太阳能LED照明系统设计与实现

【摘要】：随着经济的快速发展,以及化石燃料的枯竭,人们面临着越来越严重的能源危机。因此新能源与可再生能源的开发利用受到人们的重视。太阳能作为一种新型清洁能源,具有取之不尽、清洁环保的优点。而且对于分布式光伏发电系统,其电力就地产生就地消化,而且不需要架设输电线路节省输变电投资。目前LED成为新一代绿色光源,具有高效节能的特点。集合光伏发电与LED照明具有十分重要的意义,引领我们进入绿色节能的新时代。 太阳能LED照明系统包括：太阳能电池、DC-DC变换器、蓄电池,LED驱动。本论文在以下章节中分别对它们的原理及工作做了简要介绍。在查阅了大量关于太阳能LED照明系统的文献后,本文设计了一种以SM72442为核心的充电控制器电路,它内部集成了最大功率跟踪(MPPT)算法,可以使太阳能电池工作于最大功率,并使充电效率达到90%。本文在追求最大效率跟踪的基础上也对蓄电池的充电做了保护,当蓄电池处于过放时,先小电流对其充电,达到一定值后,再按照MPPT方式对蓄电池充电,当蓄电池电压达到过充限值值,停止对蓄电池充电,这样可以延长蓄电池的寿命。本文设计了以XL6005为核心的LED驱动电路,其效率可达90%。较好地实现了太阳能LED照明系统的要求,充分利用了太阳能资源。最后设计了PCB电路,调试了电路板,并对实验结果进行了分析,验证了系统设计的正确。 【关键词】：光伏发电 DC-DC变换器 最大功率点跟踪 LED
【学位授予单位】：南京信息工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TM923.34
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-7
• 第一章 绪论7-12
• 1.1 光伏发电的国内外研究现状7-8
• 1.2 光伏发电中的关键技术8-10
• 1.3 论文主要内容10-11
• 1.4 本章小结11-12
• 第二章 太阳能LED照明系统基本构成12-30
• 2.1 太阳能电池12-18
• 2.1.1 太阳能电池的发电原理12
• 2.1.2 太阳能电池的数学物理模型12-15
• 2.1.3 太阳能电池的伏安特性曲线15-17
• 2.1.4 太阳能电池的温度特性17
• 2.1.5 太阳能电池分类17-18
• 2.1.6 太阳能电池容量设计18
• 2.2 蓄电池18-26
• 2.2.1 蓄电池的特性分析18-20
• 2.2.2 蓄电池的主要参数20-26
• 2.2.3 蓄电池容量设计26
• 2.3 白光LED的特征26-29
• 2.3.1 LED的发光原理26-27
• 2.3.2 白光LED的光源的特点及优势27-28
• 2.3.3 白光LED的驱动方式28-29
• 2.4 本章小结29-30
• 第三章 最大功率点跟踪技术及蓄电池充电方法30-39
• 3.1 光伏发电系统最大功率点跟踪技术的基本原理30-31
• 3.2 最大功率跟踪算法31-34
• 3.2.1 恒定电压法31
• 3.2.2 扰动观察法31-33
• 3.2.3 电导增量法33-34
• 3.2.4 其他最大功率点跟踪方法34
• 3.3 蓄电池充电方法34-38
• 3.4 本章小结38-39
• 第四章 系统硬件电路设计39-52
• 4.1 BUCK主拓扑硬件设计39-40
• 4.2 BUCK充电电路参数设计40-41
• 4.3 系统控制电路设计41-45
• 4.4 辅助电源设计45-46
• 4.5 蓄电池的充电保护46-48
• 4.6 蓄电池的温度保护48
• 4.7 LED驱动电路48-50
• 4.8 本章小结50-52
• 第五章 实验结果及分析52-58
• 5.1 系统构成52-54
• 5.2 系统调试54-58
• 第六章 总结与展望58-59
• 致谢59-60
• 参考文献60-63
• 已发表论文63

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