Aurinkokäyttöisten LED-katuvalojen piirilevy: Latausohjaimet, BMS-järjestelmät ja valomoottorit

Kun pääkatuvalo tarvitsee vain ohjaimen, aurinkokatuvalo tarvitsee kokonaisen energianhallintajärjestelmän, joka on pakattu pylvään päähän tai paneelin runkoon. Päivällä paneeli lataa akkua latausohjaimen kautta ; yöllä akunhallintajärjestelmä ja tasavirtaohjain syöttävät LED-kuormaa ajastetun tai anturiohjatun profiilin kautta. Jokainen näistä toiminnoista on piirilevy, ja koko tuotteen luotettavuus riippuu siitä, kuinka hyvin piirilevyt on rakennettu ja suojattu ulkoympäristöltä.

Highleap Electronics on täyden palvelun piirilevyjen valmistus- ja kokoonpanotehdas , ja aurinkoenergialla toimivien katuvalojen elektroniikka on yksi valaistusohjelmista, joita rakennamme rutiininomaisesti kokonaisvaltaisen palvelumme puitteissa. Valmistamme jokaisen aurinkovalaistuspinon piirilevyn, kokoamme ne SMT-linjoillamme ja toimitamme testatun elektroniikan valmiina asennettavaksi koteloosi. Jos haluat ensin laajemman taustatiedon energiajärjestelmästä, aurinkoenergialla toimivien sulautettujen järjestelmien oppaamme on hyvä täydennys tälle sivulle; muuten alla olevat osiot käyvät läpi jokaisen piirilevyn.

Aurinkoenergialla toimivien katuvalaistuksen osalta on tärkeää ymmärtää, että valaisin on helppo osa – vaikea osa on energiajärjestelmä, joka pitää sen käynnissä yön ja huonon sään yli, ympäri vuoden. Tämä järjestelmä on lankkujen ketju, ja minkä tahansa lenkin heikkous näkyy valona, ​​joka sammuu ennen aamunkoittoa talvella. Seuraavissa osioissa elektroniikkaa käsitellään integroituna energiajärjestelmänä, jota se todella on, mikä on ainoa tapa rakentaa aurinkovalaistus, joka toimii luotettavasti kentällä.

1. Tukemamme aurinkokatuvalaisinkokoonpanot

Aurinkoenergialla toimivia tievalaistuksen ratkaisuja on saatavilla useilla eri arkkitehtuureilla, ja piirilevyt vaihtuvat jokaisen arkkitehtuurin mukaan. Valmistamme elektroniikkaa kaikille:

• Jaetut aurinkokatuvalot — erillinen paneeli, erillinen akkukotelo ja pylvääseen asennettu valaisin. Ohjain ja rakennusautomaatiojärjestelmä sijaitsevat yleensä akkukotelossa; LED-moottori ja tasavirtaohjain sijaitsevat valaisinpäässä.
• All-in-one (integroidut) aurinkokatuvalot — paneeli, litiumakku, ohjain, anturi ja LED-moduuli yhdessä ohuessa kotelossa. Nämä vaativat kompakteja, pitkälle integroituja piirilevyjä – usein ohjaimen, rakennusautomaatiojärjestelmän, ajurin ja valomoduulin yhdistelmän; katso integrointimenetelmä alla.
• Puoli-integroidut (kaikki kahdessa) järjestelmät — erillinen paneeli, kaikki muu integroitu; suosittu tasapaino tehokkuuden ja helpon asennuksen välillä.
• Aurinkoenergialla toimivat puutarha- ja polkuvalot — pienempitehoiset serkut, jotka käyttävät samaa ohjain-plus-ajuri-logiikkaa pienemmässä mittakaavassa.
• Hybridi-aurinko- ja verkkovirtakäyttöiset katuvalot — aurinkoenergian ensisijainen järjestelmä verkkovarmenteella; nämä lisäävät vaihtovirtatulovaiheen tasavirta-arkkitehtuuriin.
• Älykkäät aurinkokatuvalot — liiketunnistuksen, etävalvonnan tai langattoman verkon lisääminen erilliselle ohjauspaneelille.

