【正文】 導(dǎo)體產(chǎn)品，需用低壓直流來(lái)驅(qū)動(dòng)。激勵(lì)熒光體的白色LED照明光源因熒光體組拿來(lái)不同可發(fā)射白光以外的各種顏色的光，因而可廣泛應(yīng)用于照明。圖38 異質(zhì)結(jié)發(fā)光原理圖吉林工程技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)論文LED有三種激勵(lì)方式：(1)用藍(lán)色LED激勵(lì)發(fā)黃光的熒光體。發(fā)光二極管與半導(dǎo)體二極管同樣加正向電壓，但效果不同。右圖表示加正向偏置后，這兩個(gè)勢(shì)壘均減小。由于電子遷移率μ比空穴遷移率大得多，出現(xiàn)大量電子向P區(qū)擴(kuò)散，構(gòu)成對(duì)P區(qū)少數(shù)載流子的注入。但是在光伏系統(tǒng)中因?yàn)槌潆婋娫幢旧聿⒉皇钦嬲饬x上的“無(wú)限電源”，而是來(lái)自太陽(yáng)能光伏陣列這個(gè)“有限電源”，對(duì)蓄電池充電的同時(shí)還必須考慮電源電流的“來(lái)源”是否足夠。電池在充電過(guò)程中其充電可接受電流按圖36所示，具有指數(shù)規(guī)律下降的可接受電流特性。 智能充電（馬斯）研究提出的蓄電池快速充電的一些基本規(guī)律為基礎(chǔ)。這種方式解決不產(chǎn)生大量析氣和不使溫度升高過(guò)大的方法是采第三章 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的理論分析 用不斷地脈沖充電和反向電流短時(shí)間放電相結(jié)合方法。如圖35的虛線段。這樣蓄電池在初期充電不會(huì)出現(xiàn)很大的電流，在后期也不會(huì)出現(xiàn)高電壓，使蓄電池產(chǎn)生析氣。這種采用串電阻限流的方式對(duì)于光伏系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，肯定是不實(shí)用的，因?yàn)榇?lián)電阻將消耗掉有限的電能。③ 蓄電池端電壓的變化很難補(bǔ)償，充電過(guò)程中對(duì)落后電池的完全充電也很難完成。在充電末期只有很小的電流通過(guò)，這樣在充電過(guò)程中就不必調(diào)整電流。具體充電電流的大小、充電時(shí)間以及何時(shí)轉(zhuǎn)換為小電流，必須參照蓄電池維護(hù)使用說(shuō)明書中的有關(guān)規(guī)定，否則容易損壞蓄電池。 蓄電池充電技術(shù)研究蓄電池的充電方法有很多種，如恒流充電、恒壓充電、恒壓限流充電、兩階段充電、三階段充電、快速充電、智能充電、均衡充電等方法 恒流充電恒流充電就是以一定的電流進(jìn)行充電，在充電過(guò)程中隨著蓄電池電壓的變化要進(jìn)行電流調(diào)整使之恒定不變。一般來(lái)說(shuō)，當(dāng)有日照時(shí)，蓄電池與光伏陣列發(fā)電裝置并聯(lián)運(yùn)行，此時(shí)蓄電池自放電或瞬間放電所損失的容量由浮充電流補(bǔ)足；在無(wú)日照時(shí)，則由蓄電池單獨(dú)向負(fù)載供電。經(jīng)由放電，硫酸成分從電解液中釋出，放電愈久，硫酸濃度愈稀薄。 鉛酸蓄電池充電后，正極板二氧化鉛（），在硫酸溶液中水分子的作用下，少量二氧化鉛與水生成可離解的不穩(wěn)定物質(zhì)—?dú)溲趸U（），氫氧根離子在溶液中，鉛離子（）留在正極板上，故正極板上缺少電子。太陽(yáng)能控制器功能：；；。同時(shí)太陽(yáng)能控制器應(yīng)兼有路燈控制功能,具有光控、時(shí)控的功能,并應(yīng)具備夜間自動(dòng)切斷負(fù)載功能,便于陰雨天延長(zhǎng)路燈工作時(shí)間。所以設(shè)計(jì)功能完備，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的智能光伏路燈控制器是非常重要的。要形成電流還得怎么樣？還要在電池的兩端加上導(dǎo)線使其構(gòu)成回路才行。有意思的是，這些空穴由下向上依次被電子填充，就好像空穴由上而下在悄悄移動(dòng)。目前實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的PN結(jié)可以細(xì)微到納米級(jí)。這就是P型半導(dǎo)體的特性。