一种太阳光LED发光系统的制作方法

文档序号:14894483发布日期:2018-07-07 21:45阅读:145来源:国知局

本发明实施例涉及太阳光模拟技术领域,尤其涉及一种太阳光led发光系统。



背景技术:

近年来,太阳能光伏发电技术发展迅速,不仅传统的硅太阳能电池效率日益提高,同时也出现了如有机太阳能电池等许多不同材料的光伏器件。然而光伏器件的相关研究分析需要在太阳光模拟灯作用下进行,发明一款能够准确模拟太阳光并稳定输出的太阳光模拟灯十分必要。

传统的太阳光模拟采用碘钨灯和氙灯,体积较大、寿命一般、功耗较高、且稳定性较差;而新出现的led太阳光模拟灯结构复杂,不同颜色led需多路电源供电,价格昂贵。



技术实现要素:

有鉴于此,本发明实施例提供一种太阳光led发光系统,以解决现有技术中太阳光模拟灯结构复杂,价格昂贵的技术问题。

本发明实施例提供了一种太阳光led发光系统,包括:

led光源系统,所述led光源系统包括多个led光源,每个所述led光源均与同一个电源电连接;

多个所述led光源包括多个紫外光led光源、多个紫光led光源、多个蓝光led光源、多个红光led光源和多个红外光led光源;其中,所述紫外光led光源、所述紫光led光源、所述蓝光led光源、所述红光led光源和所述红外光led光源的数量之间的比例关系为1:3:4:1:7。

可选的,所述紫外光led光源的光谱范围为350nm-380nm;

所述紫光led光源的光谱范围为390nm-430nm;

所述蓝光led光源的光谱范围为440nm-460nm;

所述红光led光源的光谱范围为730nm-750nm;

所述红外光led光源的光谱范围为800nm-940nm。

可选的,所述紫光led光源包括多个波长范围为390nm-400nm的第一紫光led光源、多个波长范围为410nm-420nm的第二紫光led光源以及多个波长范围为420nm-430nm的第三紫光led光源;其中,所述第一紫光led光源、所述第二紫光led光源和所述第三紫光led光源的数量之间的比例关系为1:1:1;

所述蓝光紫光led光源包括多个波长范围为445nm-455nm的第一蓝光led光源和多个波长范围为455nm-465nm的第二蓝光led光源;其中,所述第一蓝光led光源和所述第二蓝光led光源的数量之间的比例关系为3:5;

所述红外光led光源包括多个波长范围为805nm-815nm的第一红外光光led光源、多个波长范围为845nm-855nm的第二红外光led光源以及多个波长范围为935nm-945nm的第三红外光led光源;其中,所述第一红外光led光源、所述第二红外光led光源和所述第三红外光led光源的数量之间的比例关系为3:3:8。

可选的,所述led光源系统还包括设置于所述多个紫外光led光源、所述多个紫光led光源和所述多个蓝光led光源出光侧一侧的黄色荧光粉;

所述紫外光led光源、所述紫光led光源和所述蓝光led光源激发所述黄色荧光粉发光。

可选的,所述led光源系统包括多组led发光组,且每组所述led发光组中包括多个led光源;

其中,每组所述led发光组并联设置;

每组所述led发光组中的多个led光源串联设置。

可选的,所述led光源系统包括64个led光源,其中,所述64个led光源包括4个紫外光led光源、12个紫光led光源、16个蓝光led光源、4个红光led光源和28个红外光led光源。

可选的,所述64个led光源呈8行*8列阵列排布;

所述64个led光源包括4组led发光组,且每组所述led发光组中包括16个led光源;

其中,每组所述led发光组包括2行阵列排布的led光源。

可选的,所述太阳光led发光系统还包括光学修正系统;

所述光学修正系统位于所述led光源系统出光面的一侧,所述光学修正系统与所述led光源系统的出光面之间的距离为10-15mm。

可选的,所述光学修正系统包括透镜和反光杯;

所述透镜的直径范围为42-45mm,内圆直径范围为39-41mm,焦距范围为51-53mm。

可选的,所述太阳光led发光系统还包括散热系统;

所述散热系统位于远离所述led光源系统出光面的一侧;