Yhteinen lanka on sähköverkon ulkopuolisen virrankäytön kuri: järjestelmän on kerättävä, varastoitava ja toimitettava energiaa riittävän tehokkaasti valaistakseen tien joka yö pilvisilläkin alueilla. Tämä alkaa latausohjaimesta.

2. Aurinkopaneelin latausohjaimen piirilevy

Latausohjain on aurinkokatuvalon aivot. Se ottaa paneelista maksimaalisen energian, lataa akun turvallisesti ja suojaa ylilataukselta, ylipurkaukselta ja käänteiseltä napaisuudelta. Rakennamme molempia yleisiä ohjausrakenteita:

• MPPT-ohjaimet — Maksimaalisen tehopisteen seuranta poistaa paneelista huomattavasti enemmän energiaa, erityisesti kylmissä tai hämärässä olosuhteissa; nämä ovat hakkurimuuntimia, jotka on rakennettu meidän pohjalta aurinkolatausohjain alustalla.
• PWM ohjaimet — yksinkertaisempi ja halvempi pienille valoille, joissa paneelin ja akun jännitteet sopivat hyvin yhteen.
• DC-DC-muunnosvaiheet — buck- tai boost-säätö paneelin, akun ja kuorman välillä, rakennettu seuraavasti DC-DC-muuntimen piirilevy malleja.
• Tehomuunnosetupää — suuremmissa järjestelmissä käytämme älykäs virranhallintapiirilevy kokemusta adaptiivisesta ohjauksesta.

Koska ohjain kytkee virtaa jatkuvasti, lämpö- ja kuparisuunnittelulla on merkitystä. Rakennamme nämä piirilevyt virtalähdepiirilevyjemme virransiirtomenetelmillä ja vahvoille kuparipinoille, joissa kuormitusvirta on suuri.

3. Akun hallinta: energiavaraston suojaaminen

Akku on aurinkokatuvalaisimen kallein ja vikaantumisalttein osa, ja akunhallintajärjestelmä (BMS) pitää sen toiminnassa tuhansien latausjaksojen ajan. Erityisesti litiumkemikaaleja on suojattava ylijännitteeltä, ylivirralta, syväpurkaukselta ja sallitun lämpötilan ylitykseltä.

• Litium-BMS-kortit — kennojen tasapainotus, suojaus ja lataustilan logiikka meidän akun hallintapiirilevy alustalla.
• Litiumsuojalevyt — erillinen suojaus LiFePO4- ja Li-ion-akuille; katso litiumpariston suojalevy.
• Energian varastoinnin integrointi — Suurempien verkkoon kytkemättömien järjestelmien osalta sovellamme energian varastointikokemustamme.
• Maksujen hallinta — koordinoitu ohjaimen kanssa akun täyden käyttöiän ja ennustettavan käyttöajan takaamiseksi.

LiFePO4 on nyt aurinkokatuvalaisimissa vallitseva kemikaali syklin kestävyytensä ja lämpötilansietokykynsä ansiosta; rakennamme BMS-piirejä, jotka on viritetty vastaamaan kennomäärääsi, kapasiteettiasi ja tasapainotusstrategiaasi.

4. LED-valomoottori ja tasavirta-ajuri

Yöllä varastoitu energia ohjaa LED-kuormaa. Koska lähde on akku, ohjain on tasavirtatulolla varustettu vakiovirta-aste pikemminkin kuin verkkovirta-ajuri – mutta itse valomoottori on sama alumiinisydäminen metallisydäminen levy, jota käytetään missä tahansa laadukkaassa katuvalaisimessa.

• Alumiininen MCPCB-kevyt moottori — rakennettu meidän varaamme alumiininen LED-piirilevy linja nopeaa lämmönpoistoa varten.
• DC-vakiovirta-ohjain — paristokäyttöinen ohjain, jossa on himmennys ja ajastus; katso LED-ajurin piirilevy.
• SMD- tai COB-LEDit — SMD tasaiselle optiikalle tienpinnan poikki, COB kompakteille suurvirtauspäille.
• Lämpösuunnittelu - sama LED-lämpösuunnittelu kuri pätee; tehokkuus on kaksinkertaisen tärkeää sähköverkon ulkopuolella, koska jokainen hukkalämpöwatti on akkuenergian hukkaa.

