智能型太阳能led路灯控制器的分析

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1、万方数据第一章绪论蓄电池充电方法。介绍了蓄电池充电的常用方法、原理，分析了太阳能最大功率点跟踪的意义、原理以及算法研究。第三章，智能型太阳能LED路灯控制器的设计。介绍了系统总体要求和技术指标，给出了智能型太阳能控制器的总体设计方案，设计了基于PICl6C744的主控电路及其外围电路，详细介绍了基于MPPT的充电电路、数据采集电路、LED恒流驱动电路以及保护电路的硬件设计过程。第四章，系统控制软件设计。结合MPPT原理，介绍了控制器的软件总体设计思路、对软件流程和控制策略进行了分析，详细介绍了主程序、基于C．1；tk电路的MPPT算法的充

2、电子程序、恒流驱动子程序、系统时钟、温度补偿等子程序的设计方案和流程，并列举了部分程序代码的编制过程。第五章，系统测试及结果分析。给出实物图，对现场调试过程进行了说明，对主要功能、参数以及关键点波形进行了测试，并给出测试结论。第六章，工作总结与展望。对研究工作进行了总结，并对今后需要开展的工作提出展望。1．4本章小结本章首先提出了能源危机问题，在此背景下，提出智能型太阳能LED路灯控制器这一研究课题，并介绍了这一技术的发展与研究现状，说明了开展本课题研究的目的和意义以及论文研究的主要内容和基本结构。万方数据西安石油大学硕士学位论文第二章太

3、阳能LED路灯照明系统太阳能LED路灯照明系统属于离网式独立单体光伏应用系统，其负载为较小功率的直流负载。通常，系统包括太阳能电池板、蓄电池、控制器、直流负载四个部分[7'8]。太阳能电池为系统提供能源，它将光能转换为电能，其输出功率与光照强度有关，光照越强，输出功率越高。控制器是整个系统中的核心控制部件，通过传感器件，可以对系统的各种运行参数进行智能检测，并作出相应的处理，同时具有保护功能，为系统正常运行提供可靠保障。蓄电池是系统的储能器件，白天光照充足时，系统给蓄电池充电，储存能量，夜晚，蓄电池将为负载提供电能，实现电能的释放。直流负

4、载通常为照明设备，本系统中采用LED作为光源，为提高效率，驱动电路需要进行DC／DC变换。2．1太阳能LED路灯系统组成简介2．1．1系统组成与技术现状太阳能LED路灯照明系统由太阳能电池板、铅酸蓄电池、控制器、LED灯具组成。太阳能LED路灯系统实质上是一个小功率的独立光伏系统。其系统的组成如图2—1所示。；才匪蓍号，=图2-1太阳能LED路灯系统组成在太阳能LED路灯照明系统中，太阳能电池板和铅酸蓄电池己被广泛使用，市场上有成熟的产品可供选择。控制器是太阳能LED路灯照明系统中的核心控制部件，主要完成充电和放电控制，同时，还具有系统状

5、态的实时检测和监控、保护等功能[19】[3¨。因此，要求控制器能长期稳定工作，其性能优劣直接影响系统稳定性和工作寿命，因此，设计重点围绕控制器技术开展研究工作。经过查阅大量文献资料，总结了太阳能控制器的技术现状如下：1．充电方式简单。通常仅采用简单的恒流或恒压充电法，不能根据蓄电池状态调整策略。恒流充电法控制简单，但到充电后期，充电电流使水电解，产生气体，影响蓄电池的使用寿命。恒压充电法，对恒定充电电压要求非常严格，充电的同时，蓄电池的内4万方数据第二章太阳能LED路灯照明系统阻随电量动态变化，充电电流不恒定，严重影响蓄电池的使用。2．缺

6、少放电控制。因在蓄电池对负载放电过程中，控制器没有设置过放保护点，蓄电池易产生过度放电情况，严重影响蓄电池使用寿命。3．对LED路灯驱动方式简单，不具备保护功能。恒流驱动的精度低，严重影响LED的使用寿命，能源浪费大，达不到节能环保的目的。4．一般的控制器不具备状态检测和网络通信功能，不便于集中远程控制和管理。2．1．2控制器的设计要求根据小型光伏系统的特点及环境的特殊要求，吸取了其他控制器的不足，拟对设计的控制器提出以下技术要求：1．体积要小，便于安装和维护。由于其特殊的安装位置，控制器需要在小空间安装，且便于日常维护和检修。2．操作简

7、单，安装方便。控制器与系统各部分之间的连接端口要简单、可靠。不需要复杂操作，非专业技术人员即可安装，便于维护，并且能在室外恶劣环境长期可靠工作。3．总成本低。太阳能LED路灯的前期投入虽然较高，但从长期运行的角度看，如控制器的故障率低，有效节能、充放电效率高，则系统的总成本会大大降低。4．稳定性、可靠性高。控制器通常工作于室外环境，在承受各种恶劣环境，如雷电、高低温以及极端天气等的考验时，应能长期、稳定工作，要求电路具有保护功能。5．功耗低、效率高。为延长蓄电池的使用时间，控制器长时间运行时，其自身功耗应很低，且在充放电过程中能保持最大效

8、率。6．工作寿命长。因太阳能电池板、蓄电池、以及LED的寿命均较长，作为核心控制部件的控制器，其自身寿命应与其它部件匹配。2．1．3控制器的设计原则参照常规电路设计要求和原则，并根据控制器的特