太阳能是一种分布最广、使用最方便的可再生能源,而LED(Light Emitting Diode)是一种集节能、高效、寿命长等优点于一身的新一代光源,二者结合的独立光伏LED照明产品成为照明市场的新宠。尽管独立光伏LED路灯出现了很多年,但就目前来看,使用的过程中还有一些不如人意的地方。例如LED光源的光效不高,照明质量不佳;充放电驱动控制器的效率不高,充放电的过程中会出现大量的损耗;在遇到连续阴雨天的恶劣条件下,现有的产品就会出现连续几天不亮灯的情况,而且在天晴的时候,不能快速恢复亮灯等。论文首先阐述了独立光伏LED照明技术研究的背景与意义,分析光伏发电和LED路灯的国内外发展现状,找出现有独立光伏照明产品的不足之处,其次详细介绍了独立光伏LED路灯的系统组成及各组成部分工作原理,然后详细讨论了独立光伏LED路灯充放电驱动控制器的软硬件设计,并进行原理图设计和PCB打样,最后结合照明系统的软硬件设计,搭建了实验样机,对系统性能进行了测试。针对现有独立光伏LED路灯照明系统的不足,本设计在以下几个方面做出改进。(1)将双向变换器引入独立光伏LED照明系统中,把传统太阳能路灯控制器中的光伏充电器和LED恒流驱动器两个独立的部分设计在一块PCB板上,统一封装,实现充放电驱动控制一体化。(2)将LED驱动电路的功率损耗因素考虑在独立光伏LED照明系统的设计中,优选电路元器件参数。综合考虑LED灯头的串并方式、LED灯头的功率与驱动电路的关系,分别测试了 LED串联个数分别为5串、6串、7串、8串;LED并联个数分别为7并、8并、9并;LED负载功率分别为10W、20W、30W时驱动电路工作效率的变化,从而选择最优的搭配方案。(3)将独立光伏LED照明产品储能电池的性能、阴雨天连续工作天数、LED光源光效、电路系统损耗以及亮灯控制策略综合考虑,在满足要求的前提下,优化配置各组成部件。依据太阳光照的特点和人们出行的规律,优化构建亮灯控制策略。分别模拟第一晚第四阶段亮灯时长分别为6.5h和4.5h时独立光伏LED路灯第二晚的工作模式变化;在储能电池低于10.5V时,工作模式的变化。基于以上设计方案,搭建实验样机,实验发现,独立光伏LED照明系统在模拟第一晚第四阶段亮灯时长为6.5h时,第二晚自动选择低亮模式亮灯;在模拟第一晚第四阶段亮灯时长为4.5h时,第二晚自动选择高亮模式亮灯;模拟储能电池电压低于10.5V时,自动选择整晚低功率照明模式,系统具有自适应功能。LED串并联个数对驱动电路工工作效率测试表明:保持LED并联个数不变,串联个数增加,驱动电路工怍效率降低;保持LED串联个数不变啊,并联个数对驱动电路工作效率几乎没有影响,且当LED负载功率接近最大输出功率时,驱动电路整体效率可超过90%,照明质量良好,满足国家规定相关标准。