一種led太陽模擬器光學系統的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種LED太陽模擬器光學系統，適用于LED太陽模擬器的光學設計。本發明從LED太陽模擬器的燈珠排布、透鏡設計、控制方式進行論述。光源部分采用300nm-1100nm波段內各種峰值波長的LED。光譜匹配根據國際標準對各波段內光譜輻照度的分布結合AM1.5條件下太陽光光譜的分布進行匹配。光學系統的設計方式是，同種峰值波長LED集成為一個模塊，該模塊用一個透鏡實現有效輻照面上的輻照均勻，所用透鏡的個數等于所用LED的種類。該設計方法能夠實現LED太陽模擬器在有效輻照面上實現IEC60904-9-2007規定的AAA級標準。
【專利說明】
一種LED太陽模擬器光學系統
技術領域
[0001]本發明屬于新能源裝備領域，研制了一種LED太陽模擬器光學系統。
【背景技術】
[0002]太陽模擬是利用人工光源模擬太陽光輻照特性的一門技術。太陽模擬器的應用領域非常廣泛，大型太陽模擬器是航天技術中衛星空間環境模擬的主要組成部分，主要用于完成衛星的熱平衡試驗，檢驗衛星的熱設計。中小型太陽模器用于衛星姿態控制的太陽敏感器地面模擬試驗與標定及地球資源衛星多光譜掃描儀太陽光譜輻照響應的地面定標，同時中小型太陽模擬器在光伏科學與工程過程中也是必不可少的設備之一。
[0003]目前國內外使用的太陽模擬器的光源均采用氙燈作為光源，具有壽命短、成本高、體積大等缺陷。
[0004]利用LED作為太陽模擬器的光源，能夠很大程度上的縮小太陽模擬器的體積和減小使用功率，達到稍便攜、節能、維護成本低的特點。但目前LED太陽模擬器光學系統的設計多是陣列排布，實現有效輻照面的均勻度困難大，控制電路復雜，因此，設計一種易于實現有效輻照面均勻度并且電路控制簡單的LED太陽模擬器光學系統就很有必要。本發明設計了一種LED太陽模擬器光學系統，可以實現有效輻照面的均勻性、穩定性。
【發明內容】
[0005]本發明要解決的技術問題是提供一種能夠同時實現輸出的輻照強度達到1000W/m2、光譜匹配度彡5%、輻照不均勻度彡2%的適用于任何尺寸的LED太陽模擬器的光學系統。
[0006]本發明要解決的技術問題是提供一種光學系統，有效輻照面的光譜分布要符合國際標準IEC60904-9-2007中AMl.5條件下太陽模擬器光譜分布的要求。
[0007]本發明采用LED作為的光源，同一峰值波長的LED集成為一個模塊，每個模塊分別設計一個透鏡實現有效輻照面的輻照均勻，最終達到輻照強度的指標要求。
[0008]為解決光譜匹配問題，本發明采用300nm-1100nm波段范圍內所有不同波長的LED進行光譜的匹配，實現全波段的光譜匹配。
[0009]為解決有效輻照面上輻照不均勻度的要求，本發明采用LED集成控制模式，結合均光透鏡結構。通過采用將LED光源模塊化均光控制的方法，達到有效輻照面的輻照不均勻度的技術指標要求。
[0010]技術指標
本發明能夠達到IEC60904-9-2007標準中規定的技術指標要求。
[0011 ] 本發明能夠達到下列指標:
a)福照度1000 ff/m2；
b)光譜匹配:滿足AMl.5光譜輻照度分布；
c)輻照不均勻度彡2.0% ；
以上所述為本發明專利的優選實施例，并非因此限制本發明專利的范圍，凡是利用本發明專利所做的等效結構變換，或直接或間接運用在其他相關技術領域，均包括在本發明專利的保護范圍之內。
【主權項】
1.LED太陽模擬器光學系統，其特征在于:模擬器光源采用固體光源LED，光學系統采用同種峰值波長LED集成模塊，分類控制均光。2.根據權利要求1所訴，LED太陽模擬器采用的LED光源包括各類單色光LED。3.LED太陽模擬器通過組合各類不同波長的LED，實現AMl.5條件下光譜輻照度分布，實現300nm-1100nm全波段光譜的匹配；使用任何不同LED波長組合光源研制LED太陽模擬器均在權利要求保護范圍之內。4.根據權利要求1所訴，LED太陽模擬器光源部分采用分類集成排布的結構，任何形式的LED分類集成排布結構均在權利要求保護范圍之內。5.根據權利要求1所訴，LED太陽模擬器光學系統采用同種峰值波長LED用一個透鏡均光系統，同種LED采用任何結構的透鏡均在權利要求保護范圍之內。6.根據權利要求1所訴，LED太陽模擬器光源陣列采用同種LED單獨控制模式，單獨控制模式能夠實現有效輻照面上輻照強度的調整。7.根據權利要求5所訴，LED光源部分采用同種LED單獨控制模式，任何形式的串聯、并聯控制方法均在權利要求保護范圍之內。8.根據權利要求1所訴，本發明專利實現的LED太陽模擬器光學系統能夠實現任意尺寸的有效輻照面積，依此結構設計生產的任何尺寸的LED太陽模擬器均在權利要求保護范圍之內。9.根據權利要求1所訴，LED太陽模擬器光學系統采用同種LED集成控制，任何LED太陽模擬器光學系統只要使用LED集成控制均在權利要求保護范圍之內。
【文檔編號】F21V23/00GK105864718SQ201510030098
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2015年1月22日
【發明人】李果華, 朱孔碩, 孫健剛
【申請人】李果華