【正文】 A I N 01A I N 12A I N 23A I N 34A I N 45A I N 56A I N 67A I N 78GND10A I N 89V C C20E O C19I / O C L O C K18D A T A I N P U T17D A T A O U T16CS15R E F +14R E F 13A I N 1 012A I N 911T L C 2 5 4 3 U3 V C CCSD A T A I NC L O C KD A T A O U TO U T _ E N 圖 38 TLC2543 引腳圖 采用 TLC2543 進型模數(shù)轉(zhuǎn)換， A/D 轉(zhuǎn)換需要基準電壓，本文采用TL431 進行設(shè)計， TL431 三端穩(wěn)壓，基準電壓電路如圖 39 所示。 （ 6）代碼可維護性方面： 89S52 支持 ISP（在系統(tǒng)可編程）下載程序，而 ATMEGA16 不僅支持 ISP，還支持 BOOTLOADER 方式裝載程 序，可以配合無線網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)對單片機程序的遠程更新，方便了設(shè)備的維護。 太陽能 LED 路燈控制器的主要功能包括兩個方面：蓄電池充電以及蓄電池給 LED 供電 [17]。 25 基于 AVR 的太陽能 LED 路燈控制器的設(shè)計 太陽能 LED 路燈控制器的功能 太陽能電池將吸收的光能轉(zhuǎn)換成電能而通過充放電控制器對蓄電池充電，同時供給負載用電。 所以，根據(jù)變壓器初級電流的峰值公式m a xm in2 ????inoutCP V PII 計算峰值電流為 AV PII in outCP 2022 m a xm i n ??????? ? （ 36） 這個初級電感的峰值電流也為我們確定功率開關(guān)晶體管的最大集電極電流提供了依據(jù)。 21V r e f8 ( 1 4 )R t C t電 壓 反饋 輸 入2 ( 3 )輸 出補 償1 ( 1 )5 . 0 V參 考 電 壓V c c欠 壓 鎖 定V r e f欠 壓 鎖 定鎖 存脈 寬調(diào) 制 器振 蕩 器4 ( 7 )3 ( 5 )V c c7 ( 1 2 )V c輸 出6 （ 1 0 ）電 源 地5 （ 8 ）電 流 檢 測輸 入+地 5 （ 9 ）誤 差 放大 器RR7 （ 1 1 ）圖 35 UC3842 內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 采用集成電路脈沖寬度調(diào)制器設(shè)計制作開關(guān)穩(wěn)壓電源（如圖 36 所示）具有效率高、省時、省力、成本低、速度快的特點。方陣的發(fā)電量在不能滿足用電需要的月份，要靠蓄電池的電能給以補足；在超過用電需要的月份，是靠蓄電池將多余的電能儲存起來。它的容量比負載所需的電量大得多 [15]。 切換電路：太陽能電池接在常閉觸點 ，繼電器線圈受三級管 Q4 控制，當太陽能電池受光照時， Q4 導通而 Q3 截止，使得繼電器線圈絕大部分時間不耗電。其充電的技術(shù)參數(shù)主要有浮充電壓 VF、過充電電壓 VOC，最大充電電流 Imax、過充電終止電流 IOCT等。當電源接通后，欠壓檢測電路還能使邏輯電路輸出信號 。電壓和電流取樣比較器用來檢測蓄電池的充電狀態(tài)，并且控制充電狀態(tài)邏輯電路的輸入信號。 蓄電池的充電拓撲結(jié)構(gòu) 直流斬波電路，即 DC/DC變換器的功能是通過控制主回路中的電子開 14關(guān)的通斷，將直流電變?yōu)榱硪还潭妷夯蚩烧{(diào)的直流電。 4．快速充電 快速充電一般使電流以脈沖方式輸給蓄電池，并隨著充電時間的延續(xù)，蓄電池有一個瞬時間的大電流放電 ，使其電極去極化。其缺點是：在充電初期，如果蓄電池放電深度過深，充電電 13流會很大，不僅危及充電器的安全，蓄電池也可能因過流而受到損傷；另一方面，如果充電電壓選擇過低，后期充電電流又過小，充電時間過長，不適宜串聯(lián)數(shù)量多的蓄。 分段恒流充電是恒流充電的一種變型。充電設(shè)備和充電技術(shù)是做好充電工作的重要技術(shù)基礎(chǔ)。蓄電池內(nèi)阻不是參數(shù)，因為活性物質(zhì)的組成、電解液濃度和溫度都在不斷地改變， 所以蓄電池內(nèi)阻在放電過程中隨時間也在不斷變化。 2．開路電壓與工作電壓 蓄電池在開路狀態(tài)下的端電壓稱為開路電壓。太陽能電池板的功率輸出能力與其面積大小密切相關(guān)，面積越大，在相同光照條件下的輸出功率也越大。 9 單體 組件 方陣 圖 21 太陽能電池單體、組件和方陣 常用的太陽能電池主要是硅太陽能電池。 由于半導體不是電的良導體，電子在通過 PN結(jié)后，如果在半導體中流動，電阻非常大，損耗也就非常大。實際用于太陽能電池的硅是經(jīng)過特殊處理的，也就是采取了摻雜工藝。眾所周知，摻有磷雜質(zhì)的硅含有多余電子，稱為 N型半導體；摻有硼雜質(zhì)的硅含有多余正電荷，稱為 P型半導體。白天，當陽光照射到太陽能電池組件表面時，太陽能電池的光伏效應(yīng)產(chǎn)生電能通過控制器對蓄電池進行充電；夜晚，光線逐漸減弱，太陽能電池的工作電壓、工作電流不斷下降，當工作電壓小于控制器設(shè)定電壓時，控制器啟動負載，此時太陽能燈點亮，當設(shè)定的時間到達或環(huán)境光線過強時控制器自動關(guān)閉負載，太陽能電池充電開始，由此不斷循環(huán)。全天中控制器的電源一直由蓄電池供給。太陽能照明系統(tǒng)工作在充電狀態(tài)時，一方面希望能保持太陽能電池輸出功率最大，一方面又要考慮到蓄電池不同容量時的充電電流承受能力。整個控制器的控制是通過一個 MCU來實現(xiàn)。 LED燈的工作是通過控制器進行的，控制器在保證 LED燈恒流工作的同時，也會監(jiān)測 LED燈的狀態(tài)以及控制工作時間長短。國家石油公司 Neste對進一步開發(fā)太陽能發(fā)電有著強烈的興趣 ， 重點為建筑物薄膜光伏組件、蓄電池和成套裝置。 在歐洲大部分地區(qū) ， 環(huán)保的思路推動著替代能源技術(shù)的開發(fā) ， 太陽能被公認為是一種極好的替代能源。 LED的優(yōu)點 2 是：體積小，能耗低，電壓低，發(fā)熱少，控制簡單，壽命長，冷 光源。太陽能是各種可再生能源中 最重要的基本能源，生物質(zhì)能、風能、海洋能、水能等都來自太陽能，廣義地說，太陽能包含以上各種可再生能源。 VI 涉密論文按學校規(guī)定處理。對本研究提供過幫助和做出過貢獻的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。 I 摘 要 隨著全球范圍內(nèi)的能源危機和環(huán)境污染問題的日益嚴重，利用綠色環(huán)保的新能源成為科研工作者關(guān)心的課題，光伏能源就是在這一背景下得以迅速發(fā)展，照明系統(tǒng)正是光伏能源的一個重要應(yīng)用。 