太阳能LED照明控制器

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1、太阳能LED照明控制器专业：电了信息工程（方向）班级：电信2班小组成员：史振宇，孙帅波，武术坤，陆强，吴兰娇，麻丽梅摘要太阳能作为一种新型的绿色可再生能源，具有储量大、利用经济、清洁环保等优点。太阳能的利用越来越受到人们的重视。发光二极管（LED）具有高效、节能、寿命长、环保等优点。基于LED和太阳能电池的优点，本文围绕基于太阳能电池和白光LED的照明系统开展了相应研究。阐述了课题研究背景、光伏照明系统的国内外研究动态及发展趋势。叙述了太阳能电池、蓄电池、白光LED的基础知识。围绕提高太阳电池发电利用率问题，对业已报道的电压反馈法、功率反馈法、扰动观察法、电导增量法等最大功率点跟踪技术方案进

2、行了介绍，并进行了分析评价。提出了一种通过变换太阳电池的串、并联拓扑结构而实现太阳电池组输出参数变化的“太阳能电池串并联切换功率点跟踪法”方案，该方法可以在照度为常数时使太阳电池组具有不同的内阻、电压等输出参数，从而实现“主动”**式功率跟踪。给出了一种采用光压隔离器和VMOS管的低导通电阻的串并联切换开关电路。设计实现了采用MCS89C2051单片机的太阳能LED照明控制器，该控制器具有光控、延时熄灭、延时低亮度三种照明模式以适应不同场所的使用要求。还具有蓄电池过充、过放电保护功能。给出了硬件电路和软件流程图，详细介绍了软、硬件工作原理。通过实际测试，该照明控制器工作稳定可靠。关键词：太阳

3、能照明LED分吋段亮度控制最大功率点跟踪脉宽调制驱动光电池的转换效率及最佳负载匹配光电池的最大输出电功率和输入光功率的比值，称为光电池的转换效率。在一定负载电阻下，光电池的输出电压U与输出电流I的乘积，即为光电池输出功率，记为P,其表达式为P=I・U(2-1)在一定的辐射照度下，当负载电阻K由无穷大变到零时，输出电压的值将从开路电压值变到零，I佃输出电流将从零增大到短路电流值。显然，只冇在某一负载电阻&下,才能得到最人的输出功率P丿(P尸I"/)oR,称为光电池在一定辐射照度下的最佳负载电阻。同一光电池的&值随辐射照度的增强而稍微减少[20]。匕与入射光功率的比值，即为光电池的转换效率％。硅

4、光电池转换效率的理论值，最大可达24%[20],而实际上只达到10%〜18%。可以利用光电池的输出特性曲线直观地表示出输出功率值，如图2-5,通过原点、斜率为tae矶1n二UhRl(2~2)的直线，就是未加偏压的光电池的负载线。此负载线与某一照度下的伏安特性曲线交于P"点，P"点在I轴和U轴上的投影即分别为负载电阻为R/吋的输出电流T"和输出*电压U〃。此吋，输出功率等于矩形01加乩〃的面积[20]ou*图2-5光电池的伏安特性及负载线为了求取某一照度下最佳负载电阻，可以分别从该照度下的电压-电流特性曲线与两坐标轴交点(Uoc,Isc)作该特性曲线的切线，两切线交于几点，连接Pm0的直线即为

5、负载线。此负载线所确定的阻值(Rj=l/加刀〃？)即为取得最大功率的最佳负载屯阻R」。上述负载线与特性曲线交点II在两坐标轴上的投影6、Ij分别为相应的输出电压和电流值。图2-5中画阴影线部分的面积等于最大输出功率值。由图2-5可看出，Rj负载线把电压-电流特性曲线分成I、II两部分,在第一部分，R.XRp负载变化将引起输出电压人幅度变化，而输出电流变化却很小；在第II部分中,R.〉Ri，负载变化将引起输出电流大幅度的变化，而输出电压却几乎不变。光电池的最佳负载电阻是随入射光照度的增大而减小的，由于在不同照度下的电压—电流曲线不同，对应的最佳负载线不同，因此每个光电池的最佳负载线不是一条，而

6、是一簇。2.2蓄电池蓄电池是光伏系统的储能装置，太阳能电池产生的电能先以化学能的形式储存在电池中，在负载需要供电时，蓄电池将化学能转换为电能供应给负载。蓄电池可以反复使用，符合经济实用原则，这是最大优点，蓄电池具有电压稳定、供电可靠、移动方便等优点，广泛用于各个部门和场所。蓄电池的特性直接影响光伏系统的工作效率、可靠性和价格。