所述散热系统包括位于靠近所述led光源系统一侧的散热片和位于所述散热片远离所述led光源系统一侧的风扇。

本发明实施例提供的太阳光led发光系统,通过设置太阳光led发光系统包括多个led光源,且每个led光源均与同一个电源电连接,保证太阳光led发光系统电路连接关系简单,小巧灵便;同时设置led光源包括多个紫外光led光源、多个紫光led光源、多个蓝光led光源、多个红光led光源和多个红外光led光源,并且通过合理设置紫外光led光源、紫光led光源、蓝光led光源、红光led光源和红外光led光源的数量之间的比例关系,保证阳光led发光系统发出的光线覆盖了紫外、可见光和红外部分,与太阳光光谱匹配性高,相对于传统氙灯有着更长的寿命及稳定性。

附图说明

为了更加清楚地说明本发明示例性实施例的技术方案,下面对描述实施例中所需要用到的附图做一简单介绍。显然,所介绍的附图只是本发明所要描述的一部分实施例的附图,而不是全部的附图,对于本领域普通技术人员,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图得到其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种太阳光led发光系统的结构示意图;

图2是本发明实施例提供的一种led光源系统中多个led光源的排列示意图;

图3是本发明实施例提供的另一种led光源系统中多个led光源的排列示意图;

图4是本发明实施例提供的一种太阳光led发光系统中多个led光源排列形成板上芯片光源的结构示意图;

图5是本发明实施例提供的一种太阳光led发光系统的侧视结构示意图;

图6是本发明实施例提供的另一种太阳光led发光系统的侧视结构示意图;

图7是本发明实施例提供的又一种太阳光led发光系统的侧视结构示意图;

图8是本发明实施例提供的一种散热系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,以下将结合本发明实施例中的附图,通过具体实施方式,完整地描述本发明的技术方案。显然,所描述的实施例是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例,基于本发明的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下获得的所有其他实施例,均落入本发明的保护范围之内。

本发明实施例提供一种太阳光led发光系统,包括:led光源系统,所述led光源系统包括多个led光源,每个所述led光源均与同一个电源电连接;多个所述led光源包括多个紫外光led光源、多个紫光led光源、多个蓝光led光源、多个红光led光源和多个红外光led光源;其中,所述紫外光led光源、所述紫光led光源、所述蓝光led光源、所述红光led光源和所述红外光led光源的数量之间的比例关系为1:3:4:1:7。采用上述技术方案,通过设置太阳光led发光系统包括多个led光源,且每个led光源均与同一个电源电连接,保证太阳光led发光系统电路连接关系简单,小巧灵便,可以降低太阳光led发光系统的功耗以及制备成本;同时设置led光源包括多个紫外光led光源、多个紫光led光源、多个蓝光led光源、多个红光led光源和多个红外光led光源,并且合理设置紫外光led光源、紫光led光源、蓝光led光源、红光led光源和红外光led光源的数量之间的比例关系,保证太阳光led发光系统发出的光谱覆盖了紫外、可见光和红外部分,与太阳光光谱匹配度高,相对于传统氙灯有着更长的寿命及稳定性。

以上是本发明的核心思想,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下,所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

图1是本发明实施例提供的一种太阳光led发光系统的结构示意图,图中箭头表示光线的传播方向;图2是本发明实施例提供的一种led光源系统中多个led光源的排列示意图,结合图1和图2所示,本发明实施例提供的太阳光led发光系统10可以包括:

led光源系统20,led光源系统20包括多个led光源21,每个led光源21均与同一个电源22电连接;

多个led光源21包括多个紫外光led光源211、多个紫光led光源212、多个蓝光led光源213、多个红光led光源214和多个红外光led光源215;其中,紫外光led光源211、紫光led光源212、蓝光led光源213、红光led光源214和红外光led光源215的数量之间的比例关系为1:3:4:1:7。

示例性的,图2以led光源系统20包括4个紫外光led光源211,12个紫光led光源212、16个蓝光led光源213、4个红光led光源214和28个红外光led光源215为例进行说明。如图2所示,每个led光源均与同一个电源22电连接,整个太阳光led发光系统10仅需要一个电源进行供电即可,大大降低了太阳光led发光系统10的制备成本,而且保证太阳光led发光系统10小巧灵便,功耗低。并且,如图2所示,本发明实施例的led光源系统20包括紫外光led光源211、紫光led光源212、蓝光led光源213、红光led光源214和红外光led光源215,保证太阳光发光系统10的发光光谱覆盖紫外、可见光和红外部分,与太阳光光谱匹配度高。同时,控制紫外光led光源211,紫光led光源212、蓝光led光源213、红光led光源214和红外光led光源215的数量之间的比例关系为4:12:16:4:28,即1:3:4:1:7,进一步通过不同颜色发光led之间的配比关系保证太阳光led发光系统10发光的光谱与太阳光光谱匹配度高,实现对太阳光的模拟。相对于现有技术中的氙灯有着更长的寿命及稳定性,适用于太阳能电池的性能测试及老化研究。

