【正文】 ...... 4 1． 2． 2 白光 LED 的特色 ................................................ 4 照明用白光 LED .................................................. 5 大功率白光照明 LED 的電學(xué)、光學(xué) 特性以及熱學(xué)特性 .................. 5 課題主要研究的大功率 LED 驅(qū)動(dòng)的基本情況以及注意事項(xiàng) .................. 11 2 DCDC 轉(zhuǎn)換電路的原理和控制策略分析 ....................................... 13 2． 1 DCDC 轉(zhuǎn)換電路兩種電路結(jié)構(gòu)的分析 ................................... 13 2． 1． 1降壓型 (Buck)的工作原理 ....................................... 13 2． 1． 2升壓型 (Boost)變換器 .......................................... 14 3 本設(shè)計(jì)采用的驅(qū)動(dòng)芯片以及驅(qū)動(dòng)模塊 .................................................................................... 18 基于 MC34063 的 DC/DC 升壓大功率 LED 驅(qū)動(dòng)電路 .......................... 18 MC34063 集成電路芯片的簡(jiǎn)介 ..................................... 18 基于 MC34063 集成芯片的大功率 LED 驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì) ................. 19 AMC3202+A705 大功率 LED 路燈驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì) ........................ 21 4 系統(tǒng)的印刷電路板（ PCB）設(shè)計(jì) .............................................................................................. 24 Protel DXP 軟件簡(jiǎn)介 ................................................. 24 LED 驅(qū)動(dòng)電源的 PCB 設(shè)計(jì) ........................................ 24 結(jié)論 ............................................................................................................................................... 29 參考文獻(xiàn) ....................................................................................................................................... 31 附錄 ............................................................................................................................................... 32 附錄 1 ...................................................................................................................................... 32 附錄 2 ...................................................................................................................................... 32 工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 1 1 緒論 1． 1 風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)及其應(yīng)用在路燈上的特性及優(yōu)勢(shì) 太陽(yáng)能和風(fēng)能的介紹 太陽(yáng)能和風(fēng)能都是我們?nèi)粘？