基本信息
- 项目名称：
- 基于Boost型LED恒流驱动技术的户外运动照明帽的研制
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 信息技术
- 大类：
- 科技发明制作B类
- 简介：
- 户外运动照明帽是Boost型LED恒流驱动照明技术与运动安全帽相结合的户外运动型LED照明帽。它很好地将能量收集、照明、人身安全融为一体，使户外装备更加方便实用。该作品以Boost型LED恒流驱动技术为基础，使其光照更加稳定，光强更加一致，并提高电能利用效率；加之以合理的散热器，使其使用寿命更长；采用了太阳能和风能互补发电技术，使能源收集更充足。同时，还可以给手机、MP3充电，使户外运动更加方便。
- 详细介绍：
- 户外运动照明帽是基于LED恒流驱动技术,采用清洁能源(太阳能，风能)供能的户外运动型LED照明帽。它很好地将能量收集、照明、人身安全融为一体，使户外装备更加方便实用。此作品将LED灯与运动安全帽相结合还减少了运动装备的数量，还解决了户外照明和电子产品无处充电的问题，并解决 LED灯忽明忽暗光照不稳定、易发热、使用寿命短的问题。该作品采用Boost升压电路，实现蓄电池较低电压（7.4V）输入，较高电压（24V）恒定输出，能够最大限度的驱动LED个数，增加了光强，减少了蓄电池个数，满足了户外运动者对光亮的更高要求；采用恒流驱动技术使LED灯光照更加稳定、光强更加一致，并采用散热技术使LED使用寿命更长；采用风能与太阳能互补供电，使LED灯能自给自足，同时还可给手机、MP3等电子产品充电，满足了人们在户外运动中对通讯、娱乐的需求。该作品的研究，不仅使户外运动更加安全，而且使户外运动更加便捷，让人们更好的享受户外运动。
作品图片
作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 目的： 为了解决户外照明和手机、MP3等电子产品无处充电的问题，并解决 LED灯忽明忽暗光照不稳定、光强不强、易发热、使用寿命短的问题。同时，为了解决户外运动装备多且重的问题。 基本思路：由太阳能，风能互补切换进行蓄电、供电，通过Boost电路进行升压调节，让电子电路恒流输出，使LED输出光源，并根据需要对电子产品进行充电。 创新点： （1）将LED照明与户外运动安全帽相结合，使户外运动更加安全。 （2）运用高效LED驱动技术，使LED灯达到其最佳发光强度。 （3）低电压供电，并采用升压电路驱动较高电压的LED灯，减少运动装备的重量。 （4）两种清洁能源（风能，太阳能）的互补供电技术。 （5）采用LED散热技术，使LED灯使用寿命更长。 （6）可供手机、MP3等电子产品充电。 技术关键： （1）研究LED的恒流驱动技术，使LED灯光照更加稳定、光强更加一致，提高LED灯的发光效率。 （2）Boost升压电路的研究与应用，使较低电压（7.4V）驱动较高电压（24V）的LED灯。 （3）研究光能和风能的切换为电池充电，使蓄电池得到最有效的充电，满足随时供电的需求。 （4）研究LED灯的散热技术，提高LED散热性能，使LED灯的使用寿命更长。 （5）电子产品充电接口电路的研究，能够使手机、MP3等电子产品充电。 主要技术指标： (1) 输入电压U=7.4v； (2) 恒定输出电流I=150mA； (3) 输出功率P=4.5W；
科学性、先进性
