太陽能草坪燈主要利用太陽能電池的能源來進行工作，當白天太陽光照射在太陽能電池上，把光能轉變成電能存貯在蓄電池中，再由蓄電池在晚間為草坪燈的LED（發光二極管）提供電源。其優點主要為安全、節能、方便、環保等。
太陽能草坪燈控制器它包含一塊我公司專項開發的集成電路（XD6601）以及部分外圍元件。主要功能包含充電電路，驅動電路，光敏控制電路和脈寬調制電路等。
該控制器具有高轉換效率：80~85％（典型值），可以減少太陽能電池版的功率要求；低啟動電壓：0.9V（大值）；可調輸出電流等特點。XD6601D為DIP8封裝，安裝極為方便。
太陽能草坪燈光源及電源系統設計方法由于太陽能草坪燈特的優點，近年來得到迅速發展。草坪燈功率小，主要以裝飾為目的，對可移動性要求高。另外，電路鋪設困難，防水要求高，這些使得由太陽電池供電的草坪燈顯示出許多的優勢。尤其國外市場對太陽能草坪燈需求十分，2002年，僅廣東和深圳用于制造出口太陽能草坪燈消耗的太陽能電池就達到2MW，相當于當年國內太陽能電池產量的1/3，今年仍然保持強勁的發展勢頭，這是人們沒有預料到的。同時，由于發展太快，有些產品技術上不夠成熟，在光源的選擇以及電路設計中存在許多缺陷，降低了產品的經濟性和可靠性，浪費了許多資源。本文針對上述存在的問題，提出我們的看法，供生產太陽能草坪燈的工廠參考。

太陽能草坪燈光源的選擇

目前多數草坪燈選用LED作為光源，LED壽命長，可以達到100000h以上，工作電壓低，非常適合應用在太陽能草坪燈上。特別是LED技術已經經歷了其關鍵的突破，并且其特性在過去5年中有很大提高，其性能價格比也有較大的提高。另外，LED由低壓直流供電，其光源控制成本低，使調節明暗，頻繁開關都成為可能，并且不會對LED的性能產生不良影響。還可以方便地控制顏色，改變光的分布，產生動態幻景，所以它特別適用在太陽能草坪燈上。但是LED有它許多固有的特性，使用時如果不注意就會造成不良后果。LED目前市場上銷售的發光效率僅能達到15 lmW，只能達到三色基色節能燈13，三色基色節能燈的發光效率可以達到50－60 lmW，從價格上看，目前生產每1m的成本：三色基色節能燈（含電子鎮流器）0．022元，2002年φ5mm白光LED價格為1．9－3．0元，目前生產每1m的格相差懸殊。從使用壽命上看，三色基色節能燈（含電子鎮流器）的壽命可以達到6000h，LED可以達到100000h以上，從表面上看LED壽命是三色基色高節能燈（含電子鎮流器）的幾十倍，但是事實并非如此。目前太陽能草坪燈大多數采用亮白光LED，它在20mA下亮白光LED光通維持率達到初始強度50％的時間（壽命）不到10000h，復旦大學電光源所曾經證明上述論點。這就是說，目前在許多情況下LED并非好的太陽能草坪燈光源，除非它是低檔的使用年限僅1－2年的太陽能草坪燈，或者是1W以下的太陽能草坪燈。對于1W以上的太陽能草坪燈，好使用三色基色節能燈。目前有一些太陽能草坪燈用30－40只亮白光LED，輸入功率2W以上，在這種情況下如果用三色基色節能燈，價格只有LED的110，光通量是原來的4倍，可喜的是現在已經研制成功2－10W的低壓直流三色基色節能燈，壽命可以達到6000h。

根據上面分析，我們認為1W以下的小功率太陽能草坪燈，有調節明暗，頻繁開關的功能，一般應該使用LED作為光源。但是在使用亮白光LED時特別要注意光通維持率問題，否則容易引起質量事故。對于功率較大的太陽能草坪燈，目前使用三色基色節能燈比較合理。這里要強調的是，以上結論僅僅是目前的分析，當LED技術水平提高以后，價格下降，以上結論需要調整。

升壓電路效率的提高
小功率太陽能草坪燈一般都有升壓電路，目前各廠家采用震蕩電路，電感升壓。電感采用標準色碼電感器，標準色碼電感器中使用開放磁路，磁通損失大，所以電路效率低。如果采用閉合磁路制造電感升壓，如磁環，升壓電路效率將有很大提高。我們曾經用φ10磁環制造電感，在同等條件下進行對照實驗，對比樣品分別是浙江寧波某工廠及江蘇鎮江某工廠生產的小功率太陽能草坪燈，采用閉合磁路制造電感要比采用標準色碼電感器效率提高20％～40％。

