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太陽能路燈電路設(shè)計
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太陽能路燈電路設(shè)計

2021-03-08

    太陽能LED路燈系統(tǒng)主要由太陽能電池組件、LED燈具、燈桿和控制箱(內(nèi)有充電器、控制器、蓄電池等等)四部分構(gòu)成,系統(tǒng)采用的是雙電源供電。系統(tǒng)電路主要由太陽能電池、蓄電池、充電電路、升壓電路、控制電路、電LED驅(qū)動電路和LED陣列組成。LED具有對電壓敏感的特性,本設(shè)計選用的是杭科電子公司制造的型號為HKP-D1W1的30顆的白光LED。從圖2(A)所示的LED特性曲線圖可知,當(dāng)正向電壓達(dá)到3.4V以后只要稍微改變順向電壓,正向電流就會有很大的變化。LED陣列采用5行6列的形式,電路如圖2(B)所示。LED選用同一公司同一批次的產(chǎn)品,這樣可以認(rèn)為每顆LED的特性基本相同的。因此流過每一列LED的電流均為350mA,也就是該一型號的LED的典型工作電流。系統(tǒng)的照明功率約為40W。太陽能路燈控制器通過控制PWM開關(guān)的占空比來實(shí)現(xiàn)PV輸入電壓的擾動,然后檢測PV的電壓與電流來確定下一步擾動方向,從而使PV電壓保持在最大功率點(diǎn)附近,實(shí)現(xiàn)有效的最大功率點(diǎn)跟蹤。在實(shí)現(xiàn)MPPT的同時,通過監(jiān)測電池的電壓與電流實(shí)現(xiàn)科學(xué)的電池充電管理。


太陽能路燈電路設(shè)計


     一個良好的系統(tǒng)控制電路對太陽能LED路燈來說是至關(guān)重要的。其基本功能是實(shí)現(xiàn)對蓄電池過放保護(hù)、自動識別周圍環(huán)境以及路燈的自動控制等。為了保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性,本文所設(shè)計的太陽能LED路燈支持雙電源供電:當(dāng)連續(xù)的陰雨天超過4天時或者蓄電池電壓降低時,系統(tǒng)將會開啟市電模式,并及時對蓄電池充電。電路作為太陽能LED路燈的控制電路,其核心元件是AT89C52單片機(jī)。路燈的AC-DC電源的輸出功率一般選擇比額定總功率高出1.5倍~2.5倍之間,太陽能LED路燈總功率約為40W左右,因此選擇了型號為HTSP-100F-24,輸出電壓為24V,最大輸出電流為4.5A的開關(guān)電源。K2連接著蓄電池和升壓電路,K1連接著充電電路和蓄電池,K3連接著24V開關(guān)電源和驅(qū)動電路。比較器采用了最普通的集成運(yùn)放LM358。其輸出端接單片機(jī),正端連接到一個基準(zhǔn)電壓源上,該基準(zhǔn)電壓源的型號為LM385-2.5,用于產(chǎn)生2.5V的比較電壓,R3是限流電阻。蓄電池的電壓經(jīng)過R1和R2分壓后接比較器的負(fù)端。當(dāng)反饋后來的電壓低于2.5V時,比較器反轉(zhuǎn),系統(tǒng)就認(rèn)為蓄電池電量不足,于是就啟動欠壓保護(hù)并進(jìn)入市電供電模式。D4是光敏二極管,R7是限流電阻。


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