[發(fā)明專利]一種基于MPPT光伏氙氣路燈照明系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810957354.3
• 申請(qǐng)日: 2018-08-22
• 公開（公告）號(hào): CN109121271A
• 公開（公告）日: 2019-01-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林臻輝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇優(yōu)為視界科技有限公司
• 主分類號(hào): H05B41/14
• 分類號(hào): H05B41/14
• 代理公司: 北京潤文專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11317
• 代理人: 王曄

1.一種基于MPPT光伏氙氣路燈照明系統(tǒng)，系統(tǒng)在同一主電路中實(shí)現(xiàn)太陽能充放電控制和恒流驅(qū)動(dòng)一體化，采用雙向直流變換器電路；雙向直流變換器電路，實(shí)現(xiàn)光伏發(fā)電與氙氣輸出兩者間自動(dòng)切換，即在白天有光照時(shí)，雙向變換器切換為輸入模式，對(duì)太陽能電池發(fā)電進(jìn)行蓄電池儲(chǔ)存；夜晚或無光照時(shí)，雙向變換器切換為輸出模式，蓄電池通過直流變換器放電，提供氙氣路燈照明電能；電路中單片機(jī)及其驅(qū)動(dòng)電路控制充電和放電過程的切換，以及充電電壓和氙氣路燈電流大??；系統(tǒng)蓄電池一組充電電壓13V，太陽能板開路電壓達(dá)到21.5V；充電采用降壓處理，方案是采用Buck拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的DC/DC轉(zhuǎn)換電路；蓄電池放電采用Boost的DC/DC轉(zhuǎn)換電路，為氙氣驅(qū)動(dòng)提供電能；系統(tǒng)的主電路為雙向DC/DC變換電路，包括一個(gè)電感和多個(gè)功率MOS開關(guān)管、電容。此電路通過MOS功率管Q4和Q1兩個(gè)開關(guān)控制Buck充電和Boost放電的切換。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于MPPT光伏氙氣路燈照明系統(tǒng)裝置，其中，雙向DC/DC變換電路的光伏充電的工作過程為：MOS管Q2、Q1斷開，形成Buck結(jié)構(gòu)DC/DC變換電路；單片機(jī)控制Buck電路的MOS管Q4的開關(guān)，輸出一定的電壓或電流，對(duì)蓄電池充電；光伏太陽能板只有在一個(gè)特定輸出電壓下，才能得到最大的光電轉(zhuǎn)換效率；由單片機(jī)控制MOS開關(guān)管Q4的PWM信號(hào)占空比，調(diào)整等效Buck變換電路的輸出電壓和輸入電壓的大小。在適當(dāng)?shù)木确秶鷥?nèi)，實(shí)現(xiàn)充電環(huán)節(jié)的MPPT控制。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于MPPT光伏氙氣路燈照明系統(tǒng)裝置，本系統(tǒng)采用太陽能專用膠體蓄電池，一組的工作輸出電壓DC12V，而氙氣路燈負(fù)載的工作電壓范圍在DC36～48V，系統(tǒng)蓄電池放電過程，采用Boost變換電路進(jìn)行DC電壓的變換，MOS開關(guān)管Q2接通Boost回路，蓄電池儲(chǔ)蓄的電能向路燈負(fù)載放電；通過單片機(jī)調(diào)整開關(guān)管Q1的PWM信號(hào)，調(diào)節(jié)輸出電流氙氣電流的大小，實(shí)現(xiàn)對(duì)氙氣負(fù)載的恒流驅(qū)動(dòng)；控制系統(tǒng)的單片機(jī)是一個(gè)10位連續(xù)漸近式模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC1)，提供多達(dá)5個(gè)多功能的輸入通道和一個(gè)內(nèi)部多路復(fù)用輸入通道；16位通用定時(shí)器，帶有3個(gè)CAPCOM通道(IC、OC或PWM)，可滿足本系統(tǒng)的控制功能要求；系統(tǒng)以單片機(jī)為控制核心，外圍電路包括數(shù)據(jù)采集、PWM和I/O控制等信號(hào)的驅(qū)動(dòng)電路；光照強(qiáng)度、溫度，蓄電池、光伏陣列和氙氣負(fù)載的電壓/電流參數(shù)信息，通過相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電路轉(zhuǎn)化送入STM8的ADC接口，進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換。根據(jù)程序算法，控制信號(hào)單元輸出信號(hào)，通過驅(qū)動(dòng)電路控制對(duì)應(yīng)的MOS開關(guān)管，實(shí)現(xiàn)MPPT充電、氙氣恒流供電；用紅外遙控器與主機(jī)進(jìn)行通信，設(shè)置所需工作參數(shù)，主機(jī)人機(jī)界面顯示相應(yīng)工作狀態(tài)。系統(tǒng)通過對(duì)蓄電池電流、電壓等數(shù)據(jù)的采集控制，還具有對(duì)蓄電池過充、過放等各項(xiàng)保護(hù)功能。