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随着经济的发展,人口的增长和科学技术的进步,以常规能源为基础的能源结构将愈来愈不适应可持续发展的需要。太阳能凭其独特的优点受到了一致的青睐,在太阳能的各种应用中,光伏应用备受关注,随着光伏组件价格的不断降低和技术的发展,太阳能光伏系统将逐渐由现在的补充能源向替代能源过渡。同时,以绿色节能为特点的LED光源的应用也得到了飞速的发展,随着其发光效率的不断提高,价格逐步下降,LED光源在照明方面的优势也显现出来,在我国倡导以绿色环保为目标的“绿色照明”的大形势下,LED无疑顺应了未来照明的需要。
本论文主要研究了太阳能驱动的LED照明技术,具体包括以下几方面:
第一,研究了光伏系统中太阳能电池板的工作原理,并对传统的恒定电压、扰动观察和电导法等最大功率跟踪策略进行了分析,提出了滞环比较法的最大功率点跟踪策略。
第二,研究了蓄电池的工作特性,并对传统的恒流、恒压、恒压限流和阶段充电法等蓄电池的充放电控制策略进行了分析,提出了一种以控制最大电流为主的充放电控制策略。
第三,研究了白光LED的工作原理,并对传统的电阻限流、线性控制、电荷泵升压和开关电源等LED驱动方式进行了分析,提出并设计了用反激变换电路来做LED驱动的恒流电路。
第四,基于AVR公司的ATmega8单片机,设计了以该单片机为控制核心的Buck电路,来实现蓄电池的充放电控制以及太阳能电池板的最大功率点跟踪。最后,对LED恒流、蓄电池充电以及太阳能最大功率点跟踪进行了实验测试和结果分析,得到了理想的结果。