[實用新型]由超級電容器和光伏電池供電的LED航標燈或航空障礙燈

無效

• 申請號: 200920031850.2
• 申請日: 2009-02-06
• 公開（公告）號: CN201339864Y
• 公開（公告）日: 2009-11-04
• 發明（設計）人: 王鴻麟;曹福盈;高小江
• 申請（專利權）人: 王鴻麟;曹福盈;高小江
• 主分類號: F21S9/02
• 分類號: F21S9/02;F21S9/03;F21V23/00;H05B37/00;H02J7/35;F21W111/00;F21Y101/02
• 代理公司: 西安文盛專利代理有限公司
• 代理人: 李中群

技術領域

本實用新型內容屬于半導體照明應用技術領域，涉及一種采用由 光伏電池、超級電容器和磷酸鐵鋰電池組成的混合電源組件供電的 LED航標燈或航空障礙燈。

背景技術

在大江大海中，為了防止艦船觸礁或擱淺，必須設置可發出閃 光信號的航標燈，用以為過往艦船指示航向。在高層建筑領域，為了 防止空中飛行器與高層樓房、電視塔、通信鐵塔等建筑物發生碰撞， 也必須在這些建筑物頂斷安裝可發出閃光信號的航空障礙燈。過去這 類閃光燈都采用光伏電池和蓄電池組成的供電系統，以白熾燈作光 源。由于白熾燈發生閃光時，瞬態脈沖電流很大，為了滿足瞬間大電 流脈沖放電的要求，就必須選用容量很大的蓄電池，因此系統成本很 高；又由于白熾燈經常處于閃光狀態，使用壽命大大減小，因此需要 經常更換，維修費用增大。

實用新型內容

本實用新型的目的在于針對現有技術存在的主要問題加以解決， 提供一種結構新穎、成本低、使用壽命長、節電效果好的由超級電容 器和光伏電池供電的LED航標燈或航空障礙燈。

為達到上述發明目的而采用的技術解決方案是這樣的：所提供的 由超級電容器和光伏電池供電的LED航標燈或航空障礙燈由光伏電 池、蓄電池充電控制器、超級電容器和磷酸鐵鋰電池混合供電系統和 內置有恒流放電控制電路的LED燈陣列組成，蓄電池充電控制器接設 在光伏電池與超級電容器和磷酸鐵鋰電池混合供電系統之間，超級電 容器和磷酸鐵鋰電池混合供電系統的電源端加接在LED燈陣列的工 作端上。實際工作中，光伏電池通過蓄電池充電控制器對超級電容器 和磷酸鐵鋰電池混合供電系統充電，繼而由超級電容器和磷酸鐵鋰電 池混合供電系統通過恒流放電控制電路為大功率LED燈陣列提供恒 定的脈沖放電電流。

與現有技術相比，本實用新型的特點之一是采用了近年來已得 到迅速發展應用的半導體照明燈(LED)技術。LED的主要優點有節電 效果顯著、發光強度高，目前單體LED光源的功率可達200W以上， 它已經成功地應用于路燈、庭院燈、軍用強光電筒等方面，經國內權 威光學研究所測試，與同功率白熾燈相比，LED燈的發光強度為白熾 燈的13倍以上，與同功率的節能燈相比，LED燈的發光強度為節能 燈的3倍以上。LED的再有一個優點是使用壽命特別長，其理論壽命 可達十萬小時，實際使用壽命也超過五萬小時，為白熾燈和節能燈的 幾十倍甚至高達幾百倍；此外LED燈點亮速度非常快，幾乎沒有延遲 時間，并且連續閃光對壽命無任何影響，兼之由于LED迄今已實現規 模化生產，產品的成本大大降低，因此它特別適用于要求長壽命、高 節能的閃光航標燈或航空障礙閃光燈。為了保證足夠的發光強度，本 實用新型的LED光源可由多只LED芯片通過串并聯方式組成陣列。

本實用新型的另一個特點是采用了由光伏電池、超級電容器和 磷酸鐵鋰蓄電池組成的混合供電系統。超級電容器是一種近幾年剛發 展起來的性能介于蓄電池和普通電容器之間的新型貯能器件，它的能 量密度(Wh/kg)比常規電容器高出10倍以上，功率密度(W/kg)是普通 蓄電池的幾十倍，甚至幾百倍，特別適用于需要大電流放電脈沖的電 子設備(比如閃光燈)。超級電容器允許快速充電，通常可在1～2分 鐘內充足電，同時超級電容器的放電循環次數可達10⁵，為普通蓄電 池的幾百倍甚至幾千倍，由超級電容和蓄電池并聯組成的混合供電系 統，既可發揮蓄電池容量大、成本低且可長期供電的優點，還可實現 超大電流充放電的要求。磷酸鐵鋰電池也是近年來才開始應用的新型 蓄電池，它具有安全性能好、循環壽命長、體積小、重量輕等優點， 目前循環壽命可達3500次，過充電過放電能力也特別強，與超級電 容器組成的混合電源，可大大減小航標燈和航空障礙燈的體積和重 量，還可大大延長使用壽命。

本實用新型采用上述設計方案后，由于LED燈所需功率大大減 小，并且超級電容器可提供超大脈沖電流，確保了LED閃光燈的發光 強度達到國家標準，因此，所需光伏電池和蓄電池的容量可以大幅度 下降，系統成本大大降低；同時由于LED閃光燈的點燈延遲時間極短， 并且工作在閃光狀態時，壽命不受影響，蓄電池與超級電容器并聯后， 脈沖大電流主要由超級電容器提供，也可大大延長蓄電池的壽命。

附圖說明

圖1為本實用新型的工作原理圖。

圖2為圖1中蓄電池充電控制器的電路結構示意圖。