[實用新型]一種非均勻分布LED光源太陽模擬器

有效

• 申請號: 201520736202.2
• 申請日: 2015-09-22
• 公開（公告）號: CN204993252U
• 公開（公告）日: 2016-01-20
• 發明（設計）人: 劉皎;馮云峰;趙孟鋼;王水威
• 申請（專利權）人: 陜西眾森電能科技有限公司
• 主分類號: H02S50/10
• 分類號: H02S50/10;F21S10/00;F21Y101/02
• 代理公司: 西安億諾專利代理有限公司 61220
• 代理人: 熊雁

技術領域

本實用新型屬于太陽光伏領域，尤其涉及一種非均勻分布LED光源太陽模擬器。

背景技術

太陽模擬器，是一種室內人工裝置，主要作用是模擬太陽光照射在太陽光敏感器件上；在光伏領域中，太陽模擬器主要用于太陽電池的電性能檢測和老化測試。太陽模擬器有三個主要指標：光譜與AM1.5標準光譜的匹配度、輻照均勻度和輻照穩定度，地面使用的太陽模擬器被要求在輻照面上達到標準輻照度，即1000W/m²。

傳統的太陽模擬器以鹵鎢燈或氙燈作為光源，但目前市場上已經出現了LED光源的太陽模擬器。LED光源以其極長的使用壽命、優異的光電效率、可擬合的光譜和安全的工作電壓等優勢，正逐漸取代傳統的鹵鎢燈和氙燈光源。

LED燈珠是利用半導體電致發光技術實現的發光器件，單個LED燈珠的輻照功率一般只有0.5W左右，特征光譜也很窄，而太陽模擬器根據輻照面尺寸的不同需要有幾百到幾千瓦的輻照功率，其光譜也覆蓋從紫外到紅外波段的廣泛區域，因此太陽模擬器的LED光源由成千上萬顆、不同顏色的LED燈珠組成。

LED光源應用在太陽模擬器上，其主要難點是如何讓每一種顏色的LED燈光在輻照面上實現足夠高的輻照均勻度。只有這樣，不同顏色的LED燈光在輻照面上疊加后，輻照面不同位置點的光譜才能達到一致，光譜一致是實現光譜匹配度的基礎條件；而且由于每一種光都是均勻輻照，那么它們復合形成的復色光也必然是均勻輻照。

LED光源的太陽模擬器，如果沒有采取改善輻照均勻度的措施，一般會在輻照面上形成中心強四周弱的輻照分布，這是由于照射在中心區域的LED燈珠個數比照射在邊緣區域的多。在現有的技術中，通過在LED光源上添加非成像光學系統，或調試不同區域的LED燈珠的工作電流，以實現輻照均勻度，然而由于LED燈珠的數量成千上萬，這兩種方法會造成太陽模擬器結構復雜、光能利用率降低、調試難度和工作量極大增加等等諸多缺陷。

發明內容

本實用新型旨在解決上述問題，提供一種LED燈珠不均勻分布的非均勻分布LED光源太陽模擬器。

本實用新型所述的一種非均勻分布LED光源太陽模擬器，包括LED光源系統，散熱平臺，總控制器，燈組控制器，電源，反饋電池和測試臺；所述燈組控制器均與總控制器電連接；所述LED光源系統固定于散熱平臺上；總控制器與電源電連接；測試臺位于LED光源系統正對面；反饋電池設置于測試臺上任意一側，與總控制器電連接；LED光源系統由若干組不均勻分布的LED燈組組成；LED光源系統包括若干種顏色的燈組；每個燈組由若干同種顏色且不均勻分布的LED燈珠串聯而成；每個燈組均與一個燈組控制器相連接；所述燈組中同種顏色的燈組以并聯方式與總控制器相連接。

本實用新型所述的非均勻分布LED光源太陽模擬器，所述每組燈組中最邊緣的串聯電連接的三個相鄰的LED燈珠兩兩之間的最小距離，不大于最中心的串聯電連接的三個相鄰LED燈珠兩兩之間最小距離的90%；所述LED光源系統上最邊緣的三個相鄰燈組兩兩之間的最小距離，不大于最中心的三個相鄰燈組兩兩之間最小距離的90%。

本實用新型所述的非均勻分布LED光源太陽模擬器，所述LED光源系統與測試臺間的垂直距離為5cm～50cm。

本實用新型所述的非均勻分布LED光源太陽模擬器，所述電源設置有多個電壓檔位，分別為每種顏色的LED燈珠供電。

本實用新型所述的一種非均勻分布LED光源太陽模擬器，通過將LED燈珠不均勻的空間分布設置，改變中心強四周弱的輻照分布，以此實現輻照均勻度。本實用新型所述太陽模擬器不用添加非成像光學系統、不用調試大量LED燈珠的工作電流，解決了原有技術結構復雜、光能利用率低、調試難度和工作量大的缺陷，且易于實現、結構簡單，適于推廣應用。

附圖說明

圖1為非均勻分布LED光源太陽模擬器結構示意圖；

圖2為LED光源系統上燈珠排布及電路示意圖；

其中：1-a顏色燈珠串聯而成的燈組、2-b顏色燈珠串聯而成的燈組、3-燈組控制器、4-總控制器、5-電源、6-輻照面、7-待測太陽電池；8-測試臺、9-反饋電池、10-散熱平臺。

具體實施方式