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    [分享]太陽能LED照明控制系統(tǒng)的處理器設(shè)計 [復(fù)制鏈接]

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    只看樓主 倒序閱讀 樓主  發(fā)表于: 2010-12-31
    關(guān)鍵詞: 太陽能LED照明處理器
    太陽能是一種清潔的綠色能源,半導(dǎo)體發(fā)光二極管(LED)也是一種環(huán)保、節(jié)能、高效的固態(tài)電光源。將LED技術(shù)和太陽能技術(shù)相結(jié)合在一起,開發(fā)太陽能半導(dǎo)體照明,是最佳的節(jié)能、環(huán)保組合,是新一代能源和新一代光源的完美結(jié)合。研究開發(fā)利用太陽能LED照明技術(shù)將是世界各國政府可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略決策,意義重大。 fi[c^e+IX  
    ~la=rh3  
    本文的研究對象是太陽能LED照明控制系統(tǒng)控制器中的處理器。系統(tǒng)通過控制器實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)工作狀態(tài)的管理、蓄電池剩余容量的管理、蓄電池充電、放電控制、太陽能電池電源及市電電源的切換控制以及LED負(fù)載半功率控制等主要功能。而控制器是主要依靠處理器的運(yùn)轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)上述功能的。 \c! LC4pE  
    3}H"(5dL}z  
    系統(tǒng)構(gòu)成:太陽能LED照明控制系統(tǒng)主要由太陽能電池、蓄電池、系統(tǒng)控制器、LED照明負(fù)載和市電電源5部分組成,系統(tǒng)組成原理圖如圖1所示。系統(tǒng)正常工作時,由蓄電池向LED負(fù)載供電,在蓄電池電壓不足時,由市電(備用電源)直接向LED負(fù)載供電,避免了蓄電池電壓不足時LED負(fù)載不亮的情況。有了市電作為備用電源,在設(shè)計時可以適當(dāng)降低蓄電池的容量,降低成本。同時避免了由于利用太陽能而導(dǎo)致的市電資源的浪費(fèi),達(dá)到可靠性和經(jīng)濟(jì)性要求。 _faI*OY8  
    $UZ4,S?V  
    系統(tǒng)工作時通過太陽能電池將太陽輻射能轉(zhuǎn)化為電能,但是由于太陽能電池的輸出受溫度和太陽輻射強(qiáng)度影響很大,輸出功率不穩(wěn)定,因而在太陽輻射強(qiáng)度足夠大的時(白天)需要利用蓄電池將轉(zhuǎn)化的電能儲存起來,以便在需要照明時(晚上)向半導(dǎo)體照明負(fù)載供電。在太陽能半導(dǎo)體照明系統(tǒng)中,控制器是其核心部分,系統(tǒng)工作時通過控制器實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)工作狀態(tài)的控制和對蓄電池充放電過程的管理,以使系統(tǒng)在不同的工作狀態(tài)下均能穩(wěn)定可靠地工作。 042sjt  
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    系統(tǒng)各個組成部分的主要功能如下: J]f\=;z;<a  
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    1.太陽能電池。由許多太陽能電池組件串、并聯(lián)而成,其合成的容量可以是數(shù)百峰瓦(Wp),也可達(dá)數(shù)個兆峰瓦(Wp)甚至更大,組件可由單晶硅、多晶硅、非晶硅或其他類型的太陽能電池組成。一般來說,光伏陣列由于多為半導(dǎo)體器件構(gòu)成,其伏安特性具有強(qiáng)烈的非線性。  +McKyEa  
    FRicHs n  
    2.蓄電池組。蓄電池也稱電瓶,是太陽能LED照明系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。一般是由一定數(shù)量的鉛酸蓄電池經(jīng)由串、并聯(lián)組合而成,其容量的選擇應(yīng)與太陽能電池陣列的容量相匹配。它的主要作用是在白天儲存太陽能陣列所產(chǎn)生的電能,晚上把儲存的能量釋放出來,供負(fù)載照明使用。它的最佳充電電流和放電電流,一般按10h充、放電率計算。 *mM+(]8US  
    'U)|m  
    由于蓄電池對電壓的波動具有/緩沖0作用,還可使得負(fù)載系統(tǒng)的運(yùn)行更加平穩(wěn)可靠。雖然鉛酸蓄電池具有容量大、價格低等優(yōu)點(diǎn),但若使用不當(dāng),很容易加速蓄電池的老化,使蓄電池的壽命急劇縮短,造成系統(tǒng)運(yùn)行成本的增加,充、放電電流過大都會對電瓶的壽命有一定的影響。因此對蓄電池的充放電進(jìn)行合理規(guī)劃和控制是光伏充電系統(tǒng)中必不可少的環(huán)節(jié)。 {V!Jj6n  
    u_o>v{&i  
    3.控制器?刂破鞯淖饔檬菍μ柲茈姵亍⑿铍姵仉妷、市電電源和LED負(fù)載進(jìn)行總體監(jiān)控。為蓄電池提供最佳的充電電流和電壓,同時保護(hù)蓄電池,避免過充電和過放電現(xiàn)象的發(fā)生。需要時完成太陽能電池和市電2個電源之間的轉(zhuǎn)換,保證LED負(fù)載穩(wěn)定可靠的工作。 / 4K*iq  
    nFl=D=50-  
    以處理器為核心的控制器結(jié)構(gòu)可以給系統(tǒng)帶來極大的可配置型,增強(qiáng)系統(tǒng)的應(yīng)用范圍。 fuQ|[tpvQG  
    .,K?(O4AY  
    4.LED照明光源。半導(dǎo)體LED照明光源是系統(tǒng)的重要組成部分。LED應(yīng)保證亮度高,亮度輻射范圍大且均勻,所使用的白光LED數(shù)量少?刂破髦械呢(fù)載控制策略和LED驅(qū)動電路的設(shè)計直接決定了系統(tǒng)的照明效果。因此,需要根據(jù)LED響應(yīng)速度快和低壓直流驅(qū)動等特性,選擇合適的驅(qū)動方案及控制策略,實(shí)現(xiàn)與蓄電池電壓的匹配,以充分發(fā)揮LED照明的優(yōu)點(diǎn)。 =GQ?P*x|$  
    j~G^J  
    5.市電電源。在出現(xiàn)陰雨天時,蓄電池不能及時充電,出現(xiàn)蓄電池電壓不足,不能正常向負(fù)載供電時,由開關(guān)電源將220V交流市電變換成低壓直流電,供LED負(fù)載使用?刂破飨到y(tǒng)設(shè)計中為市電電源提供了一個低壓直流電輸入接口。
     
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    只看該作者 1樓 發(fā)表于: 2011-03-05
    不錯,只是有點(diǎn)抽象化。
    離線waxmzsj
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    只看該作者 2樓 發(fā)表于: 2011-05-17
    總體說的不錯。但實(shí)在是停留在概念、甚至說是在意念上了。充其量只能是個思路,即“……處理器設(shè)計思路”
    離線hjm009
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    只看該作者 3樓 發(fā)表于: 2011-07-13
    thanks very much!