太陽能LED路燈控制器的設計

【摘要】：隨著經濟的發(fā)展,社會的進步,人們對能源的需求與日俱增,大家開始關注能源危機,對能源的要求越來越高,怎樣尋找新能源并為人類所用,已經成為一個迫切需要解決的全球問題,而太陽能則是一個巨大、久遠無盡的能源。太陽能的利用主要包括太陽能的光熱利用、太陽能的光電利用和太陽能的光化學利用。太陽能光電利用是近年來發(fā)展最快,也是最具活力的研究領域,也是最具活力的研究領域。 由于LED的工作電流是直流,且工作電壓較低。太陽能電池將光能轉化為直流電能,且太陽能電池組件可以通過串并聯(lián)方式組合得到實際需要的電壓。這些特點恰好與LED相匹配,兩者結合將獲得很高的利用率、較高的安全性能,實現(xiàn)節(jié)能、環(huán)保、安全、高效的照明系統(tǒng)。 太陽能路燈控制器是太陽能路燈系統(tǒng)中的重要的部件,也是與各路燈系統(tǒng)的最大的區(qū)別所在。控制器的性能如何,決定了一個太陽能光伏系統(tǒng)運行情況的優(yōu)劣。所以設計功能完備,結構簡單的智能光伏路燈控制器是非常重要的。 本課題是基于單片機STC12C5410AD的太陽能LED路燈控制器的設計。主要論述了蓄電池的充放電控制技術和太陽能電池板的最大功率點跟蹤(MPPT)技術。在介紹了控制器原理后,設計出了相應的硬件電路和軟件程序流程,并在最后以附錄形式給出了整機電路圖和相應的程序。 【關鍵詞】：太陽能 LED 單片機 蓄電池 最大功率點跟蹤
【學位授予單位】：鄭州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2011
【分類號】：TM923.34;TP273
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-14
• 1.1 課題背景及目的9-12
• 1.2 國內外研究狀況12-13
• 1.2.1 太陽能發(fā)電應用12
• 1.2.2 LED照明12-13
• 1.3 課題研究內容13-14
• 2 系統(tǒng)的總體設計14-25
• 2.1 系統(tǒng)組成14-15
• 2.2 硅太陽能電池特性15-17
• 2.2.1 單晶硅、多晶硅以及非晶硅太陽電池16
• 2.2.2 單晶硅太陽能電池的特點16-17
• 2.3 硅太陽能電池的電氣特性17-18
• 2.4 蓄電池特性18-19
• 2.4.1 蓄電池容量18-19
• 2.4.2 蓄電池的荷電狀態(tài)19
• 2.4.3 放電深度19
• 2.5 蓄電池的壽命及其影響因素19-23
• 2.5.1 放電深度對電池使用壽命的影響20
• 2.5.2 過充電程度對電池使用壽命的影響20-21
• 2.5.3 溫度對電池使用壽命的影響21
• 2.5.4 充、放電電流對電池使用壽命的影響21-22
• 2.5.5 電壓對電池使用壽命的影響22
• 2.5.6 電壓對電池使用壽命的影響22-23
• 2.6 LED照明系統(tǒng)23-25
• 3 太陽能電池控制技術25-32
• 3.1 MPPT控制算法綜述26-28
• 3.2 基于PI調節(jié)擾動觀察法實現(xiàn)的MPPT控制28-32
• 3.2.1 擾動法工作原理28-29
• 3.2.2 擾動法實現(xiàn)MPPT原理29-30
• 3.2.3 MPPT控制流程30
• 3.2.4 最大功率點跟蹤程序設計30-31
• 3.2.5 MPPT算法驗證試驗31-32
• 4 硬件電路設計方案32-38
• 4.1 設計任務分析32-33
• 4.1.1 太陽能LED路燈控制器硬件電路的組成框圖32
• 4.1.2 各部分模塊和控制器功能說明32-33
• 4.2 太陽能LED路燈控制器的功能介紹33-38
• 4.2.1 蓄電池的充電33-37
• 4.2.2 蓄電池的供電37-38
• 5 硬件電路原理分析38-43
• 5.1 設計思路38
• 5.2 各單元電路分析38-43
• 5.2.1 環(huán)境監(jiān)測38-39
• 5.2.2 充電電路39-40
• 5.2.3 DC/DC變換40-41
• 5.2.4 單片機外圍電路及輸出控制41-43
• 6 軟件設計43-45
• 6.1 程序流程圖43
• 6.2 單片機程序控制過程43-45
• 7 結論45-46
• 參考文獻46-48
• 附錄48-61
• 附錄A 總體電路圖48-49
• 附錄B 主程序49-61
• 致謝61-62
• 個人簡歷62

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