（1）LED的特性接近穩壓二極管，工作電壓變化0．1V，工作電流可能變化20mA左右。為了安全，普通情況下使用串聯限流電阻，的能量損失顯然不適合太陽能草坪燈，并且LED亮度隨工作電壓變化。升壓電路是一個好辦法，也可以用簡單的恒流電路，總之一定要自動限流，否則將損壞LED。
（2）一般LED的峰值電流50－100mA，反高能電池反接或者蓄電池空載，升壓電路峰值電壓過高時很可能超過這個極限，損壞LED。
（3）LED溫度特性不好，溫度上升5℃，光通量下降3％，夏季使用要注意。
（4）工作電壓離散性大，同一型號，同一批次的LED工作電壓都有一定差別，不宜并聯使用。一定要并聯使用，應該考慮均流。
（5）亮白光LED色溫為6400L－3000K，目前低色溫的亮白光LED尚沒有進入市場，所以用亮白光LED制造的太陽能草坪燈光穿透能力比較差，所在光學設計上要注意。
（6）靜電對亮白光LED影響很大，在安裝時要有防靜電設施，工人要佩帶防靜電手腕帶，受靜電傷害的亮白光LED當時可以憑眼睛看不出來，但是使用壽命將變短。
蓄電池充放電控制及溫度補償
由于太陽能光伏發電系統的輸入能量極不穩定，太陽能光伏發電系統中對蓄電池充放電控制要比普通蓄電池充放電控制復雜一些。太陽能草坪燈充放電控制電路設計的成功將決定產品的成功，一個正確的控制電路應該具有以下功能：防止反充電功能，防止過充電功能，防止蓄電池過放電功能，鉛酸蓄電池的溫度補償功能。對于太陽能草坪燈來說，如果使用Ni－Cd電池，不需要防止蓄電池過放電功能，如果太陽能電池功率相對蓄電池不大的話，也可以不考慮防止過充電功能。這就是目前許多太陽能草坪燈都使用Ni－Cd電池的原因。但是如果使用其他電池就要考慮上面的功能。

（1）防止反充電功能。一般來說就是在太陽能電池回路中串聯一個二極管，二極管防止反充電，這個二極管應該是肖特基二極管，肖特基二極管的壓降比普通二極管低。
（2）防止過充電功能。可以在輸入回路中串聯或者并聯一個泄放晶體管，電壓鑒別電路控制晶體管的開關，較多余的太陽能電池能量通過晶體管泄放，沒有過高的電壓給蓄電池充電。關鍵是防止過充電壓的選擇，單節鉛酸蓄電池為2．2V。
（3）除了Ni－Cd電池外，其他蓄電池一般都需要防止蓄電池過放電功能，因為蓄電池過放會造成性損壞。需要注意的是太陽能電池系統一般相對蓄電池是小倍率放電，所以放電截止電壓不宜過低。
（4）溫度補償，上面敘述蓄電池電壓控制點是隨著環境溫度而變化的，所以太陽能草坪燈系統應該有一個受溫度控制的基準電壓。對于單節鉛酸蓄電池是－3～－7mV℃，我們通常選用－4mV℃

系統組合中的幾個問題
（1）光敏傳感器。太陽能草坪燈需要光控開關，設計者往往會用光敏電阻來自動開關燈，實際上太陽能電池本身就是一個的光敏傳感器，用它做光敏開關，特性比光敏電阻好。對于僅僅使用一只1．2VNi－Cd電池的太陽能草坪燈來說，太陽能電池組件由四片太陽能電池串聯組成，電壓低，弱光下電壓更低，以至天沒有黑電壓已經低于0．7V，造成光控開關失靈。在這種情況下，只要加一只晶體管直接耦合放大，即可解決問題。
（2）按蓄電池電壓高低控制負載大小。太陽能草坪燈往往對連續陰雨可維持時間要求很高，這就增加系統成本。我們在連續陰雨蓄電池電壓降低時減少LED接入個數，或者減少太陽能草坪燈每天的發光時間，這樣就能減少系統成本。
（3）太陽能電池封裝形式。目前太陽能電池的封裝形式主要有兩種，層壓和滴膠。層壓工藝可以太陽能電池工作壽命25年以上，滴膠雖然當時美觀，但是太陽能電池工作壽命僅僅1－2年。因此，1W以下的小功率太陽能草坪燈，在沒有過高壽命要求的情況下，可以使用滴膠封裝形式，對于使用年限有規定的太陽能草坪燈，建議使用層壓的封裝形式。
（4）閃爍變光。漸亮漸暗是節能的好辦法，它一方面可以增加太陽能草坪照射效果，另一方面可以通過改變閃爍占空比控制蓄電池平均輸出電流，延長系統工作時間，或者在同等條件下，可減小太陽能電池的功率，成本將大幅度下降。
（5）三色基色節能燈的開關速度。這個問題非常重要，它甚至決定著太陽能草坪燈的使用壽命，三色基色節能燈啟動時有高達10－20倍的啟動電流，系統在承受這樣大的電流情況下可能電壓有大幅度下降，太陽能草坪燈無法啟動或者反復啟動，直至損壞。

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