量却比夏天多,从而使照明系统的发电量与需电量形成反差,依然难以平衡月发电量盈余和耗电量亏损。为了提高照明系统发电量的利用率,克服系统缺电带来的不足,在太阳能照明系统的发展中,人们不断的对照明系统常用的控制模式进行分析,设计各种实际可行的工作模式,同时光源技术也在不断的更新换代中,蓄电池的充电模式也在不断的研究探索中有效利用率越来越高,因此在太阳能各个组成部分的发展和协调中,太阳能照明系统正在不断地趋于完善。
根据太阳能路灯系统的特点,路灯运行要兼顾蓄电池剩余容量的影响。当路灯正常开启时,根据蓄电池剩余容量检测法得到当前蓄电池容量,通过查询后得到蓄电池将要维持的供电时间,平均使用蓄电池现有电量,同时根据当晚可使用的蓄电池电量对路灯照明方式灵活控制,合理使用蓄电池现有电量。
(2)蓄电池充放电控制功能
蓄电池充放电控制是整个系统的重要功能,它影响整个太阳能路灯系统的运行效率,还能防止蓄电池组的过充电和过放电。蓄电池的过充电或过放电对其性能和寿命有严重影响。充放电控制功能,按控制方式可分为开关控制(含单路和多路开关控制)型和脉宽调制(pwm)控制(含大功率跟踪控制)型。开关控制型中的开关器件,可以是继电器,也可以是mos晶体管。脉宽调制(pwm)控制型只能选用mos晶体管作为其开关器件。本系统采用脉宽调制控制器方式,并选用mos晶体管作为开关器件。当白天晴天的情况下,根据蓄电池的剩余容量,选择相应的占空比方式向蓄电池充电,力求高效充电;夜间根据蓄电池的剩余容量及未来的天气情况,通过调整占空比方式进而调节led灯亮度,以保证均衡合理使用蓄电池。
此外系统还具有对蓄电池过充的保护功能,即充电电压高于保护电压(15v)时,自动调低蓄电池的充电电压;此后当电压掉至维护电压(13.2v)时,蓄电池进入浮充状态,当低于维护电压(13.2 v)后浮充关闭,进入均充状态。当蓄电池电压低于保护电压(11v)时,控制器自动关闭负载开关以保护蓄电池不受损坏。通过pwm方式充电,既可使太阳能电池板发挥大功效,又提高了系统的充电效率。本设计对蓄电池的反接、过充,过放具有相应保护措施。
(3)太阳能路灯运行方式控制功能
高亮度大电流led灯,由于相同亮度的情况下,比白炽灯省电约90%,得到了广泛的应用,现已有逐渐替代常规照明灯的趋势。
太阳能路灯由多个led灯串联而成,亮度通过pwm方式可调,即通过en端改变流经led的电流,从而调节led灯亮度,电流强度可以从几毫安到1安培,终使led灯达到预期的亮度。
pwm信号可由微控制器产生,也可由其它脉冲信号产生,pwm信号可使通过led灯的电流从0变到额定电流,即可使led灯从暗变为正常亮度。pwm占空比越小(高电平时间长),亮度越高。利用pwm控制led的亮度,非常方便和灵活,是常用的调光方法,pwm的频率可从几十hz到几千khz。
pwm调光是通过控制mosfet晶体管实现的。由于本系统路灯单元采用的电压是由几个蓄电池串联产生的,所以选用mosfet晶体管时,首先要考虑mosfet的耐压,本系统要求mosfet的耐压要高于40v;其次,根据驱动led灯电流的大小,选择mosfet的ids的大电流。在直流供电情况下,首先考虑的是ids大电流值和rds值。一般情况下,应选用mosfet的ids大电流是led灯驱动电流的5倍以上;另外还要选择mosfet的内阻要小;led驱动电流越大,rds应越小,rds越小,变换效率越高。
城市太阳能路灯是和人民生活密切相关的公共设施,它在一定程度上反映了城市的繁荣程度及发展水平。在过去很长一段时间内,路灯的更新多是局限于其照明部分,随着城市及电子技术的发展,城市路灯
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