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独立式太阳能半导体照明系统的研究与设计

作　者: 马磊
导　师: 刘德明
学　校: 华中科技大学
专　业: 光学工程
关键词: 光伏发电最大功率点跟踪蓄电池白光发光二极管半导体照明
分类号: TM923.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 692次
引　用: 2次
阅　读: 论文下载

内容摘要

太阳能光伏发电作为一种清洁无污染的新型能源,其推广应用发展迅速,将逐步成为人类的基础能源之一。白光LED是继白炽灯、荧光灯之后的新一代电光源,随着流明效率的提高,白光LED正逐步向普通照明领域发展。本文围绕太阳能光伏发电技术和白光LED照明技术,研究并设计了独立式太阳能半导体照明系统。太阳能电池的输出P-V曲线具有单峰特性,在不同的温度和太阳辐射强度下具有不同的最大输出功率点。要提高太阳能电池的利用率,必须对其输出进行最大功率点跟踪控制,使其在不同的条件下均能输出最大功率。提出了改进的增量电导法,在最大功率点左、右侧分别采用不同的变化步长,既能保证算法在最大功率点左、右侧的跟踪速度,又能减小在最大功率点附近的振荡。蓄电池的充放电控制方法对其使用寿命有重要影响。根据独立式太阳能半导体照明系统的工作特性,采用了基于最大功率点跟踪控制充电和恒压充电的两阶段充电策略。利用DS18B20设计了温度测量电路,对蓄电池的充放电过程中的各阈值进行温度补偿。研究了大功率LED的工作特性,设计了一款基于HV9910的大功率LED灯具驱动电路,能够满足LED灯具的工作需要。最后,根据系统各组成单元的特性设计了独立式太阳能半导体照明控制器,设计并制作了LED灯具,初步搭建起独立式太阳能半导体照明系统,并对其工作中的部分参数进行了测试和分析。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
1 绪论  8-15
  1.1 引言  8-9
  1.2 太阳能光伏发电技术  9-11
  1.3 半导体照明技术  11-12
  1.4 太阳能光伏发电与半导体照明的结合  12-13
  1.5 本文主要内容  13-15
2 独立式太阳能半导体照明系统原理分析  15-32
  2.1 独立式太阳能半导体照明系统的组成  15-16
  2.2 太阳能电池的输出特性  16-18
  2.3 MPPT 算法及其改进  18-23
  2.4 铅酸蓄电池的特性及充放电控制  23-28
  2.5 LED 的工作特性及其驱动  28-31
  2.6 本章小结  31-32
3 独立式太阳能半导体照明系统设计方案  32-53
  3.1 系统总体设计方案  32
  3.2 控制器的功能及原理  32-34
  3.3 控制器硬件设计及器件选型  34-42
  3.4 系统工作状态分析  42-46
  3.5 控制器软件设计  46-49
  3.6 大功率LED 驱动电路设计  49-52
  3.7 本章小结  52-53
4 系统组装及测试分析  53-59
  4.1 测试系统的组成  53-54
  4.2 系统测试及分析  54-58
  4.3 本章小结  58-59
5 总结与展望  59-61
致谢  61-62
参考文献  62-66
附录1 攻读硕士学位期间发表论文目录  66

独立式太阳能半导体照明系统的研究与设计

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