梢愿杏X(jué)到的，祖先早已學(xué)會(huì)利用風(fēng)能帶動(dòng)風(fēng)車(chē)驅(qū)動(dòng)帆船，利用和太陽(yáng)能生火煮飯。如今電器時(shí)代，新的科學(xué)技術(shù)已經(jīng)可以將太陽(yáng)能和風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能為我們服務(wù)。在眾多新能源領(lǐng)域中，風(fēng)力發(fā)電和太陽(yáng)能發(fā)電的開(kāi)發(fā)和利用被受當(dāng)其沖優(yōu)先展，隨著傳統(tǒng)能源的逐漸枯竭，以及基于核能源安全性的考慮，太陽(yáng)能和風(fēng)能是線如今大力大戰(zhàn)的重點(diǎn)，它們的諸多優(yōu) 點(diǎn)可以說(shuō)是百利而無(wú)一害的。最重要的就是它的零污染和可再生性，是任何傳統(tǒng)能源都無(wú)法比擬的。 然而單獨(dú)地利用風(fēng)能和太陽(yáng)能由于各種客觀條件的制約，它都是不穩(wěn)定的。但將兩者結(jié)合起來(lái)卻是能得到很好的互補(bǔ)效果，一般情況下我國(guó)的黑白天的天氣特點(diǎn)是白天的太陽(yáng)光照度較強(qiáng)，夜間無(wú)太陽(yáng)但是風(fēng)力資源豐富；按我國(guó)的季節(jié)來(lái)分夏天和秋天日照強(qiáng)度普遍較高、但是風(fēng)力相對(duì)較弱相反的冬天和春天風(fēng)較大、日照相對(duì)較弱。而將兩者結(jié)合起來(lái)的風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)以及其應(yīng)用則是充分利用了兩者的優(yōu)點(diǎn)，取長(zhǎng)補(bǔ)短，實(shí)現(xiàn)了真正的互補(bǔ)性。具體地將在下一節(jié)具體分析 講解。 隨著太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)和風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的不斷發(fā)展并日漸趨于穩(wěn)定，且在各種產(chǎn)品上都得到了應(yīng)用。近年來(lái)，由于風(fēng)光互補(bǔ)系統(tǒng)的應(yīng)用具有諸多單一發(fā)電系統(tǒng)不具備的優(yōu)點(diǎn)，因此該系統(tǒng)應(yīng)得到大力推廣和應(yīng)用。風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)正在一步步被大眾所認(rèn)識(shí)并接受。同時(shí)這也將促進(jìn)了我國(guó)乃至全世界的環(huán)保工作，促進(jìn)了綠色社會(huì)美好環(huán)境的進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。同時(shí)隨著科技的發(fā)展材料造價(jià)的較低，再加上國(guó)家政策的扶持，風(fēng)光互補(bǔ)系統(tǒng)的成本將會(huì)得到大幅度的降低。當(dāng)其成本降低到民用范圍都可以接受的情況，相信風(fēng)光互補(bǔ)這一綠色的新能源將會(huì)得到更大范圍的應(yīng)用。相 信有一天全世界使用上風(fēng)光互補(bǔ)這樣的綠色的能源也絕不是空想。 太陽(yáng)能和風(fēng)能的互補(bǔ)性 風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)是一種取長(zhǎng)補(bǔ)短的最優(yōu)化新能源系統(tǒng)。且相關(guān)技術(shù)已經(jīng)越來(lái)越趨于成熟，生產(chǎn)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)規(guī)?；蚁嚓P(guān)產(chǎn)品已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用，如風(fēng)光互補(bǔ)大功率 LED 照明方面就是對(duì)風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)很好的應(yīng)用。但是單獨(dú)分開(kāi)來(lái)看風(fēng)能和天陽(yáng)能都有它的局限性，首先是風(fēng)力發(fā)電，在地域上只適用于風(fēng)力資源豐富的地區(qū)，且風(fēng)機(jī)成本較高，成本造價(jià)高。同樣太陽(yáng)能發(fā)電，只適用于日照豐富的地區(qū)，且受天氣的影響大，陰天下雨則不能正常發(fā)電。這些缺點(diǎn)都制約 了其在產(chǎn)品方面的實(shí)現(xiàn)和應(yīng)用。