Circuit imprimé pour lampadaire solaire à LED : contrôleurs de charge, BMS et modules d’éclairage

Alors qu'un lampadaire alimenté par le réseau électrique ne nécessite qu'un transformateur, un lampadaire solaire requiert un système complet de gestion de l'énergie intégré à la tête de mât ou au cadre du panneau. Durant la journée, le panneau recharge une batterie grâce à un système de chauffage, de ventilation et de climatisation. contrôleur de charge; la nuit un système de gestion de batterie , l’aspect économique Pilote CC L'alimentation des LED est pilotée par une minuterie ou un capteur. Chaque fonction est assurée par un circuit imprimé, et la fiabilité du produit dépend de la qualité de fabrication et de la protection de ces cartes contre les intempéries.

Highleap Electronics est un service complet Fabrication de PCB et assemblage de PCB L'électronique pour l'éclairage public solaire fait partie des systèmes d'éclairage que nous réalisons régulièrement dans le cadre de notre service clé en main. Nous fabriquons chaque carte du système d'éclairage solaire, les assemblons sur nos lignes SMT et livrons des composants électroniques testés, prêts à être installés dans votre boîtier. Si vous souhaitez d'abord en savoir plus sur les systèmes énergétiques, consultez notre documentation. guide des systèmes embarqués à énergie solaire est un bon complément à cette page ; sinon, les sections ci-dessous détaillent chaque tableau.

Ce qu'il faut comprendre concernant l'éclairage public solaire, c'est que le luminaire est la partie la plus simple ; la difficulté réside dans le système énergétique qui assure son fonctionnement de nuit et par mauvais temps, tout au long de l'année. Ce système est constitué d'une série de cartes électroniques, et la moindre défaillance se traduit par une extinction de la lumière avant l'aube en hiver. Les sections suivantes considèrent l'électronique comme le système énergétique intégré qu'elle constitue réellement, seule façon de concevoir un éclairage solaire fiable sur le terrain.

1. Configurations d'éclairage public solaire que nous prenons en charge

L'éclairage solaire routier se décline en plusieurs architectures, et le circuit imprimé varie pour chacune d'elles. Nous fabriquons les composants électroniques pour toutes ces architectures.

• Lampadaires solaires de type split — un panneau séparé, un boîtier de batterie séparé et un luminaire monté sur poteau. Le contrôleur et le système de gestion de batterie sont généralement logés dans le boîtier de batterie ; le module LED et le pilote CC sont intégrés à la tête du luminaire.
• Lampadaires solaires tout-en-un (intégrés) — Panneau, batterie au lithium, contrôleur, capteur et module LED dans un seul boîtier ultra-fin. Ces composants nécessitent des cartes électroniques compactes et hautement intégrées, regroupant souvent le contrôleur, le système de gestion de batterie (BMS), le pilote et le module LED ; voir l’approche d’intégration ci-dessous.
• Systèmes semi-intégrés (tout-en-deux) — Panneau séparé, tout le reste intégré ; un équilibre apprécié entre efficacité et facilité d'installation.
• Lampes solaires de jardin et d'allée — des versions moins gourmandes en énergie utilisant la même logique de contrôleur et de pilote à plus petite échelle.
• lampadaires hybrides solaires et alimentés par le réseau électrique — énergie solaire primaire avec alimentation de secours par le réseau ; ces systèmes ajoutent un étage d’entrée CA à l’architecture CC.
• Lampadaires solaires intelligents — en ajoutant la détection de mouvement, la surveillance à distance ou un réseau maillé sans fil sur une carte de contrôle dédiée.

Le point commun est la maîtrise de l'alimentation hors réseau : le système doit capter, stocker et distribuer l'énergie avec une efficacité suffisante pour éclairer la route chaque nuit, même par temps nuageux. Tout commence avec le régulateur de charge.

2. Circuit imprimé du contrôleur de charge solaire

Le régulateur de charge est le cerveau d'un lampadaire solaire. Il optimise l'énergie produite par le panneau, charge la batterie en toute sécurité et la protège contre la surcharge, la décharge excessive et l'inversion de polarité. Nous proposons les deux topologies de contrôle courantes :

• Contrôleurs MPPT — La technologie de suivi du point de puissance maximale extrait beaucoup plus d'énergie du panneau, notamment par temps froid ou en faible luminosité ; il s'agit de convertisseurs à découpage basés sur notre technologie contrôleur de charge solaire
• Contrôleurs PWM — plus simple et moins coûteux pour les petits éclairages lorsque les tensions du panneau et de la batterie sont bien adaptées.
• étages de conversion CC-CC — régulation abaisseuse ou élévateur entre le panneau, la batterie et la charge, conçue comme Convertisseur DC-DC PCB conceptions.
• Partie avant de conversion de puissance — pour les systèmes plus importants, nous appliquons notre Carte de circuit imprimé de gestion intelligente de l'alimentation expérience en matière de contrôle adaptatif.

