【正文】 efficiency, power factor, overheating protection design elements. Keywords wind and solar。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。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。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。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。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。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。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。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)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)電用戶地區(qū)及海島。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。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)。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。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。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。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。 工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 4 圖 11 風(fēng)光互補(bǔ)大功率 LED路燈的結(jié)構(gòu)圖 1． 2 大功率 LED驅(qū)動(dòng)電路相關(guān)情況介紹 1． 2． 1 白光 LED 的技術(shù)概況 白光 LED 的發(fā)展 發(fā)光二極管 LED 出現(xiàn)以來(lái)，人類一直在努力追尋實(shí)現(xiàn)固體光源的實(shí)現(xiàn)，隨著 LED制造工藝的進(jìn)步和新型材料的應(yīng)用和開(kāi)發(fā)，白光 LED 的性能不斷提高和優(yōu)化并且進(jìn)入應(yīng)用的階段。所選用的材料是 GaAsP?，F(xiàn)在已經(jīng)廣泛應(yīng)用的圓頭柱狀白光 LED 產(chǎn)生的白光多數(shù)都是利用色的互補(bǔ)關(guān)系產(chǎn)生的仿真型白光，它是將藍(lán)光與黃色光只講的色差結(jié)合起來(lái)，但這樣的光容易使人有一種不協(xié)調(diào)的感覺(jué)，并且無(wú)法達(dá)到高顯色性，且在要求大功率和大電流通過(guò)的情況下容易產(chǎn)生色差的問(wèn)題，這些是白光 LED 今后需要解決的問(wèn)題和需要努力的方向。其與傳統(tǒng)的照明設(shè)備的比較表如下。 LED 的功率達(dá)到 和 的也是能達(dá)到較低的照明需求的。目前 15lm/W 提高到 25lm/W 的實(shí)現(xiàn)已經(jīng)提高到產(chǎn)業(yè)化的程度，最高已經(jīng)能到到 。 aR 最好可以達(dá)到 100 。 2）白光 LED在不同色溫下的光譜特性 如今照明所用的白光 LED 與普通的 LED 的概念已經(jīng)有著質(zhì)的差異了，它并不是越白越好。 大功率白光照明 LED 的電學(xué)、光學(xué)特性以及熱學(xué)特性 在 中介紹了照明白光大功率 LED 需要滿足的技術(shù)指標(biāo)，如白光照明 LED 的亮度、光強(qiáng)、光通量、發(fā)光效率、色溫，響應(yīng)時(shí)間。 圖 12 LED的伏安特性曲線 IF正向直流電流（正向測(cè)試電流），在規(guī)定的正向電壓 VF下，通過(guò)極間的電流 ，不同 LED 因材料不同有不同的 IF。注：一般 IF= VR 稱為反向擊穿電壓； VR 電壓對(duì)應(yīng) IR 為反向漏電流不同 LED 因材料不同，有不同的 VR。因此它們可用在 10~100MHZ 高頻系統(tǒng)。 圖 14光通量與時(shí)間關(guān)系 圖 13光通量與電流關(guān)系 工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 8 ④光效 是指 LED 所發(fā)出的光通量φ與其所消耗的電功率 P 之比 ,單位為流明 /瓦（ lm/w） ,是評(píng)價(jià)電光源用電效率最主要的技術(shù)參數(shù) ,它與工作電流的關(guān)系如下。一般， LED 封裝廠都會(huì)按色品坐標(biāo)不同 用不同的 Bin 來(lái)區(qū)分白光的顏色。均壽命一批 led同時(shí)點(diǎn)亮 ,當(dāng)經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后 ,led不亮達(dá)到 50%時(shí)所用的時(shí)間 . 經(jīng)濟(jì)壽命 在同時(shí)考慮 led 損壞以及光輸出衰減的狀況下 ,其綜合輸出減至一特定比例時(shí)的小時(shí)數(shù) .此比例用于室外光源為 70%,用于室內(nèi)光源為 80%。 圖 17 LED結(jié)溫與電流的關(guān)系圖 ④ LED 結(jié)溫與色品坐標(biāo)的關(guān)系 如下圖 工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 11 圖 18 LED結(jié)溫與色品坐標(biāo)的關(guān)系圖 ⑤ LED 結(jié)溫與正向電壓和光通量的關(guān)系 圖 19 LED結(jié)溫與正向電壓和光通量的關(guān)系圖 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) 原始電源有各種形式，但無(wú)論哪種電源，一般都不能直接給 LED 供電。同時(shí)特別注意的應(yīng)有以下事項(xiàng)： 工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 12 ① LED是單向?qū)щ娖骷?