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太阳能LED照明系统控制器的设计

作　者: 杜守增
导　师: 赵洪亮
学　校: 山东科技大学
专　业: 信号与信息处理
关键词: 太阳能 LED 蓄电池单片机脉宽调制最大功率跟踪温度补偿
分类号: TM923.34
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

太阳能照明作为太阳能最重要的利用方式之一,已经受到能源行业和照明行业越来越多的关注。它利用普遍存在于自然界和人类活动中的太阳光为能量,不需要接入公共电网。因此,太阳能照明不仅缓解了当今社会的能源危机问题,而且具有绿色、清洁环保的效益,能够推动动人类社会的可持续发展。本文为此做了相关的研究工作：首先,概述了太阳能照明系统的研究背景和意义、国内外发展状况、国内太阳能资源的分布状况以及太阳能光伏照明的应用场合。其次,介绍了太阳能LED照明系统各组成部分的特性、工作原理以及太阳能LED照明系统优化配置的方法,并给出了本文设计的太阳能LED照明系统的最优配置参数。再次,深入研究分析了几种常用的太阳能电池最大功率跟踪算法(MPPT),并针对它们各自特点进行了比较分析。最后,在最优配置参数的基础上,给出了一种基于C8051F340单片机的太阳能照明系统控制器的硬件设计方案。本文研究的太阳能照明系统控制器采用脉宽调制(PWM)技术、变步长扰动观察最大功率跟踪算法控制对蓄电池的最优充电。太阳能控制器利用数字化温度传感器DS18B20采集环境温度,对蓄电池进行了温度补偿修正,提高了蓄电池的寿命。另外,输出负载的半功率控制,数字化时钟芯片DS1302,使得控制模式更加智能、人性化。最后,对整个太阳能LED照明系统进行了性能测试,验证了系统具有功能完善、功耗低、稳定性好、便于维护等优点。本文设计的控制器已经成功应用在了太阳能LED照明系统中,由大成电气有限公司推向市场,初步产生了良好的经济和社会效益。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-11
1 绪论  11-17
  1.1 研究背景、目的和意义  11
  1.2 国内外研究现状和发展动态  11-16
  1.3 本论文主要内容和结构  16-17
2 太阳能照明系统的组成  17-30
  2.1 引言  17
  2.2 太阳能电池板特性及建模  17-21
  2.3 蓄电池特性  21-23
  2.4 发光LED灯具特性  23-25
  2.5 系统的优化配置  25-29
  2.6 本章小结  29-30
3 最大功率跟踪MPPT算法  30-37
  3.1 常见的几种最大功率跟踪算法  30-35
  3.2 几种最大功率跟踪算法的对比  35-36
  3.3 本章小结  36-37
4 太阳能照明系统控制器的硬件实现  37-50
  4.1 系统功能简介及其工作原理  37-38
  4.2 系统主控模块设计  38-47
  4.3 系统保护电路设计  47-49
  4.4 本章小结  49-50
5 软件设计及系统测试  50-66
  5.1 软件设计与实现  50-61
  5.2 系统测试与结果  61-65
  5.3 本章小结  65-66
6 总结与展望  66-68
  6.1 工作总结  66
  6.2 未来工作展望  66-68
参考文献  68-71
硕士期间主要成果  71-72
致谢  72

太阳能LED照明系统控制器的设计

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