而將兩者整合起來(lái)的發(fā)電技術(shù)正是達(dá)到了兩者互補(bǔ)的目的，在各個(gè)方面都達(dá)到了最優(yōu)化的整合配置。充分利用并使用綠色能源造福人類(lèi)。將兩者結(jié)合功能與應(yīng)用于用電產(chǎn)品上，大大提高了其適用的范圍，將新工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 2 能源的應(yīng)用又向前推進(jìn)了一步。 所謂風(fēng)光互補(bǔ)，簡(jiǎn)而言之，是指將風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電組合起來(lái)構(gòu)成發(fā)電系統(tǒng)。在新能源領(lǐng)域的研究者和投資者看來(lái)，利用太陽(yáng)能電池將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換成電能的光伏發(fā)電系統(tǒng)，雖然清潔，但造價(jià)相對(duì)高，且受日照時(shí)間影響；而風(fēng)電系統(tǒng)雖然系統(tǒng)造價(jià)低，運(yùn)行維護(hù)成本低，但質(zhì)量可靠性爺相對(duì)較差。將兩者相結(jié)合 ，且能互補(bǔ)所短，各揚(yáng)所長(zhǎng)。但是，風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電的技術(shù)并不是說(shuō)硬性的將太陽(yáng)能發(fā)電和風(fēng)能放在一起發(fā)電就是風(fēng)光互補(bǔ)了。因?yàn)樗麄冎g還關(guān)系到系統(tǒng)的技術(shù)處理和相關(guān)系統(tǒng)控制。其間還涉及一系列復(fù)雜的技術(shù)數(shù)據(jù)與工藝流程。在風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電技術(shù)的推廣應(yīng)用中，競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)鍵是綜合配置能力。尋找最佳匹配法案需做大量的研究工作，反復(fù)推算、演示，進(jìn)行市場(chǎng)摸排，選配組件、組裝等，以構(gòu)成最佳匹配的方案，實(shí)現(xiàn)風(fēng)能和太陽(yáng)能的無(wú)縫對(duì)接，因此在有太陽(yáng)光照的時(shí)候通過(guò)太陽(yáng)能電池將光能轉(zhuǎn)換為電能，在風(fēng)較大的時(shí)候利用風(fēng)帶動(dòng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)機(jī)發(fā)電，在即無(wú)光照也無(wú)風(fēng)的時(shí)候 ，依然還可以通過(guò)蓄電池的儲(chǔ)備電源驅(qū)動(dòng)負(fù)載正常工作。 風(fēng)能、太陽(yáng)能都是無(wú)污染的、可再生能源，中小型風(fēng)電和太陽(yáng)能光電系統(tǒng)在我國(guó)已得到初步應(yīng)用。這兩種發(fā)電方式各有其優(yōu)點(diǎn)，但兩者都有其不可避免的局限性如他的不穩(wěn)定性，以及不連續(xù)性，用于無(wú)電網(wǎng)地區(qū)，必須裝配有大容量的儲(chǔ)電設(shè)施設(shè)備，或者采用多種能源相互補(bǔ)充的方案，以確保穩(wěn)定可靠的供電。如之前所說(shuō)的太陽(yáng)能與風(fēng)能不管時(shí)間上和在地域上都有很強(qiáng)的互相補(bǔ)充的特點(diǎn)，我國(guó)的季節(jié)特點(diǎn)一般是冬天風(fēng)較大，太陽(yáng)的輻射強(qiáng)度比較??；夏天的風(fēng)比較小，太陽(yáng)的照度輻射光強(qiáng)度比較大，在季節(jié)上可以 相互補(bǔ)充利用。 風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電的應(yīng)用方向，不應(yīng)以聯(lián)網(wǎng)發(fā)電為主，它是針對(duì)通信基站、微波站、邊防哨所、邊遠(yuǎn)牧區(qū)、無(wú)電用戶(hù)地區(qū)及海島。正如本課題研究的大功率 LED 路燈，它就是不依賴(lài)于電網(wǎng)的限制，利用風(fēng)能太陽(yáng)能的互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)，加上蓄電池的儲(chǔ)電?？梢詮V泛應(yīng)用于電網(wǎng)難以架設(shè)或者架設(shè)成本過(guò)高的偏遠(yuǎn)地區(qū)或是山區(qū)、隧道、高速公路等地。 