Comme le contrôleur commute le courant en continu, la conception thermique et le câblage en cuivre sont essentiels. Nous fabriquons ces cartes en respectant les bonnes pratiques de gestion du courant issues de notre expertise. circuit imprimé d'alimentation travail, et sur des empilements à forte teneur en cuivre où le courant de charge est élevé.

3. Gestion des batteries : protection du stockage d'énergie

La batterie est l'élément le plus coûteux et le plus sujet aux pannes d'un lampadaire solaire ; le système de gestion de batterie (BMS) assure sa longévité pendant des milliers de cycles de charge. Les batteries au lithium, en particulier, doivent être protégées contre les surtensions, les surintensités, les décharges profondes et les températures extrêmes.

• Cartes BMS au lithium — l'équilibrage des cellules, la protection et la logique de l'état de charge sur notre circuit imprimé de gestion de la batterie
• cartes de protection au lithium — Protection discrète pour les batteries LiFePO4 et Li-ion ; voir carte de protection de batterie au lithium.
• Intégration du stockage d'énergie — Pour les installations hors réseau de plus grande envergure, nous mettons à profit notre expérience en matière de stockage d'énergie.
• Gestion des charges — coordonné avec le contrôleur pour une durée de vie optimale de la batterie et une autonomie prévisible.

La technologie LiFePO4 est aujourd'hui la technologie dominante dans les lampadaires solaires en raison de sa durée de vie et de sa tolérance à la température ; nous fabriquons des cartes BMS adaptées au nombre de cellules, à la capacité et à la stratégie d'équilibrage de votre système.

4. Le module d'éclairage LED et le pilote CC

La nuit, l'énergie stockée alimente la charge LED. Puisque la source est une batterie, le circuit de commande est un étage à courant constant à entrée CC plutôt qu'un circuit alimenté par le secteur ; mais le module lumineux lui-même est la même carte à noyau métallique en aluminium que celle utilisée dans tout lampadaire de qualité.

• Moteur léger MCPCB en aluminium — construit sur notre PCB LED en aluminium Ligne pour une évacuation rapide de la chaleur.
• pilote à courant constant CC — Pilote d'alimentation par batterie avec variation d'intensité et temporisation ; voir Circuit imprimé de pilote de LED.
• LED SMD ou COB — SMD pour une optique uniforme sur toute la surface de la route, COB pour des têtes compactes à haut flux.
• Conception thermique - le même conception thermique des LED La discipline est de mise ; l'efficacité est doublement importante hors réseau car chaque watt de chaleur perdue représente une perte d'énergie pour la batterie.

5. Intégration tout-en-un : quatre cartes fusionnées en une seule

Le segment qui connaît la croissance la plus rapide est celui des lampadaires solaires tout-en-un, où le panneau, la batterie, le contrôleur, le capteur et le module LED sont intégrés dans un seul boîtier compact. Sur le plan électrique, cela représente un défi d'intégration : le contrôleur, le système de gestion de batterie (BMS), le pilote CC et parfois le module LED doivent coexister sur une ou deux cartes étroitement intégrées, souvent avec la couche d'aluminium du module LED collée au couvercle du dissipateur thermique.

• cartes multifonctions intégrées — combinant contrôle de charge, protection et pilotage sur un circuit imprimé multicouche en aluminium où la couche LED évacue également la chaleur vers le boîtier.
• Gestion de l'alimentation compacte — en intégrant la chaîne énergétique dans un profil mince grâce à des pratiques à haute densité de puissance.
• Détection de mouvement et d'environnement — Entrées de capteurs PIR ou radar et gradation adaptative sur la même carte de commande.
• Cloison thermique — en maintenant la couche LED chaude thermiquement séparée de la batterie sensible à la température, un détail clé en matière de fiabilité dans les conceptions intégrées.

Nous réalisons des prototypes de ces produits sous forme d'unité unique afin que vous puissiez valider l'ajustement, le comportement thermique et l'autonomie avant de vous engager dans une production en volume.