可选的,本发明实施例中,led光源系统20还可以包括设置于多个紫外光led光源211、多个紫光led光源212和多个蓝光led光源213出光侧一侧的黄色荧光粉(图中未示出),紫外光led光源211、紫光led光源212和蓝光led光源213激发黄色荧光粉发光。

示例性的,通过设置多个紫外光led光源211、多个紫光led光源212和多个蓝光led光源213激发黄色荧光粉产生的光谱,结合多个红光led光源214和多个红外光led光源215发出的光谱,产生模拟太阳光,产生的模拟太阳光与真实太阳光之间的匹配度高,工业实用性较高。

可选的,所述黄色荧光粉的组成物质可以包括铝酸盐体系荧光粉、β-sialon体系荧光粉和硅酸盐体系荧光粉中的至少一种,本发明实施例对黄色荧光粉的组成物质不进行限定。

可选的,本发明实施例中,紫外光led光源211的光谱范围可以为350nm-380nm,例如365nm;紫光led光源212的光谱范围可以为390nm-430nm,例如397nm、415nm或者425nm;蓝光led光源213的光谱范围可以为440nm-460nm,例如440nm或者460nm;红光led光源的光谱范围可以为730nm-750nm,例如740nm;红外光led光源215的光谱范围可以为800nm-940nm,例如800nm、850nm或者940nm。需要说明的是,本发明实施例仅通过举例说明的方式说明了不同颜色led光源的光谱范围,可以理解的是,只要光谱范围位于不同颜色led光源的光谱范围之内的,都属于本发明实施例的保护范围。

图3是本发明实施例提供的另一种led光源系统中多个led光源的排列示意图,图3同样以led光源系统20包括4个紫外光led光源211,12个紫光led光源212、16个蓝光led光源213、4个红光led光源214和28个红外光led光源215为例进行说明。图3所示的led光源系统与图2所示的led光源系统的区别在于,图3所示的led光源系统20中紫光led光源212可以包括多个波长范围为390nm-400nm的第一紫光led光源2121、多个波长范围为410nm-420nm的第二紫光led光源2122以及多个波长范围为420nm-430nm的第三紫光led光源2123;其中,第一紫光led光源2121、第二紫光led光源2122和第三紫光led光源2123的数量之间的比例关系为1:1:1。蓝光紫光led光源213可以包括多个波长范围为445nm-455nm的第一蓝光led光源2131和多个波长范围为455nm-465nm的第二蓝光led光源2132;其中,第一蓝光led光源2131和第二蓝光led光源2132的数量之间的比例关系为3:5。红外光led光源215包括多个波长范围为805nm-815nm的第一红外光光led光源2151、多个波长范围为845nm-855nm的第二红外光led光源2152以及多个波长范围为935nm-945nm的第三红外光led光源2153;其中,第一红外光led光源2151、第二红外光led光源2152和第三红外光led光源2453的数量之间的比例关系为3:3:8。

通过合理设置不同颜色led光源的数量之间的比例关系以及同一种颜色led光源中不同波段的led光源的数量之间的比例关系,可以保证最终得到的太阳光led发光系统发光的光谱与太阳光光谱之间的匹配度高,保证本发明实施例提供的太阳光led发光系统发光的光可以用来模拟太阳光,工业实用性高。

可选的,继续参考图2和图3所示,本发明实施例提供的led光源系统20可以包括多组led发光组23,每组led发光组23中可以包括多个led光源;其中,每组led发光组23并联设置;每组led发光组23中的多个led光源串联设置。示例性的,设置led光源系统20包括多组led发光组23,每组led发光组23中包括多个led光源,并且,每组led发光组23并联设置;每组led发光组23中的多个led光源串联设置,保证整个太阳光led发光系统10中光路系统设置方式简单,且仅通过一个电源22供电,电路系统简单,太阳光led发光系统10工作时功耗低,制备时成本低,整个发光系统小巧灵便,使用灵活。

