太阳能半导体照明系统的研究

【摘要】： 随着世界能源危机的加剧,世界各国都从两条道路寻找解决能源危机的办法,即:一条是寻求新能源和可再生能源的利用;另外一条就是寻求新的节能技术,提高能源的利用效率。太阳能光伏发电与半导体照明技术相结合应用便是现实应用中很好的例证。 太阳能光伏发电作为一种清洁无污染的新型能源,其推广应用发展迅速,将逐步成为人类的基础能源之一。白光LED是继白炽灯、荧光灯之后的新一代电光源,随着流明效率的提高,白光LED正逐步向普通照明领域发展。 本文介绍了太阳能光伏产业和LED技术的发展历史、现状以及趋势,同时阐述了太阳能发电技术在照明系统中的系统设计方法,在此基础上,本文围绕太阳能光伏发电技术和白光LED照明技术,阐述了相关的基础理论,重点研究了太阳能半导体照明系统设计,其中太阳能半导体照明系统控制器的设计是核心内容,包括硬件设计和软件设计两个方面,研究了大功率LED的工作特性,设计了一款基于HV9910的大功率LED灯具驱动电路,能够满足LED灯具的工作需要。 最后,根据系统各组成单元的特性设计了太阳能半导体照明控制器,设计并制作了LED灯具,初步搭建起独立式太阳能半导体照明系统,并对其工作中的部分参数进行了测试和分析。 【关键词】：光伏系统 半导体照明 发光二极管(LED) 最大功率点跟踪 蓄电池
【学位授予单位】：南昌大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：TM615;TM923
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 绪论8-22
• 1.1 太阳能光伏(PV)产业发展历史与现状8-13
• 1.1.1 太阳能光伏产业发展历史8-9
• 1.1.2 太阳能光伏产业发展现状9-13
• 1.2 发光二极管LED及其在照明领域中的应用13-18
• 1.2.1 引言13-14
• 1.2.2 LED器件原理及发展历史14-15
• 1.2.3 LED作为照明光源的特点15-17
• 1.2.4 LED在照明中的应用和展望17-18
• 1.3 太阳能与LED的结合应用18-20
• 1.3.1 LED与太阳能光伏的结合18-19
• 1.3.2 透明太阳电池LED一体化的“光太阳电池”19
• 1.3.3 LED与太阳能光伏结合的市场前景19-20
• 1.4 本课题的主要内容及意义20-22
• 第2章 太阳能光伏系统设计22-30
• 2.1 光伏系统设计理论与方法22-23
• 2.2 独立光伏系统设计23-26
• 2.2.1 基本原理23
• 2.2.2 蓄电池设计方法23-24
• 2.2.3 光伏阵列设计24-25
• 2.2.4 蓄电池和光伏阵列设计的校核25-26
• 2.3 并网光伏系统设计26-27
• 2.4 斜面上的太阳辐射的最佳倾角的确定27-29
• 2.5 本章小结29-30
• 第3章 太阳能半导体照明系统基础理论30-47
• 3.1 太阳能半导体照明系统的组成30-31
• 3.2 太阳能电池31-36
• 3.2.1 太阳电池半导体基础31-32
• 3.2.2 太阳电池发电原理32-33
• 3.2.3 太阳电池的输出特性33-36
• 3.3 MPPT算法及其改进36-38
• 3.4 铅酸蓄电池的特性及充放电控制38-44
• 3.4.1 铅酸蓄电池的电学特性39-42
• 3.4.2 影响蓄电池寿命的因素42-43
• 3.4.3 充放电控制方法43-44
• 3.5 LED的工作特性及其驱动44-46
• 3.5.1 LED的工作特性44-45
• 3.5.2 LED的驱动方案比较45-46
• 3.6 本章小结46-47
• 第4章 太阳能半导体照明系统设计47-70
• 4.1 系统总体设计方案47-48
• 4.2 控制器的功能及原理48-49
• 4.2.1 控制器的主要功能48
• 4.2.2 控制器的组成原理48-49
• 4.3 控制器硬件设计及器件选型49-58
• 4.3.1 MCU电路49-52
• 4.3.2 采样电路及AD转换52-54
• 4.3.3 DC-DC变换电路54-55
• 4.3.4 MOSFET驱动电路55-56
• 4.3.5 电源模块电路56-57
• 4.3.6 温度检测电路57
• 4.3.7 实时时钟电路57-58
• 4.4 系统工作状态分析58-61
• 4.4.1 系统的能流模型58
• 4.4.2 系统工作状态分析58-61
• 4.5 控制器软件设计61-65
• 4.5.1 总体软件结构61-62
• 4.5.2 强太阳辐射模式程序流程62-64
• 4.5.3 弱太阳辐射模式程序流程64-65
• 4.6 大功率LED驱动电路设计65-69
• 4.6.1 大功率LED驱动电路原理65-66
• 4.6.2 LED驱动器(HV9910)66-69
• 4.7 本章小结69-70
• 第5章 系统组装及测试分析70-77
• 5.1 测试系统的组成70-71
• 5.2 系统测试及分析71-76
• 5.3 本章小结76-77
• 总结77-79
• 参考文献79-82
• 致谢82-83
• 攻读学位期间发表论文及科研获奖83

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