單晶硅內(nèi)部的分子結(jié)構(gòu)是四價(jià)電子結(jié)晶形態(tài)。光生電流決定了太陽(yáng)能電池的發(fā)電效率，因此光電產(chǎn)品和光伏發(fā)電工程特別要注意光電池組件板的安裝角度。電池的驅(qū)動(dòng)能力的大小也即電動(dòng)勢(shì)的大小與電流是直接相關(guān)的，雖然電動(dòng)勢(shì)是以“伏特”為單位來(lái)表示的，但其“實(shí)力”是由內(nèi)部電流的強(qiáng)弱決定的，實(shí)踐中我們經(jīng)常能遇到這樣的情況，一節(jié)（塊）電池的電壓還很高，但是電流特別小，電壓再高也是虛的。 太陽(yáng)能光伏發(fā)電的理論為什么半導(dǎo)體PN結(jié)經(jīng)由太陽(yáng)光一照就有電呢?科學(xué)家們將這種光照生電的現(xiàn)象叫做“光生伏打效應(yīng)”，簡(jiǎn)稱“光伏效應(yīng)”。光控開－時(shí)控關(guān)原理：白天，太陽(yáng)光照射到太陽(yáng)電池組件表面時(shí)，光伏效應(yīng)產(chǎn)生電能，并通過(guò)控制器對(duì)蓄電池進(jìn)行充電；隨著光線逐漸減弱，太陽(yáng)電池組件產(chǎn)生的電壓不斷下降，當(dāng)電壓值低于控制器設(shè)置的啟動(dòng)電壓值時(shí)，控制器啟動(dòng)負(fù)載工作。蓄電池：儲(chǔ)存太陽(yáng)能電池板產(chǎn)生的電能，在夜晚為負(fù)載提供電力。太陽(yáng)能電池：吸收太陽(yáng)能，將光能轉(zhuǎn)換成直流電能。(1) 負(fù)載日耗電量： (21)式中U為系統(tǒng)蓄電池標(biāo)稱電壓(2)滿足負(fù)載日用電的光伏組件的充電電流： (22)式中系數(shù)分別為太陽(yáng)能充電綜合損失系數(shù)，蓄電池充電效率和控制器效率(3)蓄電池容量：吉林工程技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)論文 (23)，(4)連續(xù)陰雨天過(guò)后需要恢復(fù)蓄電池容量的太陽(yáng)能電池組件充電電流： (24)(5)太陽(yáng)能電池組件的功率為： (25)式中18為太陽(yáng)能電池工作電壓第三章 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的理論分析第三章 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的理論分析 系統(tǒng)基本介紹系統(tǒng)由太陽(yáng)能電池組件部分(包括支架)、LED光源、控制箱(內(nèi)有控制器)等幾部分構(gòu)成,太陽(yáng)能電池板的設(shè)計(jì)對(duì)系統(tǒng)的抗風(fēng)設(shè)計(jì)非常有利。這是決定系統(tǒng)在一個(gè)連續(xù)陰雨天過(guò)后充滿蓄電池所需要的電池組件功率。這是決定系統(tǒng)組件大小的核心參數(shù)，通過(guò)確定工作時(shí)間，可以初步計(jì)算負(fù)載每天的功耗和與之對(duì)應(yīng)的太陽(yáng)能電池組件的充電電流。通過(guò)地理位置可以了解并掌握設(shè)備使用地的氣象資源，比如月（年）的平均太陽(yáng)能輻照情況、平均氣溫、第二章 系統(tǒng)方案論證及選擇大氣質(zhì)量等，根據(jù)這些條件可以確定當(dāng)?shù)氐奶?yáng)能標(biāo)準(zhǔn)峰值時(shí)數(shù)(h)和太陽(yáng)能電池組件的傾斜腳與方位角。低功耗的閑置和掉電模式32可編程I/O線 數(shù)據(jù)保留時(shí)間：10年AT89C51的芯片管腳圖如圖21.其主要特性為：具有性能完善，功能強(qiáng)大，學(xué)習(xí)容易，開發(fā)應(yīng)用方便等優(yōu)點(diǎn)。因此，當(dāng)在蓄電池達(dá)到浮充電壓點(diǎn)時(shí)，蓄電池并沒(méi)有充滿，切斷電源后，蓄電池電壓會(huì)有很大的降落。利用單片機(jī)完全可以實(shí)現(xiàn)路燈亮度的自動(dòng)調(diào)節(jié)并能達(dá)到節(jié)省能源的目的，并且一旦開機(jī)就可以智能地持續(xù)工作，減少了工作人員的維護(hù)量。隨著技術(shù)進(jìn)步，LED的性能將進(jìn)一步提高。