太阳能LED照明系统的设计

【摘要】：随着社会经济的发展,化石能源匮乏,新能源的开发和利用成为当今世界发展的大趋势。在众多的新能源中,太阳能作为取之不尽用之不竭的清洁能源,受到了世界各国的重视。光伏发电是利用太阳能的最主要方式之一,现今每年的光伏产量都在递增,我国的光伏产业产量在2011已达到全球光伏产业的60%以上,但是对于光伏产品的应用却仍然集中在欧洲、日本和美国,因此我国需加大研究和开发光伏产品的力度。随着LED成为新型的第四代光源,它具有的高效节能等优点,是十分优秀的照明光源。将光伏技术与LED相结合,在清洁能源的基础上再节能,对能源匮乏的社会来说,具有十分重大的意义。 本文在查阅大量太阳能照明系统等相关文献的基础上,结合太阳能电池的基本原理和太阳能照明的基本结构,采用太阳能电池最大功率跟踪技术提高电池的利用效率；深入分析了密封阀控式蓄电池的充放电特性,选用具有四阶段充电特性的专用充电器UC3909对其充电,并在频域上对UC3909的充电过程进行了稳定性研究,延长其使用寿命；在深刻理解LED发光原理的基础上,选择具有恒流特性的LED驱动器,实现LED的良好驱动,并同时实现LED的PWM调光；单片机MSP430F149作为整个照明系统的控制核心,实现整个系统的电压电流检测,最大功率点调节,LED光的PWM调节及系统的启动与关闭。最后,搭建实验电路板,对部分实验结果进行验证和分析,结果表明系统设计方案正确。 【关键词】：光伏发电 最大功率跟踪 发光二极管
【学位授予单位】：南京信息工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TM923.34
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-7
• 第一章 绪论7-11
• 1.1 课题研究背景7
• 1.2 太阳能发电国内外发展现状7-8
• 1.3 LED国内外发展现状8-10
• 1.4 本文主要研究内容10-11
• 第二章 系统基本构成及方案选择11-21
• 2.1 系统基本构成11
• 2.2 太阳能电池的特征及其应用研究11-16
• 2.2.1 太阳能电池的工作原理及其种类11-12
• 2.2.2 太阳能电池的等效模型12-13
• 2.2.3 太阳能电池的输出特性13
• 2.2.4 太阳能电池的最大功率跟踪13-16
• 2.3 铅酸蓄电池的特征及其应用研究16-18
• 2.3.1 铅酸蓄电池的工作原理16
• 2.3.2 铅酸蓄电池的充放电方式16-18
• 2.4 白光LED的特征18-21
• 2.4.1 LED的发光原理18
• 2.4.2 白光LED的光源的特点及优势18-19
• 2.4.3 白光LED的驱动方式19-21
• 第三章 系统硬件结构设计21-41
• 3.1 系统容量设计21-22
• 3.2 升压电路设计22-25
• 3.2.1 升压电路基本工作原理22-23
• 3.2.2 升压电路参数设计23-25
• 3.2.3 开关管1驱动电路设计25
• 3.3 降压电路设计25-36
• 3.3.1 降压电路基本工作原理26
• 3.3.2 降压电路参数设计26-28
• 3.3.3 UC3909控制电路28
• 3.3.4 UC3909外部补偿网路的设计28-35
• 3.3.5 开关管2驱动电路设计35-36
• 3.4 LED驱动电路设计36-37
• 3.5 单片机控制模块37-38
• 3.6 采样电路设计38-40
• 3.7 电源电路设计40-41
• 第四章 系统软件结构设计41-46
• 4.1 主程序框图41-42
• 4.2 子程序框图42-46
• 第五章 实验结果及结果分析46-50
• 5.1 升压模块验证46-47
• 5.2 降压模块验证47-48
• 5.3 升降压模块联合验证48-50
• 第六章 结论与展望50-51
• 参考文献51-53
• 致谢53-54
• 附录1 开发系统电路原理图54-56
• 附录2 系统测试实物图56-57
• 攻读硕士学位期间发表论文情况57

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