家电小知识:高亮度LED太阳能路灯照明系统设计

导读新时代发展越来越快相信很多小伙伴对家电知识这方面很朦胧吧,正好小编对家电方面颇有研究,现在就跟小伙伴们聊聊一篇关于高亮度LED太阳能

新时代发展越来越快相信很多小伙伴对家电知识这方面很朦胧吧,正好小编对家电方面颇有研究,现在就跟小伙伴们聊聊一篇关于高亮度LED太阳能路灯照明系统设计,相信很多小伙伴们都会感兴趣,那么小编也收集到了有关高亮度LED太阳能路灯照明系统设计信息,希望小伙伴们看了有所帮助。

  摘要:在传统的太阳能路灯系统中,通常经过防电流倒灌二极管将太阳能板与蓄电池直接相连,这将导致太阳能板的利用效率低,同时容易使蓄电池长期处于欠充满状态,造成其使用寿命的缩减。本文在研究太阳电池电路模型的基础上,提出了一种数模混合的最大功率点追踪(Maxim Power Point Tracking,简称MPPT)策略,它可最大程度地利用太阳能,同时对固态光源LED 的驱动电路做了研究,最后用实验验证了该方案的高效性和实用性。

  1 引言

  随着固态光源的发展,LED 的应用已不再仅仅局限于指示灯领域,它凭借寿命长,光效高等优点在现代照明体系中日益凸现优越性。伴随着光伏技术的发展,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关注。但目前,LED 太阳能路灯还存在因灯驱动电路导致LED 光衰现象及太阳能利用率不高等不足。业界普遍认为LED的恒流驱动对抑制光衰效果显着。

  传统的太阳能路灯充电系统中,通常经过防电流倒灌二极管将太阳能板与蓄电池直接相连,这将导致太阳能板的工作点偏移最大功率点(MaximPower Point,简称MPP),而未有效利用太阳能板的可输出功率;同时容易使蓄电池因供能不足而长期处于欠充满状态,造成寿命缩减。本文在研究太阳电池电路模型的基础上,分析了恒压追踪[1]、扰动观察[2,3]等最大功率追踪(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稳定在MPP 附近,从而有效利用了太阳能板可输出的最大功率。

  2 太阳电池的电路模型

  图1 示出太阳电池的电路模型。通常,材料内部的等效并联电阻Rsh 值大,而材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1 太阳电池的电路模型

  图中Is---由光生伏特效应产生的电流

  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---太阳能板的理想因素,A=1~5

  T---太阳能板的温度

  Ios---太阳能板的逆向饱和电流,与T有关

  由上述关于太阳能板电路模型的分析可见,太阳电池的输出是一个随光照条件及温度等因素变化的复杂变量。图2示出太阳电池在标准测试条件下,即光照1kW/m2 ,T=25℃ 时的典型输出特性。

  图2 太阳能板的典型输出特性曲线

  图2 太阳能板的典型输出特性曲线

  太阳能板的输出开路电压uoc 和输出短路电流isc的值由生产厂给出。

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