太阳能与电磁感应灯结合电路

由于电磁感应灯没有电极，因此在燃点过程中受供电电压不稳定的影响很小，在太阳能照明使用中光源的性能保持稳定。与传统光源相比，不会产生因多次燃点造成灯管的发黑和光衰大的现象。无电极结构和感应放电可以使光源的寿命和性能得到很好的保证。为了降低照明系统的成本和提高能源利用效率，LVD电磁感应灯设计了直流工作的高频发生器，发生器的电路结构示意图见图3所示。太阳能系统的蓄电池提供的低压直流直接升压为逆变需要的高压。通过功率因子校正后，直流作为逆变电路的输入。逆变电路在自行设计的集成电路芯片的控制下工作，得到的高频交流电能作为耦合线圈的输入。集成芯片还可以实现调光的功能，同时可以作为系统的保护控制，当工作电路出现短路或者断路等异常情况时，芯片会自动切断输出信号，以实现自我保护。采用了这样的芯片技术还可以实现对电磁感应灯的调频调光，由于灯的感抗是正比于通过它的电流的频率的，灯的工作频率升高，就意味着增大感抗，于是流过灯的电流下降，灯功率随之下降。通过实现太阳能电池和电磁感应灯的最佳匹配和协调控制，可以保证太阳电池发电系统中的蓄电池的合理利用，并利用智能控制延长蓄电池寿命，达到最大限度环保。实现电磁感应灯集成技术、软件控制等技术的标准化、规范化之后，将大力推动太阳能应用技术产业与电磁感应灯照明产业的交叉结合，形成太阳能电磁感应灯照明新产业。

图 太阳能电磁感应灯的高频发生器结构示意图

LVD太阳能电磁感应灯的结构主要分成4个模块构成，其基本结构如图4所示，第一是太阳能电池模块，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。

图 太阳能电磁感应灯系统结构示意图

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。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最大供电电压。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。

2。 控制电路
控制电路是系统工作的核心，它的主要功能有：

a。 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。

b。 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。

c。 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。光照时间长的时候控制充电程度，电池充满即停止充电，不使蓄电池过充损坏，以保护蓄电池，延长其使用寿命。

3。 蓄电池
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。

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，体统只要能提供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。