高效太陽(yáng)能庭院燈控制器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

【摘要】：照明用電在整個(gè)能源耗費(fèi)中占有很大比重,它使人們迫切尋找一種綠色照明方式。太陽(yáng)能作為一種清潔無(wú)污染的新能源與LED光源的結(jié)合使用使得這種方式成為可能。太陽(yáng)能LED燈相比其他燈具,具有綠色環(huán)保、節(jié)能減排、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn),所以本文設(shè)計(jì)一個(gè)太陽(yáng)能庭院燈控制器以實(shí)現(xiàn)對(duì)蓄電池充電以及LED燈具照明的控制。由于太陽(yáng)能的輸出功率非線性,受溫度及光照強(qiáng)度的影響而時(shí)刻變化,因此需要一種最大功率跟蹤方式使其始終輸出最大功率?；趯?duì)太陽(yáng)能輸出特性的分析,本文建立一種跟蹤算法SFCMPPT算法,并分析了算法的具體控制流程。本文首先比較了幾種常用的太陽(yáng)能最大功率跟蹤(MPPT)控制方式,在總結(jié)它們優(yōu)缺點(diǎn)基礎(chǔ)上,本文采用SFCMPPT作為最大功率跟蹤方案,使太陽(yáng)能電池的輸出始終在其最大功率點(diǎn)附近,并設(shè)計(jì)了該算法的控制流程。其次本文介紹了蓄電池的工作原理和特性,以及幾種蓄電池的充電方式,在總結(jié)這些充電方式的優(yōu)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上,選擇本設(shè)計(jì)的充電方式并研究了蓄電池充電流程。再次,本設(shè)計(jì)針對(duì)白光LED電氣特性及實(shí)際情況,采用峰值電流控制的BUCK-BOOST變換器作為其恒流驅(qū)動(dòng)器,并分析變換器工作時(shí)電流穩(wěn)定性及斜坡補(bǔ)償?shù)谋匾?選用MAX16834作為恒流控制芯片。最后,本文設(shè)計(jì)了一個(gè)能量雙向流動(dòng)的BOOST-BUCK主電路,該電路工作于充電模式下等效為BOOST-BUCK電路,工作于放電模式下等效為BUCK-BOOST電路。采用自舉的驅(qū)動(dòng)方式使該電路具有最少的外圍器件。對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的總體控制流程進(jìn)行了分析。 【關(guān)鍵詞】：太陽(yáng)能電池 蓄電池 LED 充電 放電 SFCMPPT
【學(xué)位授予單位】：長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TM923.34
【目錄】：

• 摘要2-3
• Abstract3-7
• 第一章 緒論7-11
• 1.1 研究背景及意義7
• 1.2 國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)7-9
• 1.2.1 太陽(yáng)能燈具7-8
• 1.2.2 蓄電池技術(shù)8
• 1.2.3 燈具充放電控制器8-9
• 1.2.4 LED燈具9
• 1.3 本文研究?jī)?nèi)容9-11
• 第二章 太陽(yáng)能特性及最大功率跟蹤技術(shù)研究11-31
• 2.1 太陽(yáng)能光伏電池的基本原理及輸出特性11-14
• 2.1.1 太陽(yáng)能光伏電池的基本原理11-13
• 2.1.2 太陽(yáng)能電池的輸出原理及其特性曲線13-14
• 2.2 太陽(yáng)能光伏電池等效電路及數(shù)學(xué)模型14-17
• 2.2.1 光伏電池等效電路14-15
• 2.2.2 光伏電池的數(shù)學(xué)模型15-17
• 2.3 MPPT電路設(shè)計(jì)17-25
• 2.3.1 MPPT原理17-18
• 2.3.2 DC/DC變換電路18-22
• 2.3.3 常見的幾種MPPT算法的分析與比較22-25
• 2.4 新型最大功率跟蹤——SFCMPPT算法25-30
• 2.4.1 SFCMPPT的原理25-26
• 2.4.2 SFCMPPT算法的建立26-27
• 2.4.3 SFCMPPT算法的控制流程27-29
• 2.4.4 算法驗(yàn)證分析29-30
• 2.5 本章總結(jié)30-31
• 第三章 蓄電池原理和特性及充電方法的研究31-41
• 3.1 蓄電池的工作原理及特性31-34
• 3.1.1 蓄電池的工作原理31-32
• 3.1.2 影響鉛酸蓄電池壽命的因素32-33
• 3.1.3 描述蓄電池性能的參數(shù)33-34
• 3.2 蓄電池的充電方法34-38
• 3.2.1 恒流充電法35-36
• 3.2.2 恒壓充電法36
• 3.2.3 分段充電法36-37
• 3.2.4 PWM充電法37-38
• 3.4 本文應(yīng)用的充電方法38-40
• 3.4.1 本文應(yīng)用的充電法的原理38-39
• 3.4.2 新方法的具體流程39-40
• 3.5 本章總結(jié)40-41
• 第四章 LED驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)41-54
• 4.1 LED電氣特性41-42
• 4.2 峰值電流控制變換器42-48
• 4.2.1 變換器的原理42-43
• 4.2.3 峰值變換器電流穩(wěn)定性的分析43-45
• 4.2.4 斜坡補(bǔ)償分析45-48
• 4.3 LED燈驅(qū)動(dòng)芯片的選擇及外圍電路的設(shè)計(jì)48-52
• 4.3.1 驅(qū)動(dòng)芯片的選擇48-49
• 4.3.2 相關(guān)元件參數(shù)計(jì)算49-52
• 4.4 LED照明控制流程52-53
• 4.5 本章總結(jié)53-54
• 第五章 庭院燈控制器總體設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)54-67
• 5.1 總體電路設(shè)計(jì)54
• 5.2 蓄電池充電主電路的設(shè)計(jì)54-56
• 5.2.1 BOOST-BUCK充電電路54-55
• 5.2.2 充電主電路開關(guān)器件的選擇55-56
• 5.3 輔助電路的設(shè)計(jì)56-58
• 5.3.1 MOS管驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)56-57
• 5.3.2 輔助電源的設(shè)計(jì)57-58
• 5.4 檢測(cè)電路的設(shè)計(jì)58-61
• 5.4.1 電池板電壓與蓄電池電壓檢測(cè)電路58-59
• 5.4.2 電池板電流檢測(cè)電路59-61
• 5.5 系統(tǒng)整體的控制策略61
• 5.6 實(shí)驗(yàn)與分析61-66
• 5.7 本章總結(jié)66-67
• 第六章 結(jié)論與展望67-69
• 致謝69-70
• 參考文獻(xiàn)70-73
• 作者簡(jiǎn)介73
• 攻讀碩士學(xué)位期間研究成果73-74

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