太阳能供电的LED照明系统设计.pdf

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1、学术探讨应用技术与研究2014年第1-2期太阳能供电的LED照明系统设计陈广滨（暨南大学信息技术研究所，广东广州510075）[摘要]由于太阳电池和LED的工作电流都是直流，通过太阳电池组件可以通过串并联方式组合得到LED照明系统实际需要的电压。本文将研究太阳能与LED结合的高能源利用率、高安全性能和可靠性的照明系统，重点研究太阳能的充电电路、LED智能照明的控制电路和LED驱动电路。结果证明本文的设计提高了太阳能的利用效率和降低了整个照明系统的能耗，同时有望发展成为借助于并网技术实现蓄电池充放能量的技术方案。[关键词]太阳能；LED；智能充电；智能控制电器各种转换电压随电

2、池电压的温度系数的变化而变化，从1．引言而使密封铅酸蓄电池在很宽的温度范围内都能达到最佳充石化能源危机时代的降临和能源使用成本的全面上涨电状态。正加剧了世界能源危机，世界各国都在寻求解决能源危机的UC3906的一个非常重要特性就是具有精确的基准电办法[1-2]。一条道路是寻求新能源和可再生能源的利用；另一压，其基准电压随环境温度而变，且变化规律与铅酸电池电条是寻求新的节能技术，降低能源的消耗，提高能源的利用压的温度特性完全一致。同时，芯片只需1.7mA的输入电流效率[3-5]。太阳能是地球上最直接最普遍也是最清洁的能源，就可工作，这样可以尽量减小芯片的功耗，实现对工作环境是

3、一种巨量可再生能源[6-9]。太阳能光伏电池的发电原理是温度的准确检测，保证电池既充足电又不会严重过充电。除光生伏特效应，对晶体硅太阳能电池来说，开路电压的典型此之外，芯片内部还包括一个输入欠压检测电路以对充电周数值为0.5-0.6V，通过光照在界面层产生的电子一空穴对越期进行初始化。同时使用UC3906只需很少的外部元器件就多，形成的电流越大。界面层吸收的光能越多，同样形成的可以实现对密封铅酸蓄电池的快速精确充电，电路搭建简电流也越大。目前应用和研究的太阳能电池主要有硅太阳单。能电池、化合物半导体电池和染料敏化太阳能电池。而节能由于只需很少的外部元件就可以在很宽的温度范围

4、内技术研发方面以LED照明最为显著[10-12]，随着相关技术的深实现电池的精确快速充电，所以采用UC3906简化了蓄电池入研究，LED的发光效率正在不断提高，超高亮度的LED将充电器的设计过程。要问世，势必会取代普通照明电光源，并大量节约能源且无污染[13-17]。由于LED的工作电流是直流，且工作电压较低。太阳电池将光能转化为直流电能，且太阳电池组件可以通过串并联方式组合得到实际需要的电压。这些特点恰好与LED相匹配，两者结合将获得很高的能源利用率、较高的安全性能和可靠性，实现节能、环保、安全、高效的照明系统，实现十分完美的结合[18-21]。本文将研究太阳能与LED结

5、合的太阳能驱动LED照明系统，重点研究太阳能的充电电路、LED智能照明的控制电图1智能充电器基本原理路和LED驱动电路。充分利用两者的结合不需要将太阳能电池产生的直流电转化为交流电，因此大大提高了整个照明以12V7Ah铅酸蓄电池为例，设计的智能充电器基本原系统的效率。同时，借助于并网技术或利用蓄电池充放能理如图1，充电器的输出电压、电流和各状态的转换电压由量，使其优势更加明显。R1、R3、R4、R6和R7决定。2．充电电路的设计当Vref在25℃时为2.3V时：根据选用的蓄电池是12V铅酸充电电池，所以采用基于R+RR+RV=V(1+34+34)15V=ocrefUC390

6、6密封铅酸蓄电池充电专用芯片作为铅酸充电电池的过充电压：R6R7充电芯片，芯片具有环境温度自适应、充放电程度自适应、以R+RV=V(1+34)14.5V=FrefR及限流、欠压保护功能、工作稳定，性能可靠等优点，能使充浮充电压：6——————————————作者介绍：陈广滨，男，广东湛江人，大学，工程师，研究方向：自动化与无线通信。-56-应用技术与研究学术探讨2014年第1-2期过充转换电压：V12=0.95Voc=14.25V浮充转换电压：V13=0.9VF=11.7V延时电路见图3，延时电路采用89C51芯片，当光敏电阻0.25产生“天亮”或“天黑”信号时，芯片启动定

7、时程序，定时一段I==1000mAmax最大充电电流：R1时间后，作出关灯和开灯操作。延时程序框图如图4：0.025
开始I==100mAoc过充终止电流：R13．控制电路的设计初始化LED控制电路采用光敏电阻延时开关方式控制白光延时LED灯的亮灭。光敏控制电路见图2，光敏开关供电采用5V恒压供电，为光敏电阻提供一个静态工作状态，保证光敏电阻工作稳定。当天亮有光照时，光敏电阻阻值变小，光敏电读口阻的信号输出端产生低电平输出，当天黑没有光照时，光敏电阻阻值变大，光敏电阻的信号输出端产生高电平输出，输