5. Kaikki yhdessä -integraatio: neljästä piirilevystä tulee yksi

Nopeimmin kasvava segmentti on aurinkokennolla toimivat katuvalot, joissa paneeli, akku, ohjain, anturi ja LED-moduuli jakavat yhden ohuen kotelon. Sähköisesti tämä on pakkaushaaste: ohjaimen, rakennusautomaatiojärjestelmän, tasavirta-ajurin ja joskus valaisinmoduulin on sijaittava yhdessä tai kahdessa tiiviisti integroidussa piirilevyssä, usein alumiinisen valaisinmoduulikerroksen ollessa kiinnitettynä jäähdytysrivan kanteen.

• Integroidut monitoimitaulut — yhdistää latauksen hallinnan, suojauksen ja ohjauksen monikerroksisella alumiinipiirilevyllä, jossa LED-kerros myös johtaa lämpöä koteloon.
• Kompakti virranhallinta — energiaketjun sovittaminen kapeaan profiiliin suuren tehotiheyden käytännöillä.
• Liike- ja ympäristön tunnistus — PIR- tai tutkatunnistintulot ja mukautuva himmennys samalla ohjauskortilla.
• Lämpötilan väliseinät — lämpimän LED-kerroksen pitäminen termisesti erillään lämpötilaherkästä akusta, mikä on keskeinen luotettavuusominaisuus integroiduissa malleissa.

Prototyypimme nämä yhtenä yksikkönä, jotta voit validoida sopivuuden, lämpökäyttäytymisen ja suoritusajan ennen kuin sitoudut volyymiin.

6. Aurinkoelektroniikan ulkokarkaisu

Aurinkoenergialla toimivia katuvalopaneeleja uhkaavat samat ulkoilman viholliset kuin mitä tahansa tievalaisinta – ja lisäksi akun aiheuttama lämpörasitus, sillä akku ei saa ylikuumentua. Me karkaisemme koko paneelisarjan:

• Muodollinen pinnoite kaikilla asutuilla tauluilla; katso muodollinen pinnoite.
• Kosteus- ja tunkeutumiskestävyys käyttäen meidän vedenpitävä piirilevy rakennuskäytännöt, jotka ovat tärkeitä paneelirunkoon asennetulle elektroniikalle.
• Laaja käyttölämpötila-alue — komponentit ja asettelu, jotka on mitoitettu suljettujen aurinkopaneelien suorassa auringonvalossa saavuttamille äärilämpötiloille.
• Käänteinen napaisuus ja ylijännitesuoja ohjaimen tulossa kenttäjohdotusvirheiden ja indusoitujen transienttien varalta.

7. Järjestelmän mitoitus: paneelin, akun ja kuorman yhteensovittaminen

Aurinkoenergialla toimivan katuvalon suunnittelun vaikein vaihe ei ole yksittäisen piirilevyn suunnittelu – kyse on koko järjestelmän tasapainottamisesta, jotta valo toimii luotettavasti läpi yön, pilvisinä aikoina ja kaikkina vuodenaikoina. Elektroniikka on suunniteltava tämän energiatasapainon ympärille.

• Autonomiapäivät — akku ja ohjain on mitoitettu siten, että valo toimii useita päiviä huonossa auringonpaisteessa; BMS ja latauslogiikka on viritetty tämän tavoitteen mukaan.
• Veloitushinnan täsmäytys — ohjaimen tulovaihe on sovitettu paneelin lähtöön, joten lataus on tehokasta lämpötilan ja säteilyn välillä, mistä MPPT ansaitsee kustannuksensa.
• Purkausprofiilit — Täysi teho, himmennetty keskiyö ja liiketunnistimella aktivoituva profiili on ohjelmoitu ohjaimeen pidentääkseen käyttöaikaa kiinteällä akulla.
• Lämpötilan aleneminen — akun kapasiteetti ja varauksen vastaanottokyky laskevat kylmällä säällä; ohjauslogiikka ottaa tämän huomioon, joten talvisuorituskyky säilyy.

Rakennamme ohjaimen, rakennusautomaatiojärjestelmän ja ajurin koordinoiduksi kokonaisuudeksi, jotta nämä toiminnot toimivat yhdessä eivätkä taistele toisiaan vastaan.