作 者 簽 名： 日 期： 指導教師簽名： 日 期： 使用授權(quán)說明 本人完全了解 大學關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計（論文）的規(guī)定，即：按照學校要求提交畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版本；學校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學?？梢圆捎糜坝　⒖s印、數(shù)字化或其它復制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學 IV ?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉績?nèi)容。 作者簽名： 日期： 年 月 日 導師簽名： 日期： 年 月 日 VII 目 錄 摘 要 ........................................................... I Abstract ........................................................ II 第 1 章 緒論 ...................................................... 1 設(shè)計目的和意義 ............................................. 1 國內(nèi)外相關(guān)技術(shù)發(fā)展概況 ..................................... 2 本文的設(shè)計指標 ............................................. 3 設(shè)計方案 ................................................... 3 第 2 章 太陽能 LED 路燈的光伏系統(tǒng) ................................................................... 5 太陽能路燈 ..................................................................................................... 5 太陽能電池原理及構(gòu)造 ................................................................................ 7 太陽能電池組件設(shè)計 .................................................................................... 9 第 3 章 蓄電池充電與 LED 路燈控制技術(shù) ......................................................... 11 蓄電池主要參數(shù) ............................................................................................11 蓄電池的充電 ............................................................................................... 12 蓄電池的充電方式 ............................................................................... 12 蓄電池的充電拓撲結(jié)構(gòu) ....................................................................... 13 基于 UC3906 的蓄電池充電器 ........................................................... 14 蓄電池組容量設(shè)計 ....................................................................................... 19 輔助電源設(shè)計 ............................................................................................... 20 基于 AVR 的太陽能 LED 路燈控制器的設(shè)計 .......................................... 25 太陽能 LED 路燈控制器的功能 ......................................................... 25 基于 AVR 單片機的智能控制器 ......................................................... 25 太陽能路燈系統(tǒng)的軟件設(shè)計 ............................................................... 35 第 4 章 LED 固態(tài)光源與驅(qū)動技術(shù) ...................................................................... 39 LED 光源的特點 ........................................................................................ 39 LED 的光學特性 ........................................................................................ 41 白光 LED 驅(qū)動技術(shù) ..................................................................................... 41 白光 LED 驅(qū)動電源的分類及連接方式 ............................................ 41 VIII 白光 LED 恒流驅(qū)動電路 ...........................................................