太陽能—市電互補LED路燈系統(tǒng)的設計

【摘要】：太陽能-市電互補LED路燈系統(tǒng)主要由太陽能電池板、市電、控制器、蓄電池組、LED光源、燈桿等器件構(gòu)成。太陽能和市電互補為蓄電池組充電,蓄電池組所提供的能量能夠保證LED路燈正常工作需要。控制器控制市電切入切出時間、LED照明負載開斷時間,因此,控制器的可靠性關系整個路燈系統(tǒng)運行的可靠性。 本課題以福州地區(qū)某次干道LED路燈設計為例,設計了一種新型的太陽能-市電互補LED路燈系統(tǒng),該系統(tǒng)控制器可以實現(xiàn)如下功能： (1)將太陽能板輸出電壓分等級給蓄電池組充電：在輸出電壓等級為高時,太陽能板直接給蓄電池組充電；在輸出電壓等級為中時,太陽能板經(jīng)升壓電路給蓄電池組充電；在輸出電壓等級為低且蓄電池組端電壓低至一定值時,投入市電,市電以帶位式控制的恒電流方式為蓄電池組充電。該方案在充分利用太陽能資源的同時提高蓄電池組的使用壽命。 (2)通過時鐘芯片DS1302和主控芯片STC89C52構(gòu)成的計時電路完成對時間計量,在特定時刻或開或斷LED燈分支路以平衡LED燈的光衰。 (3)利用SG3525構(gòu)成的升壓電路將蓄電池組端電壓提升至一恒定值來驅(qū)動LED燈,達到恒壓驅(qū)動LED燈的目的,提高LED路燈的壽命和發(fā)光效率。 本課題還就路燈的機械結(jié)構(gòu)方面設計,尤其是抗風性設計進行了討論,完成了路燈支架和燈桿抗風性計算。 本課題同時就路燈系統(tǒng)中蓄電池防盜方式進行詳細分析并指出存在的問題,同時提出一種新型的蓄電池組防盜裝置,該裝置采取機械和電子報警相結(jié)合的辦法,在實現(xiàn)低成本、低維修難度的同時可進行原地報警,能夠有效的防止不法分子的偷盜行為。 【關鍵詞】：太陽能 市電 LED燈 控制器 機械結(jié)構(gòu) 防盜
【學位授予單位】：福建農(nóng)林大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TM923.34
【目錄】：

• 摘要7-8
• Abstract8-9
• 第1章 緒論9-15
• 1.1 課題研究的背景和意義9-11
• 1.1.1 課題研究的背景9-10
• 1.1.2 課題研究的意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外相關發(fā)展現(xiàn)狀和前景展望11-13
• 1.2.1 光伏發(fā)電發(fā)展現(xiàn)狀和前景11-12
• 1.2.2 LED照明發(fā)展現(xiàn)狀和研究動向12
• 1.2.3 市電互補LED路燈的研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3 目前太陽能LED路燈系統(tǒng)存在的問題13
• 1.4 本課題的研究目標、研究內(nèi)容、特色和創(chuàng)新之處13-15
• 1.4.1 本項目的研究目標13-14
• 1.4.2 本課題的研究內(nèi)容14
• 1.4.3 本課題的特色和創(chuàng)新之處14-15
• 第2章 太陽能-市電互補LED路燈設計15-49
• 2.1 太陽能-市電互補LED路燈系統(tǒng)組件分析15-16
• 2.2 太陽能電池16-19
• 2.2.1 太陽能電池的基礎知識16-18
• 2.2.2 太陽能電池類型的選擇18-19
• 2.3 蓄電池19-22
• 2.3.1 蓄電池的的基礎知識19-20
• 2.3.2 蓄電池類型的選擇20-21
• 2.3.3 蓄電池充電方式的選擇21-22
• 2.4 控制器的構(gòu)成與設計22-41
• 2.4.1 控制器的構(gòu)成22-23
• 2.4.2 控制系統(tǒng)主回路的設計23-24
• 2.4.3 電源電路的設計24-25
• 2.4.4 太陽能板輸出電壓檢測電路設計25-29
• 2.4.5 DC/DC控制電路的設計29-34
• 2.4.6 市電恒電流充電電路設計34-36
• 2.4.7 時鐘基準及繼電器輸出電路的設計36-41
• 2.5 路燈的機械結(jié)構(gòu)設計41-43
• 2.5.1 太陽能電池支架的抗風設計41-43
• 2.5.2 路燈燈桿的抗風設計43
• 2.6 蓄電池防盜安裝43-49
• 2.6.1 目前主要的防盜措施分析44-45
• 2.6.2 蓄電池防盜設計45-49
• 第3章 主要器件選型及部分相關參數(shù)計算49-59
• 3.1 負載設計49-51
• 3.2 蓄電池容量的計算51-52
• 3.3 太陽能板的選型52-53
• 3.4 BOOST升壓電路元器件參數(shù)選擇53-56
• 3.4.1 電感L的選擇53-55
• 3.4.2 功率管Q的選擇55-56
• 3.4.3 整流二極管VD的選擇56
• 3.5 SG3525外圍電路參數(shù)計算56-57
• 3.5.1 振蕩頻率電路參數(shù)計算56-57
• 3.5.2 基準電壓電路參數(shù)計算57
• 3.5.3 反饋電路參數(shù)計算57
• 3.6 恒電流充電電路元器件參數(shù)選擇57-59
• 3.6.1 充電電容的選取57-58
• 3.6.2 泄放電阻的選擇58
• 3.6.3 檢測比較電路電阻的選擇58-59
• 第4章 結(jié)果與討論59-61
• 參考文獻61-63
• 附錄1：我國主要城市的輻射參數(shù)表63-64
• 附錄2：系統(tǒng)總原理圖64-65
• 致謝65-66
• 攻讀研究生期間發(fā)表的論文及獲得的專利66

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