8. Älykäs valvonta ja etähallinta

Suuret aurinkokatuvalaisimet vaativat yhä useammin näkyvyyttä jokaiseen pylvääseen – lataustilaan, vikatilanteeseen ja käyttöön – ilman teknikon lähettämistä. Tämä lisää elektroniikkaan viestintäkerroksen:

• Lataustilan ja terveyden raportointi — AMK-järjestelmä näyttää akun kunnon etävalvontaa varten.
• Vian havaitseminen — latausviat, LED-viat ja peukalointitapahtumat ilmoitetaan yhdyskäytävälle.
• Langattomat yhteydet — ohjauskorttiin tai sen viereen integroidut matkapuhelin-, LoRa- tai verkkomoduulit.
• Mukautuva aikataulutus — etänä säädettävät himmennysprofiilit keskitettyä laitekannan hallintaa varten.

Integroimme tunnistuksen ja liitettävyyden piirilevyyn, jotta käyttöönottoa voidaan hallita skaalautuvasti.

9. Akun kemia ja akun suunnittelu

Akku määrittää aurinkokatuvalon hinnan, koon, käyttöiän ja kylmäkäyttäytymisen, joten BMS- ja pakkaussuunnittelu ovat keskeisiä teknisiä päätöksiä:

• LiFePO4 — ensisijainen valinta käyttöiän, turvallisuuden ja lämpötilan sietokyvyn suhteen; BMS-korttimme on viritetty sen latausprofiiliin.
• Kolmikomponenttinen litium (NMC) — suurempi energiatiheys kompakteissa valaisimissa, ja suojaus on säädetty vastaavasti.
• Solujen tasapainotus — monikennoisten akkujen pitäminen samanarvoisina täyden käyttökapasiteetin ja pitkän käyttöiän saavuttamiseksi.
• Lataustilan tarkkuus — jotta ohjain voi hallita käyttöaikaa ja himmennystä älykkäästi.
• Suojauksen koordinointi — ylilataus-, ylipurkaus-, ylivirta-, oikosulku- ja lämpötilasuojat toimivat yhtenä järjestelmänä.

Suunnittelemme BMS:n solujen kemian, lukumäärän ja kapasiteetin mukaan, jotta pakkaus saavuttaa nimelliskäyttöikänsä kentällä.

10. Aurinkovalaistuksen kehittäminen kanssamme

Aurinkokennojen kehitys riippuu järjestelmäintegraatiosta, joten suunnittelemme ohjaimen, akunhallinnan, ajurin ja valomoottorin yhdeksi koordinoiduksi kokonaisuudeksi neljän erillisen piirilevyn sijaan. Valmistusvaiheen suunnittelussa ja toteutuksessa tarkastellaan energiatasapainoa – paneelia, akkua, tavoitekäyttöaikaa ja valaistusprofiilia – sekä lämpöerottelua, joka pitää akun terveenä integroidussa päässä. Rakennamme kokonaisia ​​järjestelmänäytteitä, jotta voit varmistaa latauksen, purkauksen, käyttöajan ja kylmän sään käyttäytymisen ennen määräsitoumuksia. Tämä on ainoa luotettava tapa validoida sähköverkosta riippumaton tuote.

Tuotanto tapahtuu ISO 9001 -järjestelmämme mukaisesti, ja koko elektroniikkapaketti hankitaan, rakennetaan, johdotetaan ja testataan yhdellä tilauksella. Koko energiaketjun rakentaminen – valmistus, kokoonpano ja integrointi – yhdessä tehtaassa tarkoittaa, että piirilevyt toimivat yhteistyössä sen sijaan, että ne kilpailisivat keskenään, mikä takaa luotettavan suorituskyvyn koko yön.

