皇明太阳能集团技术部   冀书香  刘彩凤  陈康

　　【《中国新能源》杂志】《摘要：本文介绍一种智能化太阳能野营灯，它集散光照明、聚光照明、收音机、太阳能电池充电、USB充电、手机充电以及夜光指南针功能于一体，同时具备智能化的控制系统。

关键词：太阳能    控制智能化    功能多元化   USB口对内对外充电功能

一 开发背景

太阳能光电礼品作为新兴产业，近年来备受人们的欢迎，市场的占有率逐渐增大。因此，市场上太阳能野营灯种类、款式也越来越多，但系统的性能不够稳定，运行的状况也并不特别理想，太阳光的有效利用率也不高，同时在功能的智能化、多元化方面也没有太大的突破与创新。针对以上现状，我们开发了智能化的太阳能野营灯，系统的稳定性能非常好，智能化程度高，且静态功耗低于5μA，很好的实现了能源的高效利用。同时在结构设计方面创新的将多种功能融为一体，实现了小空间、多功能。该产品的开发理念遵循和谐自然的规律，在可持续发展观的宏观带动下，该产品的成功开发必将翻开太阳能光电小礼品新的一章。

二 产品特点

1功能多元化，控制智能化

本款产品的外观如图1所示，它集散光照明、聚光照明、收音机、太阳能电池充电、USB接口充电、手机充电以及夜光指南针功能于一体，同时具备智能化的控制系统。控制系统在保障系统的正常照明，收音以及对内对外放电的前提下，还具备智能化的保护功能、自动检测功能。

控制系统中最具特点的是将市电对内置电池充电和内置电池对外部负载手机进行充电的端口通用，通过软件编程实现端口的自动检测、判断是对内置蓄电池进行充电还是对外部负载—手机进行充电，这不仅在结构上节约了空间，同时也大大提高了系统的工作效率。

　　2 结构优合

　　由图1可见，我们通过巧妙的结构设计将多种功能整合在一个直径为113，高度为240的圆柱体内，内置蓄电池以及控制器均放于底座位置，为方便在野外旅游时有些情况需要悬挂灯体，在灯身底部增加了隐藏式挂钩。为了增加电池板的有效面积，灯体上盖采用合页方式，成功的将太阳能电池的面积增加一倍，还有就是巧妙的将聚光照明与散光照明融为一体，既可以满足照明射程要求，又可以满足照明面积要求，可谓一箭双雕的设计结构。

　　三 系统原理

　　系统是产品的灵魂，系统性能是产品的核心竞争力，完善的系统结构及功能是我们是设计的基本要求。

1系统结构原理

由图2可见，该系统的结构主要由输入模块、控制模块以及输出模块组成。

输入模块主要是包括太阳能电池板和USB市电充电接口两部分，成功的保证产品所需能源的可靠性；控制模块主要包括内置蓄电池充电控制、照明控制、收音控制、指示灯控制以及内置蓄电池对手机充电控制四部分，有效地保证了整个系统的良好运行及能源的有效利用；输出模块包括散光照明、聚光照明、收音机、指示灯以及手机四部分，作为终端设备，这几项功能最大程度的满足了客户的需求；内置蓄电池作为中间储能装置实现电能的储存。[NextPage]

2系统功能原理

（1）输入模块工作原理

太阳能电池组件在阳光照射下，通过光生伏打效应产生电流，在控制器的控制下完成太阳能电池板对内置蓄电池的充电功能。

USB市电充电接口是通过转接线将市电与灯体控制器相连接，在控制器的控制下完成对内置蓄电池的充电功能。同时还可以通过数据线将终端设备手机同灯体控制器相连，实现特殊情况下内置蓄电池对手机的应急充电功能。USB口可通过自动检测来实现对上述两种情况的判定，并最终实现相应的功能。

（2）控制模块工作原理

内置蓄电池充电控制是通过硬、软件来实现充电控制的功能，其中包括正常的内置蓄电池充电功能、充电指示功能以及过充保护功能。将太阳能电池板置于阳光下直射，即可实现太阳能电池板对内置电池的充电功能，通过数据线将市电于灯体USB接口相连接，即可实现市电对内置电池的充电功能。在充电过程中指示灯显示绿色，表示充电正常；当内置蓄电池两端电压达到7.5V时，控制器会自动启动过充保护功能，切断充电回路。

手机充电控制主要实现内置电池对外部负载手机的应急充电。特别说明的是，当控制器系统通过数据线与外部相连接时，控制器系统会自动检测是对内置蓄电池进行充电还是对外部负载——手机进行充电，此功能也是产品的创新点之一。对内、对外充电通用一个USB接口在电子类产品中是史无前例的，通过这个功能的实现，必将推动通过智能控制实现一口多用的智能系统控制的发展。

照明控制实现了照明的三种循环点亮模式：散光照明、聚光照明、散光照明+聚光照明，同时还可以实现5级亮度调节。照明控制中还包括过放保护功能，当系统处于正常工作状态下，控制器会不断地检测内置蓄电池两端的电压值；当该电压值降低到5.5V时，控制器会启动指示灯报警功能；当该电压值降低到5.0V时，控制器会自动切断放电回路，不再对外进行供电。

收音控制实现了FM/AM收音，通过收音旋钮实现调台功能，通过音量旋钮实现音量控制，通过FM/AM切换按钮转换FM/AM收音模式。该产品巧妙的将收音机天线与灯体和谐的结合在一起，注重功能的同时还将该产品的个性特点凸显的淋漓尽致。

指示灯控制通过两个小指示灯实现了内置蓄电池充电/放电/过充/过放/内置蓄电池对手机充电的指示功能。内置蓄电池正常充电的情况下指示灯1显示绿色；内置蓄电池对手机进行充电时，指示灯2显示绿色；内置蓄电池对外放电应用于照明时指示灯2显示绿色；内置蓄电池过充电时指示灯1处于绿色晃闪状态；内置蓄电池过放时指示灯2处于红色晃闪状态。

（3）输出模块工作原理

输出模块作为系统的负载，主要是控制功能的终端显示。通过LED实现照明功能，包括聚光照明、散光照明以及对照明亮度的调节，我们对野营灯最基本的功能进行了优化设计，使得终端表现方式多式多样，以适应客户的多种照明需求。收音机实现正常的调台收音功能，使产品更贴近人们的日常生活。指示灯清晰的显示控制系统的工作状态，有效的起到报警作用，在控制器启用过充/过放保护功能之前提前预警，使客户能够及时更换照明设施或是及时通过阳光或市电对内置蓄电池进行充电。手机的应急充电功能对于野营者来说相对比较重要，这也是我们产品体现人文关怀的方式之一，在紧急情况下无法找到电源对电量不足的手机进行充电，可以通过随身携带的野营灯对手机进行应急充电，以保证和外界的正常联系。

四 结束语

　　产品的开发最重要的依据是满足客户的需求，就市场上现有产品存在的种种问题，我们进行了突破性的改进。相信这样的开发理念、开发目标以及敏锐的市场观察力注定了这是一款引领市场潮流的产品。

－－《中国新能源》杂志 2009年5月刊