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太阳能-市电互补LED路灯控制系统的设计

第6期

机电技术

115

太阳能-市电互补LED路灯控制系统的设计

殷 明

(福建农林大学机电工程学院,福建 福州 350002)

摘 要:介绍了太阳能-市电互补LED路灯控制系统的设计,该控制系统把太阳能电池板电压分成高 中 低三个等级。在高等级时太阳能板输出直接给蓄电池充电,中等级时太阳能板输出经BOOST升压电路给蓄电池充电,低等级时不给蓄电池充电。同时根据路灯节能运行的要求来轮流切换相应LED支路实现LED路灯的最佳运行。

关键词:太阳能;市电;LED灯;控制系统

中图分类号:U491.5+3 文献标识码:A 文章编号:1672-4801(2012)06-115-05

太阳能作为新兴能源,其应用技术已经越来越趋于成熟,利用太阳能作为市政LED路灯的供电电源来替代市电可以实现零耗市电的效果。但是太阳能的日发电量易受天气因素影响,因此利用太阳能作为单一的供电电源难以满足LED路灯正常工作需要。另外现有的LED路灯其定时开断LED分支电路往往会造成各分支路LED路灯工作时间的差异,影响LED路灯的寿命。本文针对以上问题对太阳能-市电互补LED路灯控制系统进行设计。

1.2 控制系统主回路

设定大太阳能板输出电压介于48~72 V为高等级,介于40~48 V为中等级,低于40 V为低等级。选取一块小太阳能电池板,其在高 中 低等级下输出电压为8~12 V 6.7~8 V和低于6.7 V。

控制系统主回路原理图如图2所示,电感L1 全控器件Q1和电感L2 全控器件Q2构成BOOST升压电路。全控器件Q1的开断由NE555芯片控制,该控制属于开环控制,当太阳能板输出电压等级为高时,太阳能板输出电压直接对蓄电池组进行充电。太阳能板输出电压等级为中时,太阳能板输出电压经BOOST升压电路给蓄电池组充电。当太阳能板输出电压等级为低时,大太阳能板输出不给蓄电池组充电,该情况下只有蓄电池组电压低至一定时(42 V左右)投入市电给蓄电池组充电,蓄电池组电压达到一定值时(46 V左右)切除市电以值保证后续太阳能可以给蓄电池组充电至饱和。全控器件Q2的开断由SG3525芯片控制,该控制属于闭环控制,通过该闭环控制来达到恒压驱动LED的目的。

太阳能-市电互补LED路灯控制系统的设计

1 控制系统的构成与设计

1.1 控制系统的构成

本文设计的太阳能-市电互补LED路灯控制系统原理框图如图1所示。该控制系统包括太阳能板电压检测判据电路 蓄电池电压检测电路 市电充电控制电路 恒压电路 时钟基准电路。具体工作原理在电路分析中结合图10电气原理图予以叙述。

太阳能-市电互补LED路灯控制系统的设计

太阳能-市电互补LED路灯控制系统的设计

太阳能-市电互补LED路灯控制系统的设计

太阳能-市电互补LED路灯控制系统的设计

图1 系统原理图

图2 控制系统主回路

作者简介:殷明(1989-),女,硕士研究生,研究方向:自动化系统控制 电气和电子技术在工业领域的应用

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