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          基于雙向變換技術(shù)的光伏LED照明系統(tǒng)設(shè)計

          作者: 時間:2013-01-23 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

          摘要:研究了基于Zeta/Sepic雙向的光伏半導(dǎo)體發(fā)光二極管(LED)照明系統(tǒng),提出一種算法,其既能實現(xiàn)太陽能電池的最大功率點跟蹤(MPPT)又能滿足蓄電池電壓限制條件和浮充特性;設(shè)計一種基于HV9930控制芯片的LED電路。構(gòu)建實驗系統(tǒng),測試表明,控制器可以根據(jù)蓄電池狀態(tài)準確地在MPPT、恒壓、浮充算法之間切換,MPPT充電效率較恒壓充電顯著提升,LED驅(qū)動電路恒流效果好。
          關(guān)鍵詞:;;

          1 引言
          太陽能是一種巨大、無盡、清潔的綠色能源,LED也是一種環(huán)保、節(jié)能、高效的固態(tài)電光源,將體照明,是最佳的節(jié)能、環(huán)保組合。獨立光伏LED照明系統(tǒng)主要由光伏電池陣列、蓄電池、LED照明設(shè)備、充電電路、LED驅(qū)動電路和控制器組成。光伏電池板是整個系統(tǒng)最昂貴的部件,為有效利用太陽能,需對系統(tǒng)進行MPPT;蓄電池是系統(tǒng)最脆弱的部件,為延長蓄電池使用壽命,需根據(jù)蓄電池特性對蓄電池進行充電和放電;蓄電池輸出需要采用一定的驅(qū)動電路才能保證LED照明設(shè)備可靠穩(wěn)定地工作;以上所有控制功能均由控制器實現(xiàn)。

          2 系統(tǒng)組成
          常規(guī)的光伏LED照明系統(tǒng)DC/DC變換電路和LED電路為兩個相對獨立的電路結(jié)構(gòu),系統(tǒng)存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、可靠性差和效率低等缺點。這兩部分電路原理和結(jié)構(gòu)十分相似,同時光伏LED照明系統(tǒng)充電和放電不會同時進行,若將雙向引入系統(tǒng),可簡化電路結(jié)構(gòu),改善系統(tǒng)性能,提高系統(tǒng)效率。但若采用單一升壓或降壓功能的雙向變換器,會降低系統(tǒng)的適用范圍及靈活性,特別是在輻照度減弱或蓄電池電能降低的情況下,不能很好地滿足LED照明電路的工作。此處設(shè)計一種基于Zeta/Sepic雙向變換器的獨立光伏LED照明系統(tǒng),其結(jié)構(gòu)如圖1所示。充放電電路采用雙向Zeta/Sepic變換器,通過控制器可在光伏電池和LED負載間靈活地切換。在充電模式下,系統(tǒng)將轉(zhuǎn)換開關(guān)切換到光伏電池,電能通過雙向變換器向蓄電池充電,變換器主要完成光伏發(fā)電MPPT控制及蓄電池充電管理;在放電模式下,轉(zhuǎn)換開關(guān)切換到LED照明負載,蓄電池電能通過雙向變換器向負載供電,變換器主要完成放電管理和LED恒流驅(qū)動。

          本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/167364.htm

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          Zeta/Sepic雙向變換器及其在光伏LED照明系統(tǒng)中的應(yīng)用電路如圖2所示。在不增加電力電子器件的情況下,通過增加繼電器開關(guān)S1,S2,使電路結(jié)構(gòu)更適合于光伏LED照明系統(tǒng)。S1主要完成光伏電池與LED照明負載間的切換控制;S2主要起隔離保護作用,當主電路故障或蓄電池異常時,快速切斷蓄電池與主電路的連接,增加了系統(tǒng)的可靠性及靈活性。

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