【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、光學 特性以及熱學特性 .................. 5 課題主要研究的大功率 LED 驅(qū)動的基本情況以及注意事項 .................. 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)計采用的驅(qū)動芯片以及驅(qū)動模塊 .................................................................................... 18 基于 MC34063 的 DC/DC 升壓大功率 LED 驅(qū)動電路 .......................... 18 MC34063 集成電路芯片的簡介 ..................................... 18 基于 MC34063 集成芯片的大功率 LED 驅(qū)動電路的設(shè)計 ................. 19 AMC3202+A705 大功率 LED 路燈驅(qū)動電路設(shè)計 ........................ 21 4 系統(tǒng)的印刷電路板（ PCB）設(shè)計 .............................................................................................. 24 Protel DXP 軟件簡介 ................................................. 24 LED 驅(qū)動電源的 PCB 設(shè)計 ........................................ 24 結(jié)論 ............................................................................................................................................... 29 參考文獻 ....................................................................................................................................... 31 附錄 ............................................................................................................................................... 32 附錄 1 ...................................................................................................................................... 32 附錄 2 ...................................................................................................................................... 32 工程學院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 1 1 緒論 1． 1 風光互補發(fā)電系統(tǒng)及其應用在路燈上的特性及優(yōu)勢 太陽能和風能的介紹 太陽能和風能都是我們?nèi)粘？梢愿杏X到的，祖先早已學會利用風能帶動風車驅(qū)動帆船，利用和太陽能生火煮飯。如今電器時代，新的科學技術(shù)已經(jīng)可以將太陽能和風能轉(zhuǎn)化為電能為我們服務。在眾多新能源領(lǐng)域中，風力發(fā)電和太陽能發(fā)電的開發(fā)和利用被受當其沖優(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，太陽能和風能是線如今大力大戰(zhàn)的重點，它們的諸多優(yōu) 點可以說是百利而無一害的。最重要的就是它的零污染和可再生性，是任何傳統(tǒng)能源都無法比擬的。 然而單獨地利用風能和太陽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)合起來卻是能得到很好的互補效果，一般情況下我國的黑白天的天氣特點是白天的太陽光照度較強，夜間無太陽但是風力資源豐富；按我國的季節(jié)來分夏天和秋天日照強度普遍較高、但是風力相對較弱相反的冬天和春天風較大、日照相對較弱。而將兩者結(jié)合起來的風光互補發(fā)電系統(tǒng)以及其應用則是充分利用了兩者的優(yōu)點，取長補短，實現(xiàn)了真正的互補性。具體地將在下一節(jié)具體分析 講解。 隨著太陽能發(fā)電技術(shù)和風力發(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)品上都得到了應用。近年來，由于風光互補系統(tǒng)的應用具有諸多單一發(fā)電系統(tǒng)不具備的優(yōu)點，因此該系統(tǒng)應得到大力推廣和應用。風光互補發(fā)電系統(tǒng)正在一步步被大眾所認識并接受。同時這也將促進了我國乃至全世界的環(huán)保工作，促進了綠色社會美好環(huán)境的進一步實現(xiàn)。同時隨著科技的發(fā)展材料造價的較低，再加上國家政策的扶持，風光互補系統(tǒng)的成本將會得到大幅度的降低。當其成本降低到民用范圍都可以接受的情況，相信風光互補這一綠色的新能源將會得到更大范圍的應用。相 信有一天全世界使用上風光互補這樣的綠色的能源也絕不是空想。 太陽能和風能的互補性 風光互補發(fā)電系統(tǒng)是一種取長補短的最優(yōu)化新能源系統(tǒng)。且相關(guān)技術(shù)已經(jīng)越來越趨于成熟，生產(chǎn)已經(jīng)實現(xiàn)規(guī)?；蚁嚓P(guān)產(chǎn)品已經(jīng)得到廣泛應用，如風光互補大功率 LED 照明方面就是對風光互補發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)很好的應用。但是單獨分開來看風能和天陽能都有它的局限性，首先是風力發(fā)電，在地域上只適用于風力資源豐富的地區(qū)，且風機成本較高，成本造價高。