[实用新型]由超级电容器和光伏电池供电的LED航标灯或航空障碍灯

说明书

技术领域

本实用新型内容属于半导体照明应用技术领域，涉及一种采用由 光伏电池、超级电容器和磷酸铁锂电池组成的混合电源组件供电的 LED航标灯或航空障碍灯。

背景技术

在大江大海中，为了防止舰船触礁或搁浅，必须设置可发出闪 光信号的航标灯，用以为过往舰船指示航向。在高层建筑领域，为了 防止空中飞行器与高层楼房、电视塔、通信铁塔等建筑物发生碰撞， 也必须在这些建筑物顶断安装可发出闪光信号的航空障碍灯。过去这 类闪光灯都采用光伏电池和蓄电池组成的供电系统，以白炽灯作光 源。由于白炽灯发生闪光时，瞬态脉冲电流很大，为了满足瞬间大电 流脉冲放电的要求，就必须选用容量很大的蓄电池，因此系统成本很 高；又由于白炽灯经常处于闪光状态，使用寿命大大减小，因此需要 经常更换，维修费用增大。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有技术存在的主要问题加以解决， 提供一种结构新颖、成本低、使用寿命长、节电效果好的由超级电容 器和光伏电池供电的LED航标灯或航空障碍灯。

为达到上述发明目的而采用的技术解决方案是这样的：所提供的 由超级电容器和光伏电池供电的LED航标灯或航空障碍灯由光伏电 池、蓄电池充电控制器、超级电容器和磷酸铁锂电池混合供电系统和 内置有恒流放电控制电路的LED灯阵列组成，蓄电池充电控制器接设 在光伏电池与超级电容器和磷酸铁锂电池混合供电系统之间，超级电 容器和磷酸铁锂电池混合供电系统的电源端加接在LED灯阵列的工 作端上。实际工作中，光伏电池通过蓄电池充电控制器对超级电容器 和磷酸铁锂电池混合供电系统充电，继而由超级电容器和磷酸铁锂电 池混合供电系统通过恒流放电控制电路为大功率LED灯阵列提供恒 定的脉冲放电电流。

与现有技术相比，本实用新型的特点之一是采用了近年来已得 到迅速发展应用的半导体照明灯(LED)技术。LED的主要优点有节电 效果显著、发光强度高，目前单体LED光源的功率可达200W以上， 它已经成功地应用于路灯、庭院灯、军用强光电筒等方面，经国内权 威光学研究所测试，与同功率白炽灯相比，LED灯的发光强度为白炽 灯的13倍以上，与同功率的节能灯相比，LED灯的发光强度为节能 灯的3倍以上。LED的再有一个优点是使用寿命特别长，其理论寿命 可达十万小时，实际使用寿命也超过五万小时，为白炽灯和节能灯的 几十倍甚至高达几百倍；此外LED灯点亮速度非常快，几乎没有延迟 时间，并且连续闪光对寿命无任何影响，兼之由于LED迄今已实现规 模化生产，产品的成本大大降低，因此它特别适用于要求长寿命、高 节能的闪光航标灯或航空障碍闪光灯。为了保证足够的发光强度，本 实用新型的LED光源可由多只LED芯片通过串并联方式组成阵列。

本实用新型的另一个特点是采用了由光伏电池、超级电容器和 磷酸铁锂蓄电池组成的混合供电系统。超级电容器是一种近几年刚发 展起来的性能介于蓄电池和普通电容器之间的新型贮能器件，它的能 量密度(Wh/kg)比常规电容器高出10倍以上，功率密度(W/kg)是普通 蓄电池的几十倍，甚至几百倍，特别适用于需要大电流放电脉冲的电 子设备(比如闪光灯)。超级电容器允许快速充电，通常可在1～2分 钟内充足电，同时超级电容器的放电循环次数可达10⁵，为普通蓄电 池的几百倍甚至几千倍，由超级电容和蓄电池并联组成的混合供电系 统，既可发挥蓄电池容量大、成本低且可长期供电的优点，还可实现 超大电流充放电的要求。磷酸铁锂电池也是近年来才开始应用的新型 蓄电池，它具有安全性能好、循环寿命长、体积小、重量轻等优点， 目前循环寿命可达3500次，过充电过放电能力也特别强，与超级电 容器组成的混合电源，可大大减小航标灯和航空障碍灯的体积和重 量，还可大大延长使用寿命。

本实用新型采用上述设计方案后，由于LED灯所需功率大大减 小，并且超级电容器可提供超大脉冲电流，确保了LED闪光灯的发光 强度达到国家标准，因此，所需光伏电池和蓄电池的容量可以大幅度 下降，系统成本大大降低；同时由于LED闪光灯的点灯延迟时间极短， 并且工作在闪光状态时，寿命不受影响，蓄电池与超级电容器并联后， 脉冲大电流主要由超级电容器提供，也可大大延长蓄电池的寿命。

附图说明

图1为本实用新型的工作原理图。

图2为图1中蓄电池充电控制器的电路结构示意图。