11. Avaimet käteen -aurinkovalaistuksen elektroniikka

Kattavana piirilevyjen valmistus- ja kokoonpanotehtaana voimme toimittaa täydellisen elektroniikkapaketin aurinkokatuvalaisimeen, testattuna ja valmiina asennettavaksi koteloosi:

• Kaikki levyt valmistettu ja koottu — ohjain, rakennusautomaatiojärjestelmä, ajuri ja valomoottori meidän kauttamme LED PCB kokoonpano ja avaimet käteen -periaatteella toimiva piirilevykokoonpano palvelut.
• Komponenttien hankinta — sinun hankkimasi tai toimittamasi paneelit, kennot, anturit ja liittimet.
• Integrointi ja johdotus — energiaketju on johdotettu ja testattu päästä päähän.
• Ajonaikainen ja toiminnallinen validointi — lataus-, purkaus- ja valaistusprofiili tarkistettu ennen toimitusta.
• Yhden luukun ohjelmanhallinta kautta meidän yhden luukun piirilevykokoonpano palvelusta.

12. Aurinkokäyttöisten katuvalojen piirilevyjen ominaisuudet ja tekniset tiedot

Alla oleva taulukko yhteenvetää aurinkoenergialla toimivien katuvalaisimien elektroniikan valmistus- ja kokoonpanokykymme vakiorakenteista edistyneisiin sähköverkkoon kytkemättömiin järjestelmiin:

Suosittelemme ilmaisen DFM-tarkistuksen aikana ohjaimen, akun ja ajurin kokoonpanoa, joka sopii paneelisi tehoon, ilmastoon ja tavoiteltuun toiminta-aikaan.

13. Tilaaminen — tiedostot, vähimmäistilausmäärä ja toimitusaika

Aurinkokäyttöisen katuvalaisimen piirilevyn tilaaminen Highleap Electronicsilta on helppoa, olitpa sitten jo tuotantotiedostojen omistaja tai vain spesifikaatioiden laatija. Jokainen tarjous sisältää ilmaisen valmistettavuustarkastuksen (DFM), ja vähimmäistilausmäärä on yksi yksikkö ilman prototyyppilisämaksua.

Mitä tiedostoja lähetetään

• Vain piirilevyjen valmistus — Gerber RS-274X -tiedostot (kaikki kupari-, juotosmaski- ja silkkipainokerrokset), Excellon-poraustiedosto, mekaanisen kerroksen piirilevyn ääriviivat ja valmistusohjeet, jotka koskevat alustaa, eristettä, kuparin painoa, pinnanlaatua ja juotosmaskin väriä.
• PCB-kokoonpano (PCBA) — edellä mainittu sekä osaluettelo valmistajien osanumeroineen ja määrineen sekä Pick-and-Place (Centroid) -tiedosto SMT-komponenteille.
• Avaimet käteen -valaisinelektroniikka — yllä olevat sekä jäähdytysrivan tai kotelon mekaaniset tiedostot (STEP/DXF), optiikan tiedot, ajurin tai ohjauksen tekniset tiedot, laiteohjelmisto (jos sovellettavissa) sekä mahdolliset brändäys- tai pakkauskuvat. Jos tiedostoja puuttuu, lähetä ne, niin suunnittelutiimimme tunnistaa puutteet DFM-tarkistuksen aikana.

Määrä ja hinnoittelu

• Minimitilausmäärä on 1 yksikkö sekä valmistukseen että kokoonpanoon ilman prototyyppimaksua.
• Määrähinta vaihtelee 10, 50, 100, 500 ja yli 1 000 yksikön välillä.
• Valaisinmoottori- ja ajurimoduuleja on saatavilla avaimet käteen -periaatteella pienistä eristä alkaen; säilytämme tiedostosi, joten toistuvien tilausten yhteydessä suunnittelukustannusten uudelleenarviointia ei tarvita.

Läpimenoajat

• PCB:n valmistus — Vakiotoimitus 5–7 arkipäivää; pikatoimitus 24–48 tuntia kapasiteetin vahvistuksen mukaan.
• PCB-kokoonpano (PCBA) — 7–12 arkipäivää komponenttien hankinta mukaan lukien; 5 päivää pikatoimituksena varastossa olevalle osaluettelolle.
• Avaimet käteen -moduulit — tyypillisesti 12–18 arkipäivää riippuen alustasta, suojauksesta (pinnoite tai valu) ja määrästä.
• Kaikki toimitusajat vahvistetaan tarjouksessasi ja alkavat tilausvahvistuksesta ja tiedoston hyväksymisestä.