同樣太陽能發(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。這些缺點都制約 了其在產(chǎn)品方面的實現(xiàn)和應用。而將兩者整合起來的發(fā)電技術(shù)正是達到了兩者互補的目的，在各個方面都達到了最優(yōu)化的整合配置。充分利用并使用綠色能源造福人類。將兩者結(jié)合功能與應用于用電產(chǎn)品上，大大提高了其適用的范圍，將新工程學院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 2 能源的應用又向前推進了一步。 所謂風光互補，簡而言之，是指將風力發(fā)電和光伏發(fā)電組合起來構(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，利用太陽能電池將太陽能轉(zhuǎn)換成電能的光伏發(fā)電系統(tǒng)，雖然清潔，但造價相對高，且受日照時間影響；而風電系統(tǒng)雖然系統(tǒng)造價低，運行維護成本低，但質(zhì)量可靠性爺相對較差。將兩者相結(jié)合 ，且能互補所短，各揚所長。但是，風光互補發(fā)電的技術(shù)并不是說硬性的將太陽能發(fā)電和風能放在一起發(fā)電就是風光互補了。因為他們之間還關(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雜的技術(shù)數(shù)據(jù)與工藝流程。在風光互補發(fā)電技術(shù)的推廣應用中，競爭的關(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，反復推算、演示，進行市場摸排，選配組件、組裝等，以構(gòu)成最佳匹配的方案，實現(xiàn)風能和太陽能的無縫對接，因此在有太陽光照的時候通過太陽能電池將光能轉(zhuǎn)換為電能，在風較大的時候利用風帶動風力發(fā)電機機發(fā)電，在即無光照也無風的時候 ，依然還可以通過蓄電池的儲備電源驅(qū)動負載正常工作。 風能、太陽能都是無污染的、可再生能源，中小型風電和太陽能光電系統(tǒng)在我國已得到初步應用。這兩種發(fā)電方式各有其優(yōu)點，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，用于無電網(wǎng)地區(qū)，必須裝配有大容量的儲電設(shè)施設(shè)備，或者采用多種能源相互補充的方案，以確保穩(wěn)定可靠的供電。如之前所說的太陽能與風能不管時間上和在地域上都有很強的互相補充的特點，我國的季節(jié)特點一般是冬天風較大，太陽的輻射強度比較小；夏天的風比較小，太陽的照度輻射光強度比較大，在季節(jié)上可以 相互補充利用。 風光互補發(fā)電的應用方向，不應以聯(lián)網(wǎng)發(fā)電為主，它是針對通信基站、微波站、邊防哨所、邊遠牧區(qū)、無電用戶地區(qū)及海島。正如本課題研究的大功率 LED 路燈，它就是不依賴于電網(wǎng)的限制，利用風能太陽能的互補發(fā)電系統(tǒng)，加上蓄電池的儲電?？梢詮V泛應用于電網(wǎng)難以架設(shè)或者架設(shè)成本過高的偏遠地區(qū)或是山區(qū)、隧道、高速公路等地。 風光互補大功率 LED 路燈 風光互補大功率 LED 路燈的技術(shù)優(yōu)勢 風光互補大功率 LED 路燈是將風光互補發(fā)電系統(tǒng)以及大功率 LED 照明系統(tǒng)結(jié)合起來的照明方面的應用。風光互補 發(fā)電系統(tǒng)的技術(shù)有點我們在上一節(jié)已經(jīng)進行了詳盡的闡述，我們已經(jīng)了解很多。對于本課題要實現(xiàn)的大功率 LED 驅(qū)動驅(qū)動的大功率 LED 照明產(chǎn)品，它的優(yōu)勢也是很突出的。大功率 LED用于照明它的效率要高出傳統(tǒng)照明產(chǎn)品一個檔次，它只需要較低的直流電壓驅(qū)動，很多時候在 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)出較高強度的光亮，且體積少，便于路燈的設(shè)計和封裝，機動性更強。 工程學院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 3 另外風光互補路燈 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 +定時模式。兩種模式的設(shè)定和控制是通過路燈控制器的撥碼來實現(xiàn)的，并且利用中央控制器對風力發(fā)電以及太陽能發(fā)電和蓄電池提供過載過充欠壓等多種智能化保護，現(xiàn)今技術(shù)已經(jīng)完全可以實現(xiàn)，它的實現(xiàn)使風光互補大功率 LED 路燈可以更可靠的更穩(wěn)定的工作。 風光互補路燈使用方便，完全可以實現(xiàn)無人值守，免鋪設(shè)長距離電纜；且技術(shù)條件已經(jīng)可以達到在較低風速下就可以啟動，這樣就可以更好地更全面的吸收風能和光能。小功率風力發(fā)電機組的風力機體積少、質(zhì)量小而且發(fā)電效率高。風力發(fā)電機獨特的電 磁技術(shù)技術(shù)使其具有低的啟動阻力矩。根據(jù)風能計算公式，風中可以利用的能量是風速的 3次方之多。也就是說這表示風速提高 1倍時，風能將提高 8 倍。一般風力發(fā)電機組的效率通常是線性的，因此無法利用風力的 3次方效益。發(fā)電機只在沿能量曲線上的 1 點或 2點有效率。通常改進風力機組的效率曲線，使其符合風中可用能量的分布，使它沿整個曲線都有效率。 風光互補大功率 LED 路燈的設(shè)計 風光互補路燈 LED 路燈推薦采用的資源條件為：本地年平均風速大于 ，并且年太陽能總量輻射大于等于 500MJ/ 。風光互補 LED 路燈 系統(tǒng)在下列條件下應該可以連續(xù)，穩(wěn)定地工作：室外溫度為： 25~45℃；空氣的相對濕度小于等于 90％（ 25177。 5℃）；海拔高于 1000m 的。風光互補 LED 路燈系統(tǒng)在以下環(huán)境運行的時候，用該由生產(chǎn)的廠家和用戶一起商定技術(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 1000m的地區(qū)；鹽霧或沙塵嚴重的地區(qū)。 風光互補大功率 LED 路燈的結(jié)構(gòu)圖如果 11 所示。風光互補路燈由風力發(fā)動機、天陽能電池板（含支架）、控制器、蓄電池、驅(qū)動電路、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)計的光源是采用低直流電壓 ~ 的