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基于双向变换技术的光伏LED照明系统设计

2013-01-29 10:56
冷血の爱
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  1 引言

  太阳能是一种巨大、无尽、清洁的绿色能源,LED也是一种环保、节能、高效的固态电光源,将体照明,是最佳的节能、环保组合。独立光伏LED照明系统主要由光伏电池阵列、蓄电池、LED照明设备、充电电路、LED驱动电路和控制器组成。光伏电池板是整个系统最昂贵的部件,为有效利用太阳能,需对系统进行MPPT;蓄电池是系统最脆弱的部件,为延长蓄电池使用寿命,需根据蓄电池特性对蓄电池进行充电和放电;蓄电池输出需要采用一定的驱动电路才能保证LED照明设备可靠稳定地工作;以上所有控制功能均由控制器实现。

  2 系统组成

  常规的光伏LED照明系统DC/DC变换电路和LED恒流驱动电路为两个相对独立的电路结构,系统存在结构复杂、可靠性差和效率低等缺点。这两部分电路原理和结构十分相似,同时光伏LED照明系统充电和放电不会同时进行,若将双向变换器引入系统,可简化电路结构,改善系统性能,提高系统效率。但若采用单一升压或降压功能的双向变换器,会降低系统的适用范围及灵活性,特别是在辐照度减弱或蓄电池电能降低的情况下,不能很好地满足LED照明电路的工作。此处设计一种基于Zeta/Sepic双向变换器的独立光伏LED照明系统,其结构如图1所示。充放电电路采用双向Zeta/Sepic变换器,通过控制器可在光伏电池和LED负载间灵活地切换。在充电模式下,系统将转换开关切换到光伏电池,电能通过双向变换器向蓄电池充电,变换器主要完成光伏发电MPPT控制及蓄电池充电管理;在放电模式下,转换开关切换到LED照明负载,蓄电池电能通过双向变换器向负载供电,变换器主要完成放电管理和LED恒流驱动。

基于双向变换技术的光伏LED照明系统设计

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