淺談太陽能照明的原理、組成及控制系統(tǒng)

　　PWM信號(hào)可由微控制器產(chǎn)生，也可由其它脈沖信號(hào)產(chǎn)生，PWM信號(hào)可使通過LED燈的電流從0變到額定電流，即可使LED燈從暗變?yōu)檎Ａ炼?。PWM占空比越?。ǜ唠娖綍r(shí)間長(zhǎng)），亮度越高。利用PWM控制LED的亮度，非常方便和靈活，是最常用的調(diào)光方法，PWM的頻率可從幾十Hz到幾千Hz。

　　PWM調(diào)光是通過控制MOSFET晶體管實(shí)現(xiàn)的。

　　由于本系統(tǒng)路燈單元采用的電壓是由幾個(gè)蓄電池串聯(lián)產(chǎn)生的，所以選用MOSFET晶體管時(shí)，首先要考慮MOSFET的耐壓，本系統(tǒng)要求MOSFET的耐壓要高于40V；其次，根據(jù)驅(qū)動(dòng)LED燈電流的大小，選擇MOSFET的IDS的最大電流。在直流供電情況下，首先考慮的是IDS最大電流值和RDS值。一般情況下，應(yīng)選用MOSFET的IDS最大電流是LED燈驅(qū)動(dòng)電流的5倍以上；另外還要選擇MOSFET的內(nèi)阻要小；LED驅(qū)動(dòng)電流越大，RDS應(yīng)越小，RDS越小，變換效率越高。

　　城市太陽能路燈是和人民生活密切相關(guān)的公共設(shè)施，它在一定程度上反映了城市的繁榮程度及發(fā)展水平。在過去很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，路燈的更新多是局限于其照明部分，隨著城市及電子技術(shù)的發(fā)展，城市路燈系統(tǒng)經(jīng)歷了手工控制、自動(dòng)定時(shí)/光電控制、計(jì)算機(jī)程序控制的發(fā)展過程。用計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)城市太陽能路燈系統(tǒng)的自動(dòng)控制，對(duì)于提高城市的現(xiàn)代化管理水平，節(jié)省人力、物力，都具有良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。通過有效的調(diào)節(jié)燈光開關(guān)時(shí)間，能夠極大地提高了路燈系統(tǒng)的工作質(zhì)量和工作效率，為城市照明系統(tǒng)的運(yùn)行、維護(hù)、擴(kuò)展、提供全面的解決方案和強(qiáng)有力的技術(shù)支持，提高了城市照明運(yùn)行管理水平。

　　（1）微機(jī)主控線路。

　　微機(jī)主控線路是整個(gè)系統(tǒng)的控制核心，控制整個(gè)太陽能路燈系統(tǒng)的正常運(yùn)行。微機(jī)主控線路具有測(cè)量功能，通過對(duì)太陽能電池板電壓、蓄電池電壓等參數(shù)的檢測(cè)判斷，控制相應(yīng)線路的開通或關(guān)斷，實(shí)現(xiàn)各種控制和保護(hù)功能。

　?。?）充電驅(qū)動(dòng)線路

　　充電驅(qū)動(dòng)線路由MOSFET驅(qū)動(dòng)模塊及MOSFET組成。MOSFET驅(qū)動(dòng)模塊采用高速光耦隔離，發(fā)射極輸出，有短路保護(hù)和快速關(guān)斷功能。選用的MOSFET為隔離式、節(jié)能型單片機(jī)開關(guān)電源專用IC，驅(qū)動(dòng)LED的全電壓輸入范圍為150～200V，輸出電流為8～9A。輸入電壓范圍寬，具有良好的電壓調(diào)整率和負(fù)載調(diào)整率，抗干擾能力強(qiáng)，低功耗。

　　本系統(tǒng)通過充電驅(qū)動(dòng)線路完成太陽能電池組向蓄電池的充電，電路中還提供了相應(yīng)的保護(hù)措施。

　?。?）LED驅(qū)動(dòng)線路

　　由IGBT驅(qū)動(dòng)模塊及MOSFET組成，實(shí)現(xiàn)對(duì)路燈亮度的調(diào)節(jié)及路燈的開關(guān)。

　　（4）太陽能電池組

　　太陽能電池組由太陽能電池單體（工作電壓約為0.5V，工作電流約為20～25mA/cm2，面積為10cm×10cm）以串、并方式連接成組件，一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)組件包括36片單體，使一個(gè)太陽能電池組件大約能產(chǎn)生17V的電壓，成為一個(gè)額定電壓為12V的蓄電池池組。當(dāng)應(yīng)用系統(tǒng)需要更高的電壓和電流組件時(shí)，可把多個(gè)組件組成太陽能電池方陣，以獲得所需要的電壓和電流。

　?。?）蓄電池組

　　由于從光伏陣列得到的能量不總是與電子負(fù)載的需求相符，當(dāng)光伏陣列本身不能提供足夠的功率時(shí)，蓄電池仍能使負(fù)載工作。如果電子負(fù)載需要在夜間或在多云或陰天時(shí)工作，就需要能量的存儲(chǔ)。蓄電池存儲(chǔ)能量的大小設(shè)計(jì)為自主運(yùn)行期間滿足平均每日電子負(fù)載的需求。一般來說，應(yīng)能儲(chǔ)備5～7天的夜間照明用電量。在獨(dú)立光伏系統(tǒng)中，由光伏陣列產(chǎn)生的電能不總是在電能產(chǎn)生的同時(shí)加以使用，所以在多數(shù)獨(dú)立光伏系統(tǒng)中需要蓄電池。

　　（6）通信裝置