- 目前，在国内市场中仅有几家公司生产类似产品，而那些户外照明产品中并没有运用恒流驱动技术和散热技术，而是普遍采用并联方式，并由蓄电池直接供电。由于LED的电阻是非线性的，微小的电压和温度的变化都会使电流变化很大。随着长时间的使用，LED随着蓄电池电压的减小和其本身的发热，导致电流波动大，从而大大减少了灯的使用寿命。另外，在长时间的野外作业中，电池的充电是一个需要解决的问题。 该作品采用恒流驱动和散热技术，使LED灯使用寿命更长；还运用了太能能、风能互补发电技术，使蓄电池能够随时得到充电，保证了户外随时照明的需求。同时，较小的电压输入，较高的电压恒定输出，能够最大限度的驱动LED个数，使光亮更强，满足了户外运动对光亮的更高要求。解决了现在市场上所出售的LED户外运动照明灯光强不稳定，散热不良等问题，使LED灯的稳定型得到提升，进一步提高了户外运动的安全性。 同时，该作品还研究设计了电子产品充电电路，能够在户外运动中给手机、MP3等电子产品充电，更好的满足户外运动者对通讯、娱乐的需求。
获奖情况及鉴定结果
- 无
作品所处阶段
- 实验室阶段，已完成模型制作
技术转让方式
- 独家转让
作品可展示的形式
- 模型、现场演示、图片
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 本作品采用了太阳能、风能互补发电技术，其能根据太阳能、风能各自发电强弱自行选择最佳发电模式。互补发电技术的运用解决了只由太阳能或风能发电所带来的局限性。Boost升压技术的运用能够在较低电压下最大限度驱动LED灯的个数，使光更强，范围更广。恒流驱动技术的运用则使光照更加稳定，光强更加一致。加以散热技术运用，延长了LED的使用寿命。 Boost型恒流驱动照明帽可广泛应用于户外运动，户外作业，应急等。该作品相比于市场上类似的产品优势明显，其独特的设计特点：环保、轻便、节能、光强、长寿、高效等，更符合户外运动人群的要求，市场前景将不可限量。
同类课题研究水平概述
- LED是半导体照明的简称。它是以半导体芯片为材料的固态光源，依靠电子空穴复合发光，将电能转换成光能的效率高达80%以上。在奥运场馆中，LED技术作为自主创新的代表，被广泛使用。LED能耗仅为白炽灯的10%，荧光灯的50%;它采用固体封装，寿命可达10万小时，是荧光灯的10倍，白炽灯的100倍;它无需使用玻璃真空封装，不产生毒气和汞污染。 经过市场调查发现，目前在国内市场中仅有几家公司生产类似产品。相比较之下，Boost型恒流驱动LED户外运动照明帽优势明显： （1）国内户外照明产品普遍采用由蓄电池直接供电的并联方式照明，由于LED的电阻是非线性的，微小的电压和温度的变化都会使电流变化很大。随着长时间的使用，LED随蓄电池电压的减小和其本身的发热，导致电流波动大，从而大大减少了灯的使用寿命。同时，LED长时间的使用，发出热量较大，从而影响了LED的寿命。为解决此问题，本作品运用Boost型恒流驱动LED和散热技术，进而延长LED灯的使用寿命。 （2）在长时间的野外作业中，电池的充电是一个需要解决的问题。户外运动照明帽很好地考虑了这些问题，采用恒流驱动和散热技术，结合应用太阳能发电、风能发电，使其两者根据外环境形成互补，使蓄电池能够随时得到充电，保证了户外随时照明的需求。同时，较小的电压输入，较高的电压恒定输出，能够最大限度的驱动LED个数，使光亮更强，满足了户外运动对光亮的更高要求。相比于其他照明设备，本作品的光强更强，更符合户外运动。 （3）本作品很好的将太阳能、风能互补发电技术，Boost升压技术，LED恒流驱动技术和散热技术融合在一起，解决了现在市场上所出售的LED照明灯光强不稳定，散热不良等问题。该作品稳定型更强，光照更加稳定，使用寿命更长。在国内户外运动照明产品中，并没有用到太阳能、风能互补发电技术。同时，也很少涉及LED恒流驱动照明、散热技术。 （4）本作品还通过研究电子产品充电的接口，利用太阳能，实现对手机、MP3等电子产品的充电，满足了户外运动爱好者们对通讯，娱乐的要求。在国内产品中还没有出现将照明、电子产品充电合为一体的户外运动安全帽。