继续参考图2和图3,图2和图3所述的led光源系统20均包括64个led光源,其中,该64个led光源包括4个紫外光led光源211、12个紫光led光源212、16个蓝光led光源213、4个红光led光源214和28个红外光led光源215。同时,该64个led光源呈8行*8列阵列排布;并且包括4组led发光组23,且每组led发光组23中包括16个led光源,其中,每组led发光组23可以包括2行阵列排布的led光源。可选的,如图3所示,每组led发光组23中,多个不同的led光源设置方式相同,保证led光源系统20发出的光谱均匀性良好。

需要说明的是,图2和图3仅以led光源系统20均包括64个led光源,该64个led光源呈8行*8列阵列排布,并且包括4组led发光组23,且每组led发光组23中包括16个led光源为例进行示例性说明,可以理解的是,本发明实施例提供的led光源系统20还可以包括其他数量的多个led光源,且多个led光源可以为其他的排列方式以及分组方式,本发明实施例对此不进行限定,只需满足led光源系统20包括紫外光led光源211、紫光led光源212、蓝光led光源213、红光led光源214和红外光led光源215,且紫外光led光源211、紫光led光源212、蓝光led光源213、红光led光源214和红外光led光源215的数量之间的比例关系为1:3:4:1:7即可。同样的,图2和图3仅示例性地示出了一种每组led发光组23中多个led光源的串联连接方式,可以理解的是,每组led发光组23中的多个led光源的其他串联连接方式也属于本发明实施例的保护范围。

可选的,图4是本发明实施例提供的一种太阳光led发光系统中多个led光源排列形成板上芯片光源的结构示意图,如图4所示,多个led光源集成设置在如图4所示的基板上,形成板上芯片(chiponboard,cob)光源,即led光源系统20。

图5是本发明实施例提供的一种太阳光led发光系统的侧视结构示意图;图6是本发明实施例提供的另一种太阳光led发光系统的侧视结构示意图;图7是本发明实施例提供的又一种太阳光led发光系统的侧视结构示意图。结合图1、图5、图6和图7所示,本发明实施例提供的太阳光led发光系统10还可以包括光学修正系统30,光学修正系统30位于led光源系统20出光面的一侧,用于对led光源系统20发出的光线进行修正处理,例如,调节太阳光led发光系统10发出光线的角度,光线的覆盖范围,或者对led光源系统20发出的光线进行会聚等,保证led光源系统20发出的光线从一小出射面射出均匀照射到一定距离的测试台上,保证太阳光led发光系统10可以应用于不同的情景,保证太阳光led发光系统10具备良好的普适性。

可选的,光学修正系统30与led光源系统20的出光面之间的距离可以为10-15mm,通过改变光学修正系统30与led光源系统20的出光面之间的距离,可以保证整个太阳光led发光系统10具备不同的发光角度以及覆盖范围,保证太阳光led发光系统10使用灵活。

可选的,光学修正系统30可以包括透镜和反光杯(图中未示出),通过合理设置透镜和反光杯的参数,可以保证光学修正系统30对led光源系统20发出的光线具备良好的修正效果。可选的,所述透镜的直径范围可以为42-45mm,透镜的内圆直径范围可为39-41mm,透镜的焦距范围可以为51-53mm;反光杯的具体参数可以与透镜的参数匹配,这里不再赘述。

可选的,继续参考图1、图5、图6和图7,本发明实施例提供的太阳光led发光系统还可以包括散热系统40,散热系统40位于远离led光源系统20出光面的一侧,用于对led光源系统20进行散热。如图1、图5、图6和图7所示,散热系统40位于远离led光源系统20出光面的一侧,散热系统40与led光源系统20相接触传导热量,保证led光源系统20产生的热量可以及时排除,保证太阳光led发光系统可以正常工作。

可选的,图8是本发明实施例提供的一种散热系统的结构示意图,如图8所示,本发明实施例提供的散热系统40可以包括散热片41和风扇42,散热片41位于靠近led光源系统20的一侧,散热片41直接与led光源系统20相接触,吸收led光源系统20工作过程中产生的热量,风扇42位于散热片41远离led光源系统20的一侧,用于散热。

注意,上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解,本发明不限于这里所述的特定实施例,对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整、相互结合和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此,虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明,但是本发明不仅仅限于以上实施例,在不脱离本发明构思的情况下,还可以包括更多其他等效实施例,而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

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