基于双向变换技术的光伏LED照明系统设计.pdf

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1、第46卷第8期电力电子技术Vo1．46，No．82012年8月PowerElectronicsAug．2012基于双向变换技术的光伏LED照明系统设计黄克亚(苏州大学阳澄湖校区，自动控制系，江苏苏州215137)摘要：研究了基于Zeta／Sepic双向变换器的光伏半导体发光二极管(LED)照明系统，提出一种充电控制算法，其既能实现太阳能电池的最大功率点跟踪(MPPT)又能满足蓄电池电压限制条件和浮充特性；设计一种基于HV9930控制芯片的LED恒流驱动电路。构建实验系统，测试表明，控制器可以根据

2、蓄电池状态准确地在MPPT、恒压、浮充算法之间切换，MPPT充电效率较恒压充电显著提升，LED驱动电路恒流效果好。关键词：发光二极管照明；变换器；充电控制；恒流驱动中图分类号：TM615文献标识码：A文章编号：1000—100X(2012)08-0034—03DesignofPhotovoltaicLEDLightingSystemBasedonBi·directionalConverterHUANGKe—ya(YangchengLakeCampusofSoochowUniversity，Suz

3、hou215137，China)Abstract：Photovoltaic(LED)lightingsystembasedonbi—directionalZeta／Sepicisdiscussed．Achargingcontrolalgo—rithmisproposed，thealgorithmusesthemaximumpowerpointtracking(MPPT)scheme，andsatisfiestherequirementofthestoragebattery’Svoltagelim

4、itandfloatchargingcharacteristic．ALEDconstantcurrentdrivecircuitBasedontheHV9930chipisdesigned．Experimentalsystemisbuilt，andresultsshowthatthechargingcon~oHercanbeswitchedpreciselytoworkintheMPPTchargingstatus，theconstantvoltagestatus，orthefloatcharg

5、ingstatusae—cordingtothestatusofbattery．Comparedtllconstantvoltagestatus．theeficiencyofMPPTstatusincreasessisr~一cantly．StablecurrentefectofLEDdrivercircuitisveryweU．Keywords：lightemittingdiodelighting；conve~er；chargingcontrol；constantcurentdriveFound

6、ationProject：SuppoaedbyRailTransitProjectOpenFundofJiangsuProvince(No．KFJJ2011006)；ScientificResearchinUniversitiesPromoteProjectofJiangsuProvince(No．JHZD09-49)1引言2系统组成太阳能是一种巨大、无尽、清洁的绿色能源。常规的光伏LED照明系统DC／DC变换电路LED也是一种环保、节能、高效的固态电光源，将和LED恒流驱动电路为两个相对独立的

7、电路结太阳能技术和LED技术相结合。开发太阳能半导构，系统存在结构复杂、可靠性差和效率低等缺体照明，是最佳的节能、环保组合。独立光伏LED点。这两部分电路原理和结构十分相似，同时光伏照明系统主要由光伏电池阵列、蓄电池、LED照明LED照明系统充电和放电不会同时进行。若将双设备、充电电路、LED驱动电路和控制器组成。光向变换器引入系统．可简化电路结构．改善系统性伏电池板是整个系统最昂贵的部件，为有效利用能，提高系统效率。但若采用单一升压或降压功能太阳能，需对系统进行MPPT：蓄电池是系统最脆的双向

8、变换器。会降低系统的适用范围及灵活性，弱的部件，为延长蓄电池使用寿命，需根据蓄电池特别是在辐照度减弱或蓄电池电能降低的情况特性对蓄电池进行充电和放电：蓄电池输出需要下，不能很好地满足LED照明电路的工作。此处采用一定的驱动电路才能保证LED照明设备可靠设计一种基于Zeta／Sepic双向变换器的独立光伏稳定地工作：以上所有控制功能均由控制器实现。LED照明系统，其结构如图1所示。充放电电路采用双向Zeta／Sepic变换器，通过控制器可在光伏电池和LED负载间灵活地切换。在充电模式下。系基金项目