6. Durcissement extérieur des composants électroniques solaires

Les panneaux d'éclairage solaire sont exposés aux mêmes agressions extérieures que tout autre luminaire routier, auxquels s'ajoute la contrainte thermique supplémentaire d'une batterie qui ne doit pas surchauffer. Nous renforçons l'ensemble du panneau :

• Revêtement enrobant sur tous les forums fréquentés ; voir revêtement enrobant.
• Résistance à l'humidité et à la pénétration en utilisant notre PCB étanche Méthodes de fabrication, importantes pour les composants électroniques montés sur châssis.
• Conception à large plage de températures — composants et agencement adaptés aux températures extrêmes qu'une tête solaire étanche atteint en plein soleil.
• Protection contre l'inversion de polarité et les surtensions sur l'entrée du contrôleur pour survivre aux erreurs de câblage sur le terrain et aux transitoires induits.

7. Dimensionnement du système : adaptation du panneau, de la batterie et de la charge

La difficulté majeure de la conception d'un lampadaire solaire ne réside pas dans une seule carte électronique, mais dans l'équilibrage de l'ensemble du système afin que l'éclairage fonctionne de manière fiable toute la nuit, même par temps nuageux, et ce, en toutes saisons. L'électronique doit être conçue en fonction de cet équilibre énergétique.

• Journées d'autonomie — La batterie et le contrôleur sont dimensionnés de manière à ce que la lampe continue de fonctionner pendant plusieurs jours de faible ensoleillement ; le BMS et la logique de charge sont réglés en conséquence.
• Correspondance des taux de charge — L'étage d'entrée du contrôleur est adapté à la sortie du panneau afin que la charge soit efficace quelles que soient la température et l'irradiance, ce qui justifie le coût du MPPT.
• Profils de décharge — Des profils de pleine puissance, de luminosité réduite (nuit) et de détection de mouvement sont programmés dans le pilote pour optimiser l'autonomie d'une batterie fixe.
• Déclassement de température — La capacité de la batterie et sa capacité de charge diminuent par temps froid ; la logique de contrôle en tient compte afin de maintenir les performances hivernales.

Nous concevons le contrôleur, le BMS et le pilote comme un ensemble coordonné afin que ces comportements fonctionnent ensemble plutôt que de s'opposer.

8. Surveillance intelligente et gestion à distance

Les grands réseaux d'éclairage public solaire nécessitent de plus en plus de visibilité sur chaque poteau (état de charge, défauts et consommation) sans intervention d'un technicien. Cela ajoute une couche de communication à l'électronique :

• Rapports sur l'état des charges et la santé — Le BMS permet d'afficher l'état de la batterie pour une surveillance à distance.
• Détection de fautes — défauts de charge, défauts de LED et tentatives de sabotage signalés à une passerelle.
• Connectivité sans fil — modules cellulaires, LoRa ou mesh intégrés sur ou à côté de la carte de contrôle.
• Planification adaptative — Profils de gradation réglables à distance pour une gestion centralisée du parc.

Nous intégrons les capteurs et la connectivité à la carte de circuit imprimé afin de permettre un déploiement à grande échelle.

9. Chimie des batteries et conception des packs

La batterie détermine le coût, la taille, la durée de vie et le comportement par temps froid d'un lampadaire solaire ; la conception du BMS et du pack est donc un élément central des décisions d'ingénierie :

• LiFePO4 — le choix dominant en matière de durée de vie des cycles, de sécurité et de tolérance aux températures ; nos cartes BMS sont adaptées à son profil de charge.
• Lithium ternaire (NMC) — une densité énergétique plus élevée pour les luminaires compacts, avec une protection adaptée en conséquence.
• Équilibrage cellulaire — en veillant à ce que les batteries multicellulaires soient compatibles pour une capacité utilisable maximale et une longue durée de vie.
• Précision de l'état de charge — afin que le contrôleur puisse gérer intelligemment la durée de fonctionnement et la variation d'intensité.
• Coordination de la protection — protections contre la surcharge, la décharge excessive, la surintensité, les courts-circuits et la température fonctionnant comme un seul système.

Nous concevons le BMS en fonction de la chimie, du nombre et de la capacité de vos cellules afin que le pack offre sa durée de vie nominale sur le terrain.

