[发明专利]一种高亮度LED太阳能路灯照明系统

说明书

本发明涉及太阳能电池板充电技术领域，具体涉及一种高亮度LED太阳能路灯照明系统设计方案，包括太阳能板和蓄电池，在太阳能板与蓄电池组中加入DC/DC电路，通过对其进行控制，调节Uarr,从而使其稳定在P 点，以便能有效利用太阳能板的可输出功率，在标准测试条件下，太阳电池的最佳工作电压与其开路电压之间存在一个特定的比例关系，利用扰动开关管的工作占空比D,直至输出功率Parr 达到最大的扰动观察法，在寻找MPP 上更具通用性。本发明本文在研究太阳电池电路模型的基础上，分析了恒压追踪[1]、扰动观察[2,3]等最大功率追踪法，提出了一种数模混合的MPPT 策略，它可使太阳电池的输出稳定在MPP 附近，从而有效利用了太阳能板可输出的最大功率。

技术领域

本发明涉及太阳能电池板充电技术领域，具体涉及一种高亮度LED太阳能路灯照明系统。

背景技术

随着固态光源的发展，LED 的应用已不再仅仅局限于指示灯领域，它凭借寿命长，光效高等优点在现代照明体系中日益凸现优越性。伴随着光伏技术的发展，大功率高亮度LED 更以其高效、节能而进一步引起了社会各界对该光源的广泛关注。但目前，LED 太阳能路灯还存在因灯驱动电路导致LED 光衰现象及太阳能利用率不高等不足。业界普遍认为LED的恒流驱动对抑制光衰效果显着。

在传统的太阳能路灯系统中，通常经过防电流倒灌二极管将太阳能板与蓄电池直接相连，这将导致太阳能板的利用效率低，同时容易使蓄电池长期处于欠充满状态，造成其使用寿命的缩减。本文在研究太阳电池电路模型的基础上，提出了一种数模混合的最大功率点追踪（Maxim Power Point Tracking,简称MPPT）策略，它可最大程度地利用太阳能，同时对固态光源LED 的驱动电路做了研究，最后用实验验证了该方案的高效性和实用性。

发明内容

（一）解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种高亮度LED太阳能路灯照明系统，使得太阳电池的输出稳定在MPP 附近，从而有效利用了太阳能板可输出的最大功率。

（二）技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种高亮度LED太阳能路灯照明系统，包括太阳能板和蓄电池，在太阳能板与蓄电池组中加入DC/DC电路，通过对其进行控制，调节Uarr,从而使其稳定在P 点，以便能有效利用太阳能板的可输出功率，在标准测试条件下，太阳电池的最佳工作电压与其开路电压之间存在一个特定的比例关系，基于该思想产生了恒压跟踪MPPT策略，但在非标准条件下，其实用性较差，利用扰动开关管的工作占空比D,直至输出功率Parr 达到最大的扰动观察法，在寻找MPP 上更具通用性。

优选的，输出功率和D 的关系与P 和U关系相似，从而可通过扰动D,实现输出功率的变化，并寻找出MPP.由于输出电压即蓄电池的充电电压短期内变化不大。

优选的，在进行D 扰动寻找MPP 期间可近似认为恒定，因此输出功率的大小直接反应在输出电流即蓄电池的充电电流上，通过采样该充电电流值，从而判断出输出功率随D扰动的变化情况，以便进行MPPT.为了提高控制精度和驱动能力。

优选的，还包括单片机和开关管，所述单片机与开关管间加入了D/A 转换和PWM芯片。

优选的，通过不断改变开关管驱动信号的D,直至蓄电池的充电电流达到最大，此刻即可认为太阳电池的输出功率达到最大，实现太阳电池的最大功率点追踪。

优选的，温度及光照条件的改变，太阳电池的输出参数不断变化，同时导致MPP 的漂移，单片机在经过设定时间后，将再一次做D的扰动，搜寻新的MPP,以保证太阳电池的最大功率输出，从而有效利用太阳能。