推荐：太阳能路灯_上海太阳能路灯_太阳能路灯价格_太阳能路灯厂家_太阳能led路灯

高性能太阳能路灯系统方案　　

在保守的太阳能路灯零碎中，一般颠末防电流倒灌二极管将太阳能板和蓄电池直接相连，这将导致太阳能板的操纵服从低，同时容易使蓄电池持久处于欠充塞形状，形成其使用寿命的扩大。本文在研究太阳电池电路模型的基本上，提出了一种数模混合的功率点追踪（Maxim Power Point Tracking，简称MPPT）策略，它可水准地操纵太阳能，同时对固态光源LED 的驱动电路做了研究，末端用实验考据了该管理的高效性和适用性。

　　一、弁言

　　随着固态光源的发展，LED 的应用已再也不仅仅范围于指挥灯范围，它凭借寿命长，光效高等长处在现代照明琐屑中日益凸现性。伴随着光伏技艺的发展，大功率高亮度LED 更以其高效、节能而进一步引起了社会各界对该光源的广泛存眷。但当前，LED 太阳能路灯还存在因灯驱动电路导致LED 光衰征兆及太阳能操纵率不高等不足。业界广泛认为LED的恒流驱动对抑制光衰功效明显。

　　保守的太阳能路灯充电零碎中，一般颠末防电流倒灌二极管将太阳能板和蓄电池直接相连，这将导致太阳能板的工作点偏移功率点（MaximPower Point，简称MPP），而未有用操纵太阳能板的可输出功率；同时容易使蓄电池因供能不足而持久处于欠充塞形状，形成寿命扩大。本文在研究太阳电池电路模型的基本上，阐发了恒压追踪[1]、扰动观察[2，3]等功率追踪（MPP Tracking，即MPPT）法，提出了一种数模混合的MPPT 策略，它可使太阳电池的输出坚定在MPP 相近，从而有用操纵了太阳能板可输出的功率。

　　二、太阳电池的电路模型

　　图1 示出太阳电池的电路模型。一般，质料内部的等效并联电阻Rsh 值大，而质料内部的等效串联电阻Rs 值很小。

图1 太阳电池的电路模型

　　图中Is---由光生伏应孕育出产生的电流

　　输出负载RL 上的电压电流关系为：

　　式中q，k---电子电荷量及波耳兹曼常数

　　A---太阳能板的志向成分，A=1~5

　　T---太阳能板的温度

　　Ios---太阳能板的逆向饱和电流，和T有关

由上述对于太阳能板电路模型的阐发可见，太阳电池的输出是一个随光照条件及温度等成分变换的冗杂变量。图2示出太阳电池在标准测试条件下，即光照1kW/m2 ，T=25℃ 时的典型输出本性。

图2 太阳能板的典型输出本性曲线

　　太阳能板的输出开路电压uoc 和输出短路电流isc的值由生出产厂给出。

　　三、电路工作道理

　　当前，市场上绝大一小部分太阳能路灯凡是经由防电流倒灌二极管将蓄电池和太阳能板直接相连以充电的。图3 示出保守的充电电路。

图3 保守的充电电路

　　这类做法的误差是它将使太阳能板的输出电压Uarr 被蓄电池箝位在其电动势12V 摆布，也即其工作点被制约在图2 的Q 点，这将使太阳能板的输出功率Parr 大幅度降低。

　　在太阳能板和蓄电池组中列入DC/DC电路，经由对其进行管制，调节Uarr，从而使其坚定在图2 的P 点，以便能有用操纵太阳能板的可输出功率。在标准测试条件下，太阳电池的工作电压和其开路电压之间存在一个特定的比例关系，基于该思想孕育出产生了恒压跟踪MPPT策略，但在非标准条件下，着适用性较差。操纵扰动开关管的工作占空比D，直至输出功率Parr 达到的扰动观察法，在接头MPP 上更具通用性。

　　关于Buck 电路，存在UarrD=Ubat 关系，所以：

　　式中Ubat ---蓄电池电压

　　式（1）代入得：

　　由图2 可知，在MPP 时，dParr /dUarr=0，（d2Parr /dUarr2）<0，因此可由式（3）和式（4）化简为：

　　因此，输出功率和D 的关系和图2 中的P 和U关系相通。从而可经由扰动D，实现输出功率的变换，并接头出MPP.因为输出电压即蓄电池的充电电压短期内变换不大，在进行D 扰动接头MPP 时期可相通认为恒定，因此输出功率的大小直接反馈在输出电流即蓄电池的充电电流上，经由采样该充电电流值，从而判断出输出功率随D 扰动的变换环境，以便进行MPPT.为了进步管制精度和驱动才具，单片机和开关管间列入了D/A 转换和PWM芯片，图4 示出其主电路拓扑。

四、功率点追踪（MPPT）

　　电路接头MPP 的工作道理可简述为：经由络续改动开关管驱动信号的D，直至蓄电池的充电电流达到，当初便可认为太阳电池的输出功率达到，实现太阳电池的功率点追踪。在接头MPP 历程中，根据D 的扰动环境，输出功率有3 类模式，对应9 种大小关系。

图5 示出输出功率随D 扰动的变换环境

　　根据上述模式变换，扰动开关管的D，当检测到今朝输出功率和D 的大小关系为模式2 时，便可认为已搜寻到MPP，同时将以该D 进行工作。

　　思忖到温度及光照条件的改动，太阳电池的输出参数络续变换，同时导致MPP 的漂移，单片机在颠末设定时间后，将再一次做D的扰动，搜寻新的MPP，以保证太阳电池的功率输出，从而有用操纵太阳能。

　　根据上述阐发，编制了关系轨范。图6 示出其妄想流程。

图6 软件妄想流程图

　　经由实验创造，在晴日里差距时候的MPP 处，电路工作的D 均变换不大。因此，为了避免搜寻历程中形成接头时间过久及带来的能量俭约，下耐久刻进行MPP 追踪的搜寻起点设定为上一次MPP 时的D 值。

五、MPPT 策略实验下场

　　主电路的工作频率为100kHz，当搜寻到输出电流达到时，即认为该点为电路工作的MPP，图7 示出当初的驱动信号Ugs 实验波形。可见，此时开关管的D≈0.65，这和实践阐发下场很合乎。表1 给出由上述阐发得到的保守电路和MPPT 电路的对比性执行下场。

　　图7 输出功率时的ugs 波形

　　表1 保守充电电路和MPPT 充电电路的实验下场

　　由表1 可见，保守太阳能充电电路中，15W的Parr 值呈当初早上温度不高、光照比较强的时候，但此时的操纵率仅仅约为68.4%；而接纳带有MPPT 遵从的DC 变幻电路后，输出功率明显上升。

　　六、结论

　　LED日光灯的恒流驱动，对遏止光衰征兆起到了颇有用的作用；经由数模混和的方法，避免了纯挚数字管制所带来的管制精度不高等标题，且单片机的智能管制，使得概略较快的接头到功率点，进步了太阳能板的操纵率及整个路灯照明零碎的从命价格比。

企业名称：上海飞电得力新能源科技有限公司
电话： 传真：
手机：  联系人： 胡经理
地址：上海市嘉定区爱特路185号  
邮箱：51699503@163.com. 
网址：http://tynludeng.ebdoor.com/