太阳能LED路灯照明系统设计

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1、建筑电气太阳能LED路灯照明系统设计李雪梅，邱望标，李操(贵州大学机械5-程学院，贵州贵阳550003)[摘要]以光控为主、时控为辅的太阳能LED路灯照明系统，采用SIEMENSLOGO112／24RCPIC控制器，提供恒电源的DC／DC转换电路，对蓄电池组实现分只同时均充管理，提高了太阳能的利用率和系统的寿命。关键词LED照明分只同时均充PLC0引言联，统一充电。这种充电方法没有考虑到各只蓄电池之间的内阻、容量、化学特性的差异，易使蓄电池组在中国，照明所消耗的电能占全国用电量的12％中某些电池产生

2、过充放电，使得电池性能下降，从而左右，在能源消耗中占很大的份额。LED作为节能的导致整组蓄电池性能急剧下降。为此，采用一种新型先锋，将是照明的主流。太阳能与半导体照明的结合的蓄电池充电方法——分只同时均充法，充电原理如应用将是能源和环保主题中的一大亮点。r。图2所示。首先，太阳能电池板的输出电压经过各均充模块对各只蓄电池均衡充电，同时管理系统对各只1太阳能路灯照明系统]蓄电池进行实时电压检测。若发现某只蓄电池达到充电满值电压时，由PLC发出指令，立即停止对该只蓄太阳能路灯系统是利用太阳能电池的光伏效

3、应，电池的充电，其余未充满的各只蓄电池继续均衡充将太阳光能直接转换成电能，再用于照明的系统。一套基本的太阳能路灯系统原理框图如图1所示。电，直至所有蓄电池都充满为止。蓄电池分只同时均充法既保证了蓄电池组中每只蓄电池均能“充满”，又能保证每只电池不会发生过充电及过放电情况，提高了蓄电池组容量的有效利用率及每只蓄电池的使用寿命。图1照明系统框图(1)太阳能电池板是太阳能路灯系统中的能量来源部分，其作用是将太阳能直接转换成电能，供负载使用或存贮于蓄电池内备用(2)PLC的基本作用是为蓄电池提供最佳的充电电

4、流和充电电压，实现快捷、平稳、高效充电，并在充电过程中减少损耗、尽量延长蓄电池的使用寿命，同时防止蓄电池过充电和过放电。(3)DC／DC转换模块将太阳能电池输出的非稳定电压转换成稳定的直流电压，对蓄电池组进行分只同时均衡充电，使蓄电池组储存能量。(4)蓄电池将太阳能阵列发出的直流电直接储存起图2均充模式原理框图来，供负载使用。(5)LED灯具作为太阳能路灯系统的负载，理想的3系统电路设计灯具既要高效照明，又要尽可能的降低功率损耗。3．1oc／oc转换电路[3]2蓄电池的充电管理方式由于日照强度、环境

5、及负荷的变化，太阳能电池板输出的直流电压不稳定，使得低电压得不到利用以系统所采用的12V蓄电池组是由6只2V的蓄电池及不能直接用于蓄电池充电。因此，本系统设计了串联形成。传统的充电方法是把整组6只蓄电池串DC／DC转换模块进行稳压，经DC／DC转换后的电压收稿日期：2008一l2一O8为2．5V。原理如图3。作者简介：李雪梅(1977一)，讲师，硕士研究生，主要研究方向L4960是ST公司生产的单片开关电源稳压芯为机电传动与控制设计。片，其内部功能电路主要包括5V基准电压源、误差电工技术l2009l

6、3期I13建藐电气组的正负极，输出端Q5接继电器K5，当按下启动按钮SB1时，继电器K5通电，对应的常开触点闭合，系统的电压检测电路工作，系统对蓄电池进行充电或者放电管理。PLC控制器外部接线图如·图5所示，控制流程图如图6所示。图3DCIDC电路原理图放大器、锯齿波发生器、PWM比较器、功率输出级、软启动电路、输出限流保护电路以及芯片过热保护电路。L4960的输出电压为5～40V，最大输出电流为2．5A；为了使输出电压能从0起调，先由7905集成电路产生一个一5V电压，然后与L4960的4脚相连，

7、使VGND=一5V，这样L4960输出电压的调节范围就变图4蓄电池端电压检测电路图成O～35V。三端反向稳压芯片L7905的输入电压为7～35V，输出电压为一5V，最大输出电流为1．5A，封装形式有TO-220、TO-220FP、TO-3、D2PAK，并具有过载、短路保护。3．2蓄电池电压检测电路[4]蓄电池电压检测电路用来检测各单只蓄电池的电压是否达到过充电、过放电电压设定值，它以电压比较器为核心。本系统采用LM358双运算放大器电路来实现电压检测功能。蓄电池端电压检测电路示意图如图4所示。通过对

8、电池电压的检测和比较，系统既保证蓄电池组中各只蓄电池不会发生过充电及过放电，又能保证整组蓄电池不会发生过充电及过放电，实现了对蓄图5PLC外部接线图电池组中单只蓄电池的均衡管理，具有无人值守塑统三开堡、r——L—。j蓄电池停1功能，可以大大提高蓄电池组容量的有效利用率———]／I壅皇I天及每只蓄电池的使用寿命。3．3PLC接线图PLC的I+和M端连接在蓄电池组的正负极，同时接上熔断器以保护PIC。输入端I7接启控作用Il光箨罹角关动按钮，按下SB1，P1C开始工作；I