風(fēng)光互補(bǔ)大功率 LED 路燈 風(fēng)光互補(bǔ)大功率 LED 路燈的技術(shù)優(yōu)勢(shì) 風(fēng)光互補(bǔ)大功率 LED 路燈是將風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)以及大功率 LED 照明系統(tǒng)結(jié)合起來(lái)的照明方面的應(yīng)用。風(fēng)光互補(bǔ) 發(fā)電系統(tǒng)的技術(shù)有點(diǎn)我們?cè)谏弦还?jié)已經(jīng)進(jìn)行了詳盡的闡述，我們已經(jīng)了解很多。對(duì)于本課題要實(shí)現(xiàn)的大功率 LED 驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)的大功率 LED 照明產(chǎn)品，它的優(yōu)勢(shì)也是很突出的。大功率 LED用于照明它的效率要高出傳統(tǒng)照明產(chǎn)品一個(gè)檔次，它只需要較低的直流電壓驅(qū)動(dòng)，很多時(shí)候在 36V直流的安全電壓以下即可正常工作。且發(fā)出的光強(qiáng)度也絕不亞于普通的照明產(chǎn)品，甚至比普通照明更為出色，光的品質(zhì)也高于普通照明產(chǎn)品。且在節(jié)約能源方面也有很出色的表現(xiàn)，利用較少的電能即可發(fā)出較高強(qiáng)度的光亮，且體積少，便于路燈的設(shè)計(jì)和封裝，機(jī)動(dòng)性更強(qiáng)。 工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 3 另外風(fēng)光互補(bǔ)路燈 主要為夜間照明使用，采用兩種工作模式：純光控模式和光控 +定時(shí)模式。兩種模式的設(shè)定和控制是通過(guò)路燈控制器的撥碼來(lái)實(shí)現(xiàn)的，并且利用中央控制器對(duì)風(fēng)力發(fā)電以及太陽(yáng)能發(fā)電和蓄電池提供過(guò)載過(guò)充欠壓等多種智能化保護(hù)，現(xiàn)今技術(shù)已經(jīng)完全可以實(shí)現(xiàn)，它的實(shí)現(xiàn)使風(fēng)光互補(bǔ)大功率 LED 路燈可以更可靠的更穩(wěn)定的工作。 風(fēng)光互補(bǔ)路燈使用方便，完全可以實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守，免鋪設(shè)長(zhǎng)距離電纜；且技術(shù)條件已經(jīng)可以達(dá)到在較低風(fēng)速下就可以啟動(dòng)，這樣就可以更好地更全面的吸收風(fēng)能和光能。小功率風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的風(fēng)力機(jī)體積少、質(zhì)量小而且發(fā)電效率高。風(fēng)力發(fā)電機(jī)獨(dú)特的電 磁技術(shù)技術(shù)使其具有低的啟動(dòng)阻力矩。根據(jù)風(fēng)能計(jì)算公式，風(fēng)中可以利用的能量是風(fēng)速的 3次方之多。也就是說(shuō)這表示風(fēng)速提高 1倍時(shí)，風(fēng)能將提高 8 倍。一般風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的效率通常是線性的，因此無(wú)法利用風(fēng)力的 3次方效益。發(fā)電機(jī)只在沿能量曲線上的 1 點(diǎn)或 2點(diǎn)有效率。通常改進(jìn)風(fēng)力機(jī)組的效率曲線，使其符合風(fēng)中可用能量的分布，使它沿整個(gè)曲線都有效率。 風(fēng)光互補(bǔ)大功率 LED 路燈的設(shè)計(jì) 風(fēng)光互補(bǔ)路燈 LED 路燈推薦采用的資源條件為：本地年平均風(fēng)速大于 ，并且年太陽(yáng)能總量輻射大于等于 500MJ/ 。風(fēng)光互補(bǔ) LED 路燈 系統(tǒng)在下列條件下應(yīng)該可以連續(xù)，穩(wěn)定地工作：室外溫度為： 25~45℃；空氣的相對(duì)濕度小于等于 90％（ 25177。 5℃）；海拔高于 1000m 的。風(fēng)光互補(bǔ) LED 路燈系統(tǒng)在以下環(huán)境運(yùn)行的時(shí)候，用該由生產(chǎn)的廠家和用戶(hù)一起商定技術(shù)要求和使用的條件：室外的溫度超出 25~45℃溫度范圍的區(qū)域；海拔超過(guò) 1000m的地區(qū)；鹽霧或沙塵嚴(yán)重的地區(qū)。 風(fēng)光互補(bǔ)大功率 LED 路燈的結(jié)構(gòu)圖如果 11 所示。風(fēng)光互補(bǔ)路燈由風(fēng)力發(fā)動(dòng)機(jī)、天陽(yáng)能電池板（含支架）、控制器、蓄電池、驅(qū)動(dòng)電路、光源和燈桿組成。如果光源的額定電壓為 220V 或 110V，則需配 置逆變器。本設(shè)計(jì)的光源是采用低直流電壓 ~ 的