10. Développer un produit d'éclairage solaire avec nous

Le développement de l'éclairage solaire repose entièrement sur l'intégration du système. C'est pourquoi nous concevons le contrôleur, la gestion de la batterie, le pilote et le module d'éclairage comme un ensemble coordonné, plutôt que quatre cartes distinctes. L'analyse de conception en vue de la fabrication porte sur l'équilibre énergétique (panneau, batterie, objectif d'autonomie et profil d'éclairage) et la dissipation thermique qui préserve la batterie dans un module intégré. Nous fabriquons des prototypes de systèmes complets afin que vous puissiez vérifier la charge, la décharge, l'autonomie et le comportement par temps froid avant tout engagement de production en série. C'est le seul moyen fiable de valider un produit hors réseau.

La production est réalisée selon notre système ISO 9001, l'ensemble du système électronique étant approvisionné, fabriqué, câblé et testé pour une seule commande. La maîtrise de toute la chaîne énergétique — fabrication, assemblage et intégration dans une seule usine — garantit la coopération des cartes plutôt que leur interférence, assurant ainsi un fonctionnement fiable toute la nuit.

11. Électronique d'éclairage solaire clé en main

En tant qu'usine de fabrication et d'assemblage de circuits imprimés complète, nous pouvons fournir l'ensemble des composants électroniques pour un lampadaire solaire, testés et prêts à être assemblés dans votre boîtier :

• Toutes les cartes sont fabriquées et assemblées. — contrôleur, BMS, pilote et moteur d'éclairage grâce à notre Assemblage de circuits imprimés LED et assemblage de circuits imprimés clé en main prestations de service.
• Approvisionnement en composants — panneaux, cellules, capteurs et connecteurs que vous avez fournis ou que vous vous êtes procurés.
• Intégration et câblage — la chaîne porte-câbles câblée et testée en laboratoire de bout en bout.
• Validation fonctionnelle et en temps réel — Profil de charge, de décharge et d'éclairage vérifié avant expédition.
• Gestion de programme centralisée Via notre assemblage de circuits imprimés à guichet unique après-vente.

12. Capacités et spécifications des circuits imprimés pour l'éclairage public solaire

Le tableau ci-dessous récapitule nos capacités de fabrication et d'assemblage pour l'électronique des lampadaires solaires, des modèles standard aux systèmes hors réseau avancés :

Lors de l'analyse DFM gratuite, nous vous recommandons la configuration de contrôleur, de batterie et de pilote qui correspond à la puissance de votre panneau, au climat et à l'autonomie souhaitée.

13. Comment commander — Fichiers, quantité minimale de commande et délai de livraison

Commander un circuit imprimé pour lampadaire solaire chez Highleap Electronics est simple, que vous disposiez déjà des fichiers de production ou seulement d'un cahier des charges. Chaque devis inclut une analyse gratuite de la faisabilité de fabrication (DFM), et notre commande minimale est d'une seule unité, sans supplément pour le prototype.

Quels fichiers envoyer

• Fabrication de circuits imprimés uniquement — Fichiers Gerber RS-274X (toutes les couches de cuivre, de masque de soudure et de sérigraphie), fichier de perçage Excellon, contour de la carte sur la couche mécanique et notes de fabrication couvrant le substrat, le diélectrique, le poids du cuivre, la finition de surface et la couleur du masque de soudure.
• Assemblage PCB (PCBA) — ce qui précède, plus une nomenclature avec les références et les quantités des pièces du fabricant, et un fichier Pick-and-Place (Centroid) pour les composants CMS.
• Électronique de luminaire clé en main — Les éléments ci-dessus, ainsi que les fichiers mécaniques (STEP/DXF) du dissipateur thermique ou du boîtier, les détails optiques, les spécifications du pilote ou du système de contrôle, le firmware le cas échéant, et tout élément graphique de marque ou d'emballage. Si des fichiers sont manquants, veuillez nous envoyer ceux dont vous disposez ; notre équipe d'ingénieurs identifiera les éléments manquants lors de l'analyse de fabricabilité (DFM).

Quantité minimale de commande et prix

• La quantité minimum de commande est unité 1 pour la fabrication et l'assemblage, sans frais de pénalité pour le prototype.
• Des remises sur volume s'appliquent à partir de 10, 50, 100, 500 et 1 000 unités et plus.
• Des modules clés en main pour moteurs légers et systèmes d'entraînement sont disponibles même en petites séries ; nous conservons vos fichiers afin que les commandes répétées n'aient pas à recalculer les coûts d'ingénierie.

