【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 能電池板發(fā)揮最大功效，又提高了系統(tǒng)的充電效率。本設(shè)計(jì)對(duì)蓄電池的反接、過(guò)充，過(guò)放具有相應(yīng)保護(hù)措施。 (3)太陽(yáng)能路燈運(yùn)行方式控制功能 高亮度大電流LED燈，由于相同亮度的情況下，比白熾燈省電約90%，得到了廣泛的應(yīng)用，現(xiàn)已有逐漸替代常規(guī)照明燈的趨勢(shì)。 太陽(yáng)能路燈由多個(gè)LED燈串聯(lián)而成，亮度通過(guò)PWM方式可調(diào)，即通過(guò)EN端改變流經(jīng)LED的電流，從而調(diào)節(jié)LED燈亮度，電流強(qiáng)度可以從幾毫安到1安培，最終使LED燈達(dá)到預(yù)期的亮度。 PWM信號(hào)可由微控制器產(chǎn)生，也可由其它脈沖信號(hào)產(chǎn)生，PWM信號(hào)可使通過(guò)LED燈的電流從0變到額定電流，即可使LED燈從暗變?yōu)檎Ａ炼?。PWM占空比越小(高電平時(shí)間長(zhǎng))，亮度越高。利用PWM控制LED的亮度，非常方便和靈活，是最常用的調(diào)光方法，PWM的頻率可從幾十Hz到幾千KHz。 PWM調(diào)光是通過(guò)控制MOSFET晶體管實(shí)現(xiàn)的。由于本系統(tǒng)路燈單元采用的電壓是由幾個(gè)蓄電池串聯(lián)產(chǎn)生的，所以選用MOSFET晶體管時(shí)，首先要考慮MOSFET的耐壓，本系統(tǒng)要求MOSFET的耐壓要高于40V；其次，根據(jù)驅(qū)動(dòng)LED燈電流的大小，選擇MOSFET的IDS的最大電流。在直流供電情況下，首先考慮的是IDS最大電流值和RDS值。一般情況下，應(yīng)選用MOSFET的IDS最大電流是LED燈驅(qū)動(dòng)電流的5倍以上；另外還要選擇MOSFET的內(nèi)阻要小；LED驅(qū)動(dòng)電流越大，RDS應(yīng)越小，RDS越小，變換效率越高。 城市太陽(yáng)能路燈是和人民生活密切相關(guān)的公共設(shè)施，它在一定程度上反映了城市的繁榮程度及發(fā)展水平。在過(guò)去很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，路燈的更新多是局限于其照明部分，隨著城市及電子技術(shù)的發(fā)展，城市路燈系統(tǒng)經(jīng)歷了手工控制、自動(dòng)定時(shí)/光電控制、計(jì)算機(jī)程序控制的發(fā)展過(guò)程。用計(jì)算機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)城市太陽(yáng)能路燈系統(tǒng)的自動(dòng)控制，對(duì)于提高城市的現(xiàn)代化管理水平，節(jié)省人力、物力，都具有良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。通過(guò)有效的調(diào)節(jié)燈光開關(guān)時(shí)間，能夠極大地提高了路燈系統(tǒng)的工作質(zhì)量和工作效率，為城市照明系統(tǒng)的運(yùn)行、維護(hù)、擴(kuò)展、提供全面的解決方案和強(qiáng)有力的技術(shù)支持，提高了城市照明運(yùn)行管理水平。 三、太陽(yáng)能燈具的構(gòu)成不管是那一種太陽(yáng)能燈具，它都是由5個(gè)部分組成，第一是太陽(yáng)能電池，第二是蓄電池，第三是它的控制裝置，第四是LED的驅(qū)動(dòng)芯片，第五個(gè)是LED本身。通常太陽(yáng)能電池板掛在高桿上，充放電控制器和鉛蓄電池放在地面的控制箱內(nèi)，驅(qū)動(dòng)芯片和LED都裝在燈頭里。其示意圖如圖3所示。其中充放電控制器只能控制對(duì)蓄電池的充電和放電的過(guò)程和定時(shí)（或光控）向LED供電，而并不能穩(wěn)定其輸出電壓。四、LED燈頭 LED的選擇因?yàn)槟壳癓ED的發(fā)光效率還是比較低，大約有85％的電能都轉(zhuǎn)化為熱能。所以發(fā)熱很高。為了能夠分散這些熱量，不宜采用功率過(guò)大的LED。以目前的工藝來(lái)看，以1W的LED比較成熟。對(duì)于100W的LED燈頭，需要采用100個(gè)1W的LED。這時(shí)大約有85W的熱能要散發(fā)掉。