专利名称：一体化太阳能航标灯的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种航标灯，特别是一种太阳能航标灯。
背景技术：
目前的太阳能航标灯一般由三个相对独立的部分组成①光源和控制器、②太阳能电池板和支承架、③碱性蓄电池和箱体。其中，蓄电池多采用碱性镉镍或铁镍电池，虽然放电深度大，寿命较长，但是平时维护量大，容易“爬碱”，电压高低起伏大，体积较大，一般需要多个串并联而成。光源多采用普通灯泡，或小型霓虹管，或三元系LED发光管，其缺点是耗电量大，亮度不够，光色不纯，发光寿命较短。该三大部分是通过电缆线在外面相互连接组成太阳能航标灯系统装置，这种结构方式最大不足是外部连接麻烦，而且由于外部引线造成密封性能较差，整套装置结构烦琐，支承架、蓄电池箱体、电缆等附件较多，因此体积大，安装维护不便，成本较高。
发明内容
为解决上述问题，本实用新型的目的是提供一种结构简单紧凑、智能控制、高效节能、寿命长、成本低、高亮度、维护简便的一体化太阳能航标灯。
本实用新型的目的是这样实现的一体化太阳能航标灯，包括壳体、LED光源、控制器、遥测器、太阳能电池组件和蓄电池，其特征是壳体由灯罩和灯座上下密封连接而成；太阳能电池组件内置于灯罩顶部；LED光源采用四元系LED作电光源，并通过灯柱设于灯罩中央；蓄电池、控制器和遥测器并列设于灯座内，其中控制器通过连接线分别与蓄电池及LED光源构成连接。
上述控制器采用单片机数字系统，包括驱动电路、中央控制器、稳压电源、日光检测电路、遥测控制电路及抗干扰电路；日光检测电路对稳压电源和遥测控制电路输入的信号进行比较后，输出至中央控制器，中央控制器对输入信号进行判断处理，输出信号控制驱动电路的截止或导通。
上述的驱动电路由两级放大电路三极管Q1、Q2及电阻R11、R12、R13、LED发光D5组成，其电路输入端经电阻R11接至中央控制器IC5的16脚。
上述灯罩的顶部和底部分别设有上、下反光复合层，可增加光折射，提高亮度。
上述LED光源采用四粒以上LED二极管，由光源定位保护套围成平面对称圆形，置于灯柱的顶端。
上述太阳能电池组由十四块太阳能电池片通过串联对称排列，平铺成圆形结构。
上所述的太阳能电池组有两种封装形式，当采用EVA薄膜时，采用层压方式，当采用环氧树脂时，用滴胶方式封装。
本实用新型优化电路和电光源，亮度高，光强射程达4公里，太阳能电池功率≤1.5W，蓄电池容量为20Ah/4V，工作电流≤120mA，整套装置重量＜5kg，远优于其它同等射程的太阳能航标灯(太阳能电池功率≥3W，蓄电池容量为60～100Ah/4.5～7V，工作电流250～500mA，整套装置重量30～50kg)。由于控制系统采用单片机数字电路，闪光的频率误差小于国家标准±6％的要求，且具有短距离遥控功能(500米)，连续阴雨天工作也由现有产品的25天提高到30天。本实用新型在各项技术指标符合国家标准的前提下，减少了太阳能电池、蓄电池、支承架等的投入，所以其成本和维护费用大幅下降至原来的1/3左右，经济效益明显提高。此外，在安装操作过程中，只需固定灯座底部的螺栓，不需要外接电缆和担心密封不严等问题，简单方便又安全可靠。
图1是本实用新型的结构示意图。
图2是本实用新型的太阳能电池主视图。
图3是本实用新型的太阳能电池俯视图。
图4是本实用新型的LED光源示意图。
图5是本实用新型的控制器电路图。
图6是本实用新型的控制器的另一电路图。
图7是本实用新型的控制器电气原理方框图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型包括壳体以及内置于壳体的LED光源3、控制器10、遥测器12、太阳能电池组件1和蓄电池9。
壳体由灯罩7和灯座11通过8个螺丝上下固定连接而成，内部通过高强度耐油密封圈8密封，挡板6将灯罩7和灯座11分隔成两个空间。灯罩7采用聚丙烯材料，模压成费涅尔透镜，目的是起聚焦作用，将点光源变为柱光源。为增加光折射，提高亮度，在灯罩7的顶部和底部分别设有上、下反光复合层2、5。
太阳能电池1内置于灯罩7顶部。结构如图2、3所示，由十四块单晶硅材料制成的太阳能电池片13串联对称排列，通过封装材料14封装(当采用EVA薄膜封装时，采用层压方式，采用环氧树脂封装时，采用滴胶方式)，平铺于圆形的环氧板15上。
LED光源3(如图4所示)分别有红、黄、绿、白四种颜色，每种颜色灯采用8粒四元系LED二极管，由光源定位保护套41围成平面对称圆形，通过中空的塑料灯柱4固定于灯罩7中央。