Sertifioinnit ja standardit: ISO 9001 -laadunhallinta, IPC-luokkien 2 ja 3 työn laatu, AOI- ja valaistuksen toiminnallinen testaus jokaisella piirilevyllä, röntgen-, käyttöaika- ja sisäänajotestaus saatavilla. Toimitamme yli 40 maahan täydellä seurannalla ja tarjoamme vaatimustenmukaisuusdokumentaation pyynnöstä. Aurinkoenergialla toimivien LED-katuvalaisimien piirilevyprojekteissa lähetä Gerber-tiedostot, osaluettelot, aurinkolatausohjaimen tiedot, akunhallinnan vaatimukset ja tavoitemäärät verkkosivuston tarjouslomakkeen kautta, jotta Highleap Electronics voi tarkistaa koko piirilevypaketin.

14. Aurinkokäyttöisten katuvalojen piirilevy – Usein kysytyt kysymykset

Mitä eroa on MPPT- ja PWM-aurinkolatausohjainlevyillä?

PWM-ohjain yhdistää paneelin akkuun yksinkertaisen kytkimen kautta ja toimii parhaiten, kun paneelin ja akun jännitteet vastaavat toisiaan tarkasti. MPPT-ohjain on kytkentämuunnin, joka jatkuvasti etsii paneelin maksimitehon ja muuntaa ylimääräisen jännitteen lisälatausvirraksi – jolloin energiaa kertyy merkittävästi enemmän, erityisesti kylmissä tai hämärässä. MPPT on kalliimpi, mutta se on parempi valinta suuremmille aurinkokatuvaloille, joissa jokainen wattitunti on tärkeä.

Voitko rakentaa kaiken kattavan integroidun aurinkoenergialla toimivan katuvalolevyn?

Kyllä. Suunnittelemme ja rakennamme ohjaimen, akunhallintajärjestelmän, tasavirta-ajurin ja alumiinisen LED-valomoduulin yhdeksi tai kahdeksi tiiviisti integroiduksi piirilevyksi all-in-one-valaisimille, mukaan lukien LED-kerroksen kiinnittäminen jäähdytysrivan kanteen ja lämmön eristäminen akusta. Prototyypimme koko yksikön, jotta voit validoida sopivuuden, lämpökäyttäytymisen ja käyttöajan ennen massatuotantoa.

Mitä akkukemiaa BMS-korttisi tukevat?

Rakennamme akunhallinta- ja suojauskortteja LiFePO4-, Li-ion- ja kolmikomponenttisille litiumpakoille, jotka on viritetty kennomäärän, kapasiteetin ja tasapainotusstrategian mukaan. LiFePO4 on yleisin valinta aurinkokatuvalaisimiin sen käyttöiän ja lämpötilan sietokyvyn ansiosta, ja korteissamme on kennojen tasapainotus sekä ylijännite-, ylivirta-, syväpurkaus- ja lämpötilasuojaus.

Onko piirilevyissä suojaus käänteisnapaisuudelta ja ylijännitesuoja?

Kyllä. Lataussäätimen tulo sisältää käänteisen napaisuuden suojauksen kenttäjohdotusvirheiden varalta ja ylijännitesuojan indusoituja transientteja vastaan. Yhdessä konform-pinnoitteen ja kosteutta kestävien rakennusmenetelmien kanssa tämä pitää elektroniikan luotettavana vuosien ulkokäytössä.

Oletko aurinkovalaisimien valmistaja vai yleinen piirilevytehdas?

Olemme kattava piirilevyjen valmistus- ja kokoonpanotehdas, ja aurinkoenergialla toimivien LED-valaistuksen käyttöalue on yksi sovellusalueista, joita palvelemme kokonaisvaltaisen palvelumme kautta. Tämä tarkoittaa, että saat asiantuntijan tarjoaman laajan osaamisen – metalliytimiset valomoottorit, MPPT-ohjaimet, BMS-kortit, tasavirtaohjaimet ja täydellisen integroinnin – yhdistettynä yleiselektroniikan valmistajan laajuuteen, joka valmistaa myös teho-, teollisuus-, auto- ja kuluttajaelektroniikkakortteja. Aurinkovalaistuksen elektroniikkaa valmistetaan samoilla valmistus-, SMT-, pinnoitus- ja testauslinjoilla, joilla valmistamme muitakin ohjelmiamme.