Les délais

• Fabrication de PCB — 5 à 7 jours ouvrables en standard ; 24 à 48 heures en express, sous réserve de confirmation de capacité.
• Assemblage PCB (PCBA) — 7 à 12 jours ouvrables, approvisionnement des composants inclus ; 5 jours en express pour une nomenclature en stock.
• modules clés en main — généralement de 12 à 18 jours ouvrables en fonction du substrat, de la protection (revêtement ou enrobage) et du volume.
• Tous les délais de livraison sont confirmés dans votre devis et commencent à partir de la confirmation de la commande et de l'approbation du fichier.

Certifications et normes : ISO 9001 gestion de la qualité, IPC Classe 2 et Classe 3 Chaque carte bénéficie d'un contrôle qualité rigoureux, incluant des tests AOI et des tests fonctionnels sous éclairage. Des contrôles par rayons X, une validation en temps réel et un test de rodage sont également disponibles. Nous expédions dans plus de 40 pays avec un suivi complet et fournissons la documentation de conformité sur demande. Pour les projets de circuits imprimés d'éclairage public solaire à LED, veuillez soumettre les fichiers Gerber, la nomenclature, les notes relatives au contrôleur de charge solaire, les exigences de gestion des batteries et les quantités cibles via le formulaire de devis en ligne afin que Highleap Electronics puisse examiner le dossier complet de la carte.

14. Circuit imprimé pour lampadaire solaire — Foire aux questions

Quelle est la différence entre les cartes de contrôle de charge solaire MPPT et PWM ?

Un contrôleur PWM relie le panneau à la batterie via un simple interrupteur et fonctionne de manière optimale lorsque les tensions du panneau et de la batterie sont très proches. Un contrôleur MPPT est un convertisseur à découpage qui recherche en permanence le point de puissance maximale du panneau et convertit la tension excédentaire en courant de charge supplémentaire, permettant ainsi de capter davantage d'énergie, notamment par temps froid ou en faible luminosité. Le MPPT est plus coûteux, mais il constitue le meilleur choix pour les grands lampadaires solaires où chaque wattheure compte.

Est-il possible de concevoir un tableau électrique intégré tout-en-un pour l'éclairage public solaire ?

Oui. Nous concevons et fabriquons le contrôleur, la gestion de la batterie, le pilote CC et le module LED en aluminium sous forme d'une ou deux cartes étroitement intégrées pour les luminaires tout-en-un. Cela inclut le collage de la couche LED au couvercle du dissipateur thermique et l'isolation de la chaleur loin de la batterie. Nous réalisons un prototype complet afin que vous puissiez valider l'ajustement, le comportement thermique et l'autonomie avant la production en série.

Quelles sont les caractéristiques chimiques des batteries prises en charge par vos cartes BMS ?

Nous concevons des cartes de gestion et de protection pour batteries LiFePO4, Li-ion et lithium ternaire, optimisées en fonction du nombre de cellules, de la capacité et de la stratégie d'équilibrage. La technologie LiFePO4 est privilégiée pour l'éclairage public solaire grâce à sa longue durée de vie et sa tolérance aux variations de température. Nos cartes intègrent l'équilibrage des cellules ainsi que des protections contre les surtensions, les surintensités, les décharges profondes et les surchauffes.

Les cartes électroniques incluent-elles une protection contre l'inversion de polarité et les surtensions ?

Oui. L'entrée du contrôleur de charge est protégée contre l'inversion de polarité afin de pallier les erreurs de câblage sur le terrain, et contre les surtensions dues aux transitoires induits. Associée à un revêtement conforme et à une conception résistante à l'humidité, cette protection garantit la fiabilité des composants électroniques pendant de nombreuses années d'utilisation en extérieur.

Êtes-vous un fabricant spécialisé dans l'éclairage solaire ou une usine de circuits imprimés en général ?

Nous sommes une usine spécialisée dans la fabrication et l'assemblage de circuits imprimés (PCB), et l'éclairage solaire LED fait partie des applications que nous proposons dans le cadre de notre service intégré. Vous bénéficiez ainsi de l'expertise d'un spécialiste (modules LED à noyau métallique, contrôleurs MPPT, cartes BMS, drivers CC et intégration complète) combinée à l'envergure d'un fabricant d'électronique généraliste qui produit également des cartes pour les secteurs de l'alimentation, de l'industrie, de l'automobile et de l'électronique grand public. La fabrication de vos systèmes électroniques d'éclairage solaire est réalisée sur les mêmes lignes de production (fabrication, CMS, revêtement et test) que celles utilisées pour nos autres produits.