：低壓鈉燈光效高（可達(dá)200Lm/w），但需逆變器，低壓鈉燈價(jià)格貴，整個(gè)系統(tǒng)造價(jià)高，采用較少。膠體蓄電池的特點(diǎn)：，甚至在放電后未及時(shí)補(bǔ)充電的情況下容量也能100％得到回充；～10年，適合每天使用；；；；；；，很小均衡充電；，充電接受能力強(qiáng)；，電池內(nèi)部水分損耗小。蓄電池容量必須比負(fù)載日耗量高6倍以上為宜。蓄電池應(yīng)與太陽(yáng)能電池、用電負(fù)荷（路燈）相匹配。鎳氫電池所造成的污染，會(huì)比含有鎘的鎳鎘電池小很多。鎳鎘（NiCd）蓄電池的正極為氧化鎳，其負(fù)極為海綿狀金屬鎘，電解液多為氫氧化鉀，氫氧化鈉堿性水溶液。一般有鉛酸蓄電池、NiCd蓄電池、NiH蓄電池。(1)單晶硅太陽(yáng)能電池性能參數(shù)比較穩(wěn)定，適合在陰雨天比較多、陽(yáng)光相對(duì)不是很充足的南方地區(qū)使用；(2)多晶硅太陽(yáng)能電池生產(chǎn)工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，價(jià)格比單晶硅低，適合在太陽(yáng)光充足、日照好的東西部地區(qū)使用；(3)非晶硅太陽(yáng)能電池對(duì)太陽(yáng)光照條件要求比較低，適合在室外陽(yáng)光不足的地區(qū)使用。、實(shí)驗(yàn)硬件電路，保證可以實(shí)現(xiàn)既定功能。 本論文研究的主要內(nèi)容，設(shè)計(jì)蓄電池的充放電控制方法。它要求較大的設(shè)備投資、創(chuàng)造了更多的就業(yè)機(jī)會(huì)、有助于經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)。我國(guó)太陽(yáng)能路燈首先在沿海發(fā)達(dá)地區(qū)使用，上海市于2005年在崇明島建成風(fēng)光互補(bǔ)道路照明工程。近年來(lái)，隨著我國(guó)城市建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大和建設(shè)水平的不斷提高，我國(guó)城市的路燈總數(shù)以每年約20%的平均速度遞增，全國(guó)數(shù)千萬(wàn)盞路燈的節(jié)電問(wèn)題已引起政府部門的關(guān)注。太陽(yáng)能與LED相結(jié)合的技術(shù)運(yùn)用在路燈領(lǐng)域完全符合“綠色，節(jié)能，低成本”的現(xiàn)代化設(shè)計(jì)理念。一般認(rèn)為，節(jié)能燈可節(jié)能4/5是偉大的創(chuàng)舉，但LED比節(jié)能燈還節(jié)能1/4，這是固體光源偉大的革新。 ：運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用低，普通路燈明顯高于太陽(yáng)能路燈，而且會(huì)隨著使用時(shí)間的增長(zhǎng)而越來(lái)越高（電費(fèi)、人工等）。有關(guān)數(shù)據(jù)表明太陽(yáng)能路燈每年可以減少7740萬(wàn)噸二氧化碳就相當(dāng)于節(jié)省了310億美元的二氧化碳減量成本?。禾?yáng)能路燈在惡劣的環(huán)境和氣候條件下，光伏發(fā)電系統(tǒng)很少發(fā)生故障；目前絕大多數(shù)太陽(yáng)能電池組件的生產(chǎn)技術(shù)都足以保證10年以上性能不下降，太陽(yáng)能電池組件可以發(fā)電25年或更長(zhǎng)的時(shí)間?；趩纹瑱C(jī)的太陽(yáng)能控制系統(tǒng)很好的把太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)與單片機(jī)智能控制技術(shù)結(jié)合了起來(lái)。根據(jù)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略和環(huán)境保護(hù)的需求，在可以預(yù)計(jì)的將來(lái)，光伏發(fā)電必將部分取代常規(guī)能源。隨著科學(xué)和技術(shù)的迅速發(fā)展，世界能源危機(jī)的日益嚴(yán)重，利用常規(guī)能源已不能適應(yīng)世界經(jīng)濟(jì)快速增長(zhǎng)的需要，開發(fā)和利用新能源，尤其是太陽(yáng)能越來(lái)越引起各國(guó)政府的重視。