，所以說(shuō)只有用直流電流或是單向脈沖電流驅(qū)動(dòng) LED 工作。因這就造成了 LED 的電流和 LED兩端的電壓不成正比，所以提供穩(wěn)定可靠的電流也就成了挑戰(zhàn)。 8%。 壽命，節(jié)能之星要求家用≥ 70%，商用≥ 90%。在最基本的 DC/DC 轉(zhuǎn)換電路中，如果有輸入電壓和負(fù)載的變動(dòng)，但其輸出的直流電壓可以通過(guò)電路控制為所需求的電壓。 圖 21 開(kāi)關(guān)型 DCDC轉(zhuǎn)換器的基本電路及波形圖 下面將分別簡(jiǎn)單的介紹兩者 DC/DC 變換器的工作原理。連續(xù)導(dǎo)電模式是指在一個(gè)周期內(nèi)電感電流是連續(xù)的（兩種開(kāi)關(guān)模態(tài) a和 b)；而不連續(xù)導(dǎo)電模式是指電感電流在一個(gè)周期內(nèi)是斷續(xù)的也就是有一段時(shí)間電感電流為零 (三種開(kāi)關(guān)模態(tài) a、 b 和 c)。因此，如果 broost 變換器沒(méi)有接上負(fù) 載，則此部分的能量將不能消耗得了，必會(huì)使 Vo不斷升高，最后容易造成變換器的損壞。 通過(guò) Q的直流電流平均值 IQ 為： 通過(guò) Q 和 D 的電流最大值與電感電流最大值相等。它的基準(zhǔn)電壓發(fā)生器具有溫度的自動(dòng)補(bǔ)償功能、占空比可控、比較器的振蕩器，直流電流輸出開(kāi)關(guān)電路、 RS 觸發(fā)器等組件封裝組成。 因?yàn)槎〞r(shí)電容的 充放電電流都是恒定 不變的 ， 因此產(chǎn)生的 振蕩頻率 僅僅 取決于 芯片的 外接電容的 電容值大小 。 電流限制 是 通過(guò)檢測(cè)連接 到 VCC（引腳 6） 和 引腳 7 之間 采樣 電阻 （ Rsc） 上的 電 壓降來(lái)完成 ，所以說(shuō) 當(dāng)檢測(cè)到電阻上的電壓降接近超過(guò) 300 mV 時(shí)，電流限制電路開(kāi)始工作，這時(shí)通過(guò) CT 管腳 (引腳 3 ) 對(duì)定時(shí)電容進(jìn)行快速充電 用來(lái) 減少充電 的 時(shí)間和輸出 端 開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)間，結(jié)果是 導(dǎo)致 輸出 端 開(kāi)關(guān)管關(guān)閉時(shí)間 的 延長(zhǎng)。 基于 MC34063 集成芯片的大功率 LED驅(qū)動(dòng) 電路的設(shè)計(jì) 基于 MC34063 集成芯片的大功率 LED 驅(qū)動(dòng)電路原理： MC34063 組成的降壓電路原理如圖 32,當(dāng)芯片內(nèi)開(kāi)關(guān)管 (T1)導(dǎo)通時(shí)，電源經(jīng)取樣電阻工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 20 Rsc、電感 L MC34063 的引腳 1 和引腳 2 接地，此時(shí)電感 L1 開(kāi)始存儲(chǔ)能量，而由 C0對(duì)負(fù)載提供能量。只要此頻率相對(duì)負(fù)載的時(shí)間常數(shù)足夠高，負(fù)載上便 可獲得連續(xù)的直流電壓。 Ct= 004*Ton(工作頻率） 工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 21 Ipk=2*Iomax*T/toff Rsc(限流電阻 )：決定輸出電流。 存在著如驅(qū)動(dòng) 效率 較 低 ， 對(duì)于 直流升壓電路的 應(yīng)用， 工作 效率只有 70%左右，輸出低 電壓 時(shí)效率 則 更低 ，且輸出電壓升壓有所限制較難得到較高的直流驅(qū)動(dòng)電壓并且輸出的直流電流不夠穩(wěn)定等問(wèn)題 。 ② 每路最多可以串聯(lián) 12 顆 1W的大功率 LED（ LED 的最大 Vf最大可達(dá) ） ③ 路燈調(diào)光功能可經(jīng)由 AMC3202 EN pin 輸入 PWM 訊號(hào)，高電平 2~12V 可使 IC工作，低電平 ~0V 可關(guān)掉 IC，建議 PWM 頻率在 200HZ。 Protel DXP2020 提供了強(qiáng)大的集成元件庫(kù)，可以很方便的從原理圖直接生成 PCB 文件。其余電路的 PCB繪制過(guò)程在正文中不做一一闡述，下面繪制的是基于 MC34063 集成芯片的大功 率 LED驅(qū)動(dòng)電路 PCB 版 在完成元件排布之后，開(kāi)始進(jìn)行布線工作。完成布線后，還需對(duì) PCB 的物理邊界和電氣邊界等尺寸信息進(jìn)行定義，布線及邊界設(shè)定后效果見(jiàn)圖 42。除此之外，為了便于后期對(duì) PCB 板的安裝使用，本設(shè)計(jì)還在 PCB 板四個(gè)角放置了直徑 3mm的螺絲孔。 本文首先介紹了本設(shè)計(jì)存在的意義以及現(xiàn)階段所處的自然環(huán)境條件所造成的發(fā)展綠色節(jié)能照明的必然性。在調(diào)試工作之后，發(fā)現(xiàn)了初期設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題，以及它的局限性所在。 工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 30 致謝 本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）是在我的導(dǎo)師 教授的悉心指導(dǎo)和關(guān)懷下完成的。提醒我設(shè)計(jì)過(guò)程中易犯的錯(cuò)誤和應(yīng)該注意的相關(guān)的細(xì)節(jié)問(wèn)題，耐心的給我指出錯(cuò)誤， 并給予改正意見(jiàn)。 其次我要感謝 工程學(xué)院，感謝母校四年的培養(yǎng)，在這里我學(xué)到了許多實(shí)用的知識(shí)，圖書館也為我查閱資料提供了便利，這對(duì)我畢業(yè)設(shè)計(jì)都起到了舉足輕重的作用。 最后我想說(shuō)沒(méi)有滕道祥教授以及母校 工程學(xué)院還有我的同窗好友的幫助我是完成不了本次的畢業(yè)設(shè)計(jì)的，在此我想再次對(duì)他們表示衷心地感謝！ 工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 31 參考文獻(xiàn) [1]周玉柱 . 戶用風(fēng) /光互補(bǔ)正弦波逆變電源的研制 [D]. : 2020. 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