LED的性價(jià)比是每美元的流明數(shù)。一方面希望它的發(fā)光效率高，也就是每瓦的流明數(shù)要高，目前，最高可以達(dá)到85－100流明/瓦。另一方面，希望它的價(jià)錢要便宜。1W的LED，批量購(gòu)買時(shí)的最低價(jià)約為1美元一個(gè)。 二次光學(xué)設(shè)計(jì)由于目前所有LED都帶有小型透鏡，而使其光束集中在80度左右的角度范圍內(nèi)，為了使得路面的照度能夠?qū)掗熅鶆?，通常都要進(jìn)行二次光學(xué)設(shè)計(jì)。二次光學(xué)設(shè)計(jì)可以有很多方法，但是其最終的目的是一樣的，就是要求能夠使得路面的照度均勻。最理想的是三角型的照度曲線，但是實(shí)際上是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的，因此，對(duì)于能夠?qū)崿F(xiàn)的照度曲線通常稱為蝙蝠翼型（如下圖）。 LED燈頭的散熱LED的效率還是比較低的，大約只有15％左右。也就是有85％的電能都轉(zhuǎn)化為熱能。而這些熱能如果散不出去，就會(huì)反過(guò)來(lái)影響了LED的性能。最嚴(yán)重的是影響到LED的壽命。它的具體表現(xiàn)就是結(jié)溫的上升。在上圖中表明，當(dāng)結(jié)溫從115℃提高到135℃，就會(huì)使壽命從50,000小時(shí)降低到20,000小時(shí)。而短時(shí)間的溫升還會(huì)引起其光輸出的降低（下圖）。雖然隨著LED的效率逐年提高，這個(gè)問(wèn)題會(huì)逐漸緩解，但是從目前的情況來(lái)說(shuō)，還是需要盡可能做好散熱措施?？梢赃@樣說(shuō)，現(xiàn)在LED路燈表現(xiàn)出來(lái)的很多問(wèn)題都是由不完善的散熱所引起的。目前最普通的做法就是采用盡可能大的鋁制散熱器。這雖然可以解決一些問(wèn)題，但是這個(gè)方法會(huì)帶來(lái)散熱效果和重量之間的矛盾。為了散熱效果好，就必須采用非常重大的散熱器。而其效果還不盡人意?，F(xiàn)在最新的方法是采用“回路熱管”技術(shù)。這種方法可以在非常好的散熱效果的同時(shí)還能夠保持很輕的重量。采用了回路熱管散熱技術(shù)可以把LED的結(jié)溫降低到65℃，這就大大地提高了LED燈具的使用壽命。經(jīng)過(guò)了3年實(shí)際測(cè)試表明，在每天工作12小時(shí)，其光衰小于3％。預(yù)計(jì)在工作十年以后，其光衰只有20％。這就基本上解決了壽命的問(wèn)題。五、LED的恒流驅(qū)動(dòng)作為一種光源，LED的最大缺點(diǎn)就是它的發(fā)光不穩(wěn)定，很容易受到電壓溫度的影響。而且，它對(duì)電壓和溫度的靈敏度還很高。所以一定要采用恒流驅(qū)動(dòng)，來(lái)克服它的發(fā)光不穩(wěn)定。 電壓不穩(wěn)所引起的發(fā)光不穩(wěn)在太陽(yáng)能路燈中，主要采用鉛蓄電池來(lái)儲(chǔ)存太陽(yáng)能。但是，有不少設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)中略去了恒流驅(qū)動(dòng)，以為鉛蓄電池的輸出電壓足夠穩(wěn)定，而不需要再采用恒流驅(qū)動(dòng)就可以直接驅(qū)動(dòng)LED，這種想法是錯(cuò)誤的。不論哪一種蓄電池它的輸出電壓都會(huì)隨著放電而逐漸降低，在整個(gè)放電過(guò)程中，其輸出電壓的變化高達(dá)20％左右。如果將其直接對(duì)LED加電，會(huì)使LED的亮度產(chǎn)生很大的變化?，F(xiàn)以鉛蓄電池為例，它的放電曲線如下圖所示。從圖中可以看出，在整個(gè)放電過(guò)程中，鉛蓄電池的輸出電壓將會(huì)下降2V之多，將近20％。而從LED伏安特性可以看出，10％的電壓變化，將會(huì)引起極大的正向電流的變化。下圖表明某一廠家所生產(chǎn)的1W LED的伏安特性。，這時(shí)的正向電流為350mA。（10％），這時(shí)的電流就不到100mA。而LED的發(fā)光亮度是直接和其正向電流有關(guān)的。同一廠家的同一1瓦 LED，其相對(duì)發(fā)光強(qiáng)度和正向電流的關(guān)系曲線如下圖所示。由圖中可以看到，如果正向電流從350mA降低一倍到100mA。降低將近3倍。這是不能允許的。所以一定要設(shè)法穩(wěn)定其