燃燒煤、石油等化石燃料，每年有數(shù)十萬(wàn)噸硫等有害物質(zhì)排入天空，使大氣環(huán)境遭到嚴(yán)重污染，直接影響居民的身體健康和生活質(zhì)量，甚至在局部地區(qū)形成酸雨，嚴(yán)重污染水土資源。常規(guī)能源的有限性和分布不均勻，造成了世界上大部分國(guó)家能源供應(yīng)不足，不能滿足其經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求。(4)應(yīng)用于果園，種植園，草坪等場(chǎng)所，既可以照明又可以殺蟲。更值得一提的是，LED發(fā)光效率是以每十年提高十倍的速度來(lái)提高，成本也將逐年下降。 easy installation, automatic control. Consequently, not only save electrical energy but also avoid the troubles to need adjusting the circuit system due to the different dayandnight’s lengths in the four seasons, to make the street lamp more userfriendly. Key Words: PV, Battery, LED目錄目 錄第一章 緒論 1 概述 1 太陽(yáng)能路燈的優(yōu)勢(shì) 2 太陽(yáng)能路燈的應(yīng)用現(xiàn)狀 3 本論文研究的主要內(nèi)容 5第二章 系統(tǒng)方案論證及選擇 6 方案比較與論證 6 太陽(yáng)能電池板的選擇 6 蓄電池的選擇 6 照明燈具的選擇 8 控制器芯片的選擇 9 方案的配置與計(jì)算 11 路燈設(shè)計(jì)所需的數(shù)據(jù) 11 路燈設(shè)計(jì)參數(shù)的確定 12第三章 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的理論分析 14 系統(tǒng)基本介紹 14 太陽(yáng)能路燈系統(tǒng)設(shè)計(jì)總體分析 15 太陽(yáng)能光伏發(fā)電的理論 15 控制器設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ) 17 蓄電池的充放電原理 18 蓄電池充電技術(shù)研究 20 恒流充電 20 恒壓充電 21 恒壓限流充電 22 兩階段、三階段充電 22 快速充電 23 智能充電 24 LED的發(fā)光及驅(qū)動(dòng)原理 25 發(fā)光原理 25 驅(qū)動(dòng)原理 27第四章 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 29 系統(tǒng)電路框圖 29 硬件設(shè)計(jì)的原理流程圖 30 電源電路設(shè)計(jì) 31 LED指示電路 31 光控電路 32 LED驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì) 33 涓流充電電路 35 過(guò)充、過(guò)放控制電路 35 單片機(jī)外圍電路設(shè)計(jì) 37 復(fù)位模塊電路設(shè)計(jì) 37 晶振電路 37 按鍵開關(guān)電路 38 顯示模塊電路設(shè)計(jì) 38第五章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 40 系統(tǒng)軟件框圖 40 計(jì)時(shí)程序設(shè)計(jì) 41 中斷程序設(shè)計(jì) 43第六章 系統(tǒng)調(diào)試 44 44 44 45第七章 總結(jié)與展望 46附錄 1 47附錄 2 48參考文獻(xiàn) I致 謝 IIII吉林工程技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)論文前 言城市照明是一門科學(xué)、一種文化、一項(xiàng)藝術(shù)。從而不僅節(jié)約了電能，而且避免了由于四季晝夜長(zhǎng)短不一，需要調(diào)整電路系統(tǒng)的麻煩，使路燈更為人性化。本文研究的路燈同時(shí)整合了這兩者的優(yōu)勢(shì)，利用清潔能源以及高效率的LED實(shí)現(xiàn)綠色照明。涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。對(duì)本研究提供過(guò)幫助和做出過(guò)貢獻(xiàn)的個(gè)人或集體，均已在文中作了明確的說(shuō)明并表示了謝意。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過(guò)的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過(guò)的材料。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。本人授權(quán)　　 　 　大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。而在照明領(lǐng)域，壽命長(zhǎng)、節(jié)能、安全、綠色環(huán)保、色彩豐富、微型化的LED固態(tài)照明也已被公認(rèn)為一種節(jié)能環(huán)保的重要途徑?；趩纹瑱C(jī)控制的太陽(yáng)能路燈具有很多優(yōu)點(diǎn)：安全可靠，維護(hù)方便；不需要常規(guī)能源，不污染環(huán)境；安裝方便，自動(dòng)控制。 energy saving, without pollution to environment。太陽(yáng)能LED照明是未來(lái)照明的方向，其最大的特點(diǎn)：環(huán)保、節(jié)能、發(fā)光效率高，因此使它將會(huì)逐步取代傳統(tǒng)光源。(3)安裝在繁華鬧區(qū)或旅游景區(qū)作為裝飾照明，營(yíng)造氣氛。主要表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面：(1)能源短缺。(2)環(huán)境污染。太陽(yáng)能作為可再生能源，很早就被人們開發(fā)和利用了。因而，可再生、無(wú)污染的太陽(yáng)能利用在世界各國(guó)崛起，世界光伏產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展。 太陽(yáng)能路燈的優(yōu)勢(shì)太陽(yáng)能路燈以太陽(yáng)光為能源，不需要鋪設(shè)復(fù)雜的管線，安全節(jié)能無(wú)污染。不僅如此，太陽(yáng)能是一種清潔的可再生能源，它不僅節(jié)約了電能，而且減少了二氧化碳的排放量。且規(guī)模越大，普通路燈安裝的相關(guān)費(fèi)用越高，如把電力增容費(fèi)用、架設(shè)電力變壓器、光源的功率因數(shù)補(bǔ)償耗能、電力電纜、遠(yuǎn)距離線路功率損耗及路燈開啟控制系統(tǒng)和管理人員工資等相關(guān)費(fèi)用考慮進(jìn)去的話實(shí)際費(fèi)用要遠(yuǎn)大于預(yù)計(jì)費(fèi)用。但是太陽(yáng)能LED路燈的優(yōu)勢(shì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不只這些。由于LED具有發(fā)光效率高，發(fā)熱量低等優(yōu)勢(shì)，已經(jīng)越來(lái)越多地應(yīng)用在照明領(lǐng)域，并呈現(xiàn)出取代傳統(tǒng)照明光源的趨勢(shì)。國(guó)內(nèi)各大研究單位都對(duì)太陽(yáng)能路燈作了詳盡的研究，特別是近幾年來(lái)，在“產(chǎn)業(yè)上規(guī)模、技術(shù)上水平、產(chǎn)品上檔次和市場(chǎng)上規(guī)范”的產(chǎn)業(yè)發(fā)展思路引導(dǎo)下，太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)得到了快速發(fā)展，如太陽(yáng)能熱水器、太陽(yáng)能光伏電池技術(shù)日趨成熟，產(chǎn)品質(zhì)量不斷提高。隨著太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)的不斷發(fā)展，太陽(yáng)能路燈以環(huán)保、節(jié)能等優(yōu)勢(shì)成為城市道路照明行業(yè)的新寵，市場(chǎng)潛力巨大。它對(duì)環(huán)境的影響最小、可替代部分常規(guī)能源、增加能源