。因为普通的路灯需要铺设很长的输电线路,而且随着距离的增加,电压会逐渐降低,过一定距离还要用变压器升压。其电源线路的铺设要投入很高的费用。而太阳能路灯则不然。因为每一根路灯杆都是独立的,不需要铺设输电线路,这就大大降低了架设的费用。而且LED的发光效率远高于白织灯,虽然从数字上比不过高压钠灯(高压钠灯的发光效率为132流明/瓦,而LED只有70流明/瓦),但是高压钠灯的光谱分散,其中很大一部分处于黄光、红光、和红外,对于实际照明并没有作用,所以从实际的发光效果(照度)来看,150瓦的LED就相当于400瓦的高压钠灯。所以假定路灯每天工作10小时,那么2年下来,400瓦高压钠灯耗电2920度电,而150瓦LED只耗电1095度电,节省2.66倍。另外,LED的寿命长,不需要经常更换。高压钠灯的寿命为4000小时,假定每天工作10小时,只能工作400天,一年多一点就要更换;而大功率LED的寿命为50,000小时,假定每天工作10小时,13.7年才需要更换。这就大大节省了维护费用。
以5公里路程架设250盏路灯为例,普通路灯的电缆埋设,配电设备,检查井等费用就需要153万元。而太阳能路灯完全没有这笔费用;而且普通路灯还有电费也是非常可观的。同样的案例中,15年耗电547.5万元。太阳能路灯顶多需要更换一次蓄电池,大约37.5万元。而且太阳能路灯的工作电压低,绝对不会发生触电事故。LED的寿命长,15年几乎不需要更换,一方面减少了维护费用,另一方面也降低了安全风险。所以是一种最高性价比的路灯。其他太阳能庭院灯和草坪灯虽然也有类似的优点,但是因为距离近,数量少,其优点不那么显著。美国在2008年的LED路灯市场达到2000千万个,中国在2006年具有1千五百万个路灯,并以每年20%的速度增长。中国路灯的每年电费达到60亿人民币,改成太阳能路灯以后就可以全部节省下来。
不管是那一种太阳能灯具,它都是由5个部分组成,第一是太阳能电池,第二是蓄电池,第三是它的控制装置,第四是LED的驱动芯片,第五个是LED本身。通常太阳能电池板挂在高杆上,充放电控制器和铅蓄电池放在地面的控制箱内,驱动芯片和LED都装在灯头里。
不论哪一种蓄电池,它的电压都会随着放电而逐渐降低,在整个放电过程中,其输出电压的变化高达20%左右。如果将其直接对LED加电,会使LED的亮度产生很大的变化。
所以,必须要采用一个集成电路来控制LED的电流使其不论在电池电压降低或是环境温度升高时都能保持电流恒定。PAM2842就是这样一种芯片。这颗芯片可以以12V或24V的输入电源电压,驱动10颗串联的3W LED。
LED的电流可以由串联电阻决定,PAM2842要求Sense+和Sense-之间的电压为0.1V,串联电阻的阻值就可以根据所要求的正向电流来决定。假如要求为700mA,则其阻值就是0.15Ω。其损耗为0.08W。可以忽略。PAM2842具有很好的恒流特性。当输入电压从12V降低到10V时,LED中的电流只变化不到2%。这样就可以保证LED的亮度基本上不变。
了解PAM2842在太阳能LED灯具中的应用细节,请访问http://power-analog.com/application10.htm,或联系:
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