[發明專利]一種高亮度LED太陽能路燈照明系統

在審

• 申請號: 201611214423.9
• 申請日: 2016-12-26
• 公開（公告）號: CN108243528A
• 公開（公告）日: 2018-07-03
• 發明（設計）人: 林俊;林楓;程相權
• 申請（專利權）人: 淮安市金恒泰科技有限公司
• 主分類號: H05B33/08
• 分類號: H05B33/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及太陽能電池板充電技術領域，具體涉及一種高亮度LED太陽能路燈照明系統設計方案，包括太陽能板和蓄電池，在太陽能板與蓄電池組中加入DC/DC電路，通過對其進行控制，調節Uarr,從而使其穩定在P 點，以便能有效利用太陽能板的可輸出功率，在標準測試條件下，太陽電池的最佳工作電壓與其開路電壓之間存在一個特定的比例關系，利用擾動開關管的工作占空比D,直至輸出功率Parr 達到最大的擾動觀察法，在尋找MPP 上更具通用性。本發明本文在研究太陽電池電路模型的基礎上，分析了恒壓追蹤[1]、擾動觀察[2,3]等最大功率追蹤法，提出了一種數模混合的MPPT 策略，它可使太陽電池的輸出穩定在MPP 附近，從而有效利用了太陽能板可輸出的最大功率。

技術領域

本發明涉及太陽能電池板充電技術領域，具體涉及一種高亮度LED太陽能路燈照明系統。

背景技術

隨著固態光源的發展，LED 的應用已不再僅僅局限于指示燈領域，它憑借壽命長，光效高等優點在現代照明體系中日益凸現優越性。伴隨著光伏技術的發展，大功率高亮度LED 更以其高效、節能而進一步引起了社會各界對該光源的廣泛關注。但目前，LED 太陽能路燈還存在因燈驅動電路導致LED 光衰現象及太陽能利用率不高等不足。業界普遍認為LED的恒流驅動對抑制光衰效果顯著。

在傳統的太陽能路燈系統中，通常經過防電流倒灌二極管將太陽能板與蓄電池直接相連，這將導致太陽能板的利用效率低，同時容易使蓄電池長期處于欠充滿狀態，造成其使用壽命的縮減。本文在研究太陽電池電路模型的基礎上，提出了一種數模混合的最大功率點追蹤（Maxim Power Point Tracking,簡稱MPPT）策略，它可最大程度地利用太陽能，同時對固態光源LED 的驅動電路做了研究，最后用實驗驗證了該方案的高效性和實用性。

發明內容

（一）解決的技術問題

針對現有技術的不足，本發明提供了一種高亮度LED太陽能路燈照明系統，使得太陽電池的輸出穩定在MPP 附近，從而有效利用了太陽能板可輸出的最大功率。

（二）技術方案

為實現以上目的，本發明通過以下技術方案予以實現：

一種高亮度LED太陽能路燈照明系統，包括太陽能板和蓄電池，在太陽能板與蓄電池組中加入DC/DC電路，通過對其進行控制，調節Uarr,從而使其穩定在P 點，以便能有效利用太陽能板的可輸出功率，在標準測試條件下，太陽電池的最佳工作電壓與其開路電壓之間存在一個特定的比例關系，基于該思想產生了恒壓跟蹤MPPT策略，但在非標準條件下，其實用性較差，利用擾動開關管的工作占空比D,直至輸出功率Parr 達到最大的擾動觀察法，在尋找MPP 上更具通用性。

優選的，輸出功率和D 的關系與P 和U關系相似，從而可通過擾動D,實現輸出功率的變化，并尋找出MPP.由于輸出電壓即蓄電池的充電電壓短期內變化不大。

優選的，在進行D 擾動尋找MPP 期間可近似認為恒定，因此輸出功率的大小直接反應在輸出電流即蓄電池的充電電流上，通過采樣該充電電流值，從而判斷出輸出功率隨D擾動的變化情況，以便進行MPPT.為了提高控制精度和驅動能力。

優選的，還包括單片機和開關管，所述單片機與開關管間加入了D/A 轉換和PWM芯片。

優選的，通過不斷改變開關管驅動信號的D,直至蓄電池的充電電流達到最大，此刻即可認為太陽電池的輸出功率達到最大，實現太陽電池的最大功率點追蹤。

優選的，溫度及光照條件的改變，太陽電池的輸出參數不斷變化，同時導致MPP 的漂移，單片機在經過設定時間后，將再一次做D的擾動，搜尋新的MPP,以保證太陽電池的最大功率輸出，從而有效利用太陽能。