蓄电池9、控制器10和遥测器12并列设于灯座11内，其中控制器10通过连接线分别与蓄电池9及LED光源3构成连接。蓄电池9采用高品质的酸性全密封免维护蓄电池，体积小，而且日常不需任何维护，基本没有气体溢出，不会“爬碱”，按航标灯正常充电使用，寿命可达8年。控制器10采用单片机数字系统，如图5～7所示，包括驱动电路、中央控制器、稳压电源、日光检测电路、遥测控制电路及抗干扰电路。太阳能电池组件1向控制器10提供4V的直流电压，稳压电源的B端连接比较器IC2的3端，向比较器IC2提供一个基准信号。遥测控制电路包括信号接收器IC4和开关三极管Q3，连接比较器IC2的2端，向比较器IC2提供一个动态输入信号，使遥测控制电路在一定范围内可以遥控航标灯在白天模拟夜晚闪亮的工作状态，适用于平时对灯器的维护和检测。日光检测电路实时对比较器IC2的3端和2端的信号进行比较，比较后由IC2的1端输出信号，经中央控制器IC5的18端输入。中央控制器IC5根据预先设计好的指令(软件程序)对18端的输入信号进行判断、处理，控制后级驱动电路两级放大器Q1和Q2的截止或导通。由三极管Q4、电容C6、C7组成外部时钟电路。中央控制器IC5控制航标灯实现所有功能，如白天守侯、夜晚闪亮以及白天模拟闪亮等工作状态。驱动电路由两级放大电路三极管Q1、Q2及电阻R11、R12、R13、LED发光D5组成，其电路输入端经限流电阻R11接至中央控制器IC5的16脚，Q1和Q2的截止或导通由中央控制器IC5的输出端信号控制。抗干扰电路主要包括IC3，可加强中央控制器IC5的抗干扰能力和提高工作可靠性。
权利要求1.一种一体化太阳能航标灯，包括壳体、LED光源(3)、控制器(10)、遥测器(12)、太阳能电池组件(1)和蓄电池(9)，其特征是壳体由灯罩(7)和灯座(11)上下密封连接而成；太阳能电池组件(1)内置于灯罩(7)顶部；LED光源(3)采用四元系LED作电光源，并通过灯柱(4)设于灯罩(7)中央；蓄电池(9)、控制器(10)和遥测器(12)并列设于灯座(11)内，其中控制器(10)通过连接线分别与蓄电池(9)及LED光源(3)构成连接。
2.根据权利要求1所述的一体化太阳能航标灯，其特征是所述控制器(10)采用单片机数字系统，包括驱动电路、中央控制器、稳压电源、日光检测电路、遥测控制电路及抗干扰电路；日光检测电路对稳压电源和遥测控制电路输入的信号进行比较后，输出至中央控制器，中央控制器对输入信号进行判断处理，输出信号控制驱动电路的截止或导通。
3.根据权利要求1或2所述的一体化太阳能航标灯，其特征是所述的驱动电路由两级放大电路三极管Q1、Q2及电阻R11、R12、R13、LED发光D5组成，其电路输入端经电阻R11接至中央控制器IC5的16脚。
4.根据权利要求1所述的一体化太阳能航标灯，其特征是所述灯罩(7)的顶部和底部分别设有上、下反光复合层(2、5)。
5.根据权利要求1所述的一体化太阳能航标灯，其特征是所述LED光源(3)采用四粒以上LED二极管，由光源定位保护套(41)围成平面对称圆形，置于灯柱(4)的顶端。
6.根据权利要求1所述的一体化太阳能航标灯，其特征是所述太阳能电池组(1)由十四块太阳能电池片(13)通过串联对称排列，平铺成圆形结构。
7.根据权利要求6所述的一体化太阳能航标灯，其特征是所述的太阳能电池组(1)有两种封装形式，当采用EVA薄膜时，采用层压方式，当采用环氧树脂时，用滴胶方式封装。
专利摘要本实用新型涉及一种一体化太阳能航标灯，包括壳体、LED光源、控制器、遥测器、太阳能电池组件和蓄电池；其壳体由灯罩和灯座上下密封而成；太阳能电池组件内置于灯罩顶部；LED光源采用四元系LED作光源并通过灯柱设于灯罩中央；蓄电池、控制器和遥测器并列设于灯座内。本实用新型通过一体化设计，优化电路和电光源，各项技术指标均优于其它同等射程的太阳能航标灯，符合国家标准，并具有短距离遥控功能，而且本实用新型的成本和维护费用大幅下降至原来的1/3左右。在安装操作过程中，只需固定灯座底部的螺栓，不需要外接电缆和担心密封不严等问题，简单方便又安全可靠。
文档编号B63B45/02GK2623597SQ0324697
公开日2004年7月7日 申请日期2003年6月6日 优先权日2003年6月6日
发明者李月楼, 李德敏, 温炳文, 赵涌涛, 汪进文 申请人:广州市机电工业研究所, 广东省广州航道局