專利名稱：一種基于數(shù)控太陽能led照明驅動系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種LED照明驅動系統(tǒng)，尤其涉及一種基于數(shù)控太陽能LED照明驅動系統(tǒng)，屬于太陽能技術領域。
背景技術：
太陽能電池和LED照明是新能源和節(jié)能高效技術的典型應用，太陽能LED照明是利用太陽能電池將大自然中的太陽能轉換為電能，提供給LED光源。由于LED光源的低電壓、節(jié)能和長效等特征，太陽能LED照明系統(tǒng)的應用，將實現(xiàn)很高的能源利用效率、工作可靠性和實用價值?，F(xiàn)在常見的應用有太陽能LED草坪燈、太陽能LED路燈和太陽能LED照明燈等。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為解決上述技術問題提供了一種基于數(shù)控太陽能LED照明驅動系統(tǒng)，在LED照明系統(tǒng)需要電能供電時，采用PWM控制驅動方式，向LED照明光源提供安全高效的電壓電流，使LED照明系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、高效并可靠地工作，為工作和生活提供潔凈環(huán)保的綠色照明。本發(fā)明為實現(xiàn)上述目的，采用如下技術方案:一種基于數(shù)控太陽能LED照明驅動系統(tǒng)，包括太陽能電池組、DC/DC轉換器及MPPT充電控制模塊、蓄電池組、LED照明PWM控制模塊、LED光源和數(shù)字信號控制器，所述太陽能電池組的輸出端依次連接DC/DC轉換器及MPPT充電控制模塊、蓄電池組、LED照明PWM控制模塊、LED光源，數(shù)字信號控制器的輸出端分別連接DC/DC轉換器及MPPT充電控制模塊和LED照明PWM控制模塊的輸入端。本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明的LED照明系統(tǒng)在電能供電時，采用PWM控制驅動方式，向LED照明光源提供安全高效的電壓電流，使LED照明系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、高效并可靠地工作，為工作和生活提供潔凈環(huán)保的綠色照明。


圖1為系統(tǒng)結構框圖；圖2為控制驅動系統(tǒng)硬件原理示意圖；圖3為DSC控制光伏DC-DC轉換/MPPT ；圖4為LED照明驅動控制。
具體實施例方式下面結合附圖對發(fā)明的技術方案實現(xiàn)方法進行說明:圖1中，一種基于數(shù)控太陽能LED照明驅動系統(tǒng)，包括太陽能電池組、DC/DC轉換器及MPPT充電控制模塊、蓄電池組、LED照明PWM控制模塊、LED光源和數(shù)字信號控制器，所述太陽能電池組的輸出端依次連接DC/DC轉換器及MPPT充電控制模塊、蓄電池組、LED照明PWM控制模塊、LED光源，數(shù)字信號控制器的輸出端分別連接DC/DC轉換器及MPPT充電控制模塊和LED照明PWM控制模塊的輸入端；在有太陽光的時間段，太陽能電池組將采集到的太陽能轉化為電能，在控制系統(tǒng)的控制下，采用太陽能光伏電池MPPT方式，將電能儲存到蓄電池組中，在LED照明系統(tǒng)需要電能供電時，采用PWM控制驅動方式，向LED照明光源提供安全高效的電壓電流，使LED照明系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、高效并可靠地工作，為工作和生活提供潔凈環(huán)保的綠色照明。圖2中，可知該系統(tǒng)根據(jù)太陽能光伏電池電能輸出和儲存的特點以及LED照明控制驅動的新技術進展，設計了一種新型太陽能LED照明系統(tǒng)控制驅動技術方案，控制方案能實現(xiàn)對太陽能電池和蓄電池的MPPT充放電管理、LED照明控制驅動管理。系統(tǒng)的硬件框圖如圖2所示，控制驅動系統(tǒng)以數(shù)字信號控制器DSPIC33FJ16GS502為核心控制芯片，這是美國微芯科技公司的新一代16位數(shù)字信號控制器(DSC), DSC與單片機的不同之處,在于增加了 DSP資源，以單片機(MCU)為中心并融合了 DSP，具有MCU和DSP兩類指令。DSP引擎包含有一個高速17位X 17位乘法器，能進行16位有符號乘法和除法運算，可進行小數(shù)或整數(shù)DSP乘法，一個40位ALU、兩個40位飽和累加器和一個40位雙向桶形移位寄存器。dsPIC33F系列DSC全面支持數(shù)字控制系統(tǒng)，豐富的PWM控制和ADC轉換功能特別適合DC/DC轉換、電源管理和LED照明控制系統(tǒng)，可滿足本設計對太陽能電池組、蓄電池組MPPT、充放電控制、DC/DC轉換控制和LED照明驅動的控制管理。圖3中，為太陽能光伏電池控制充電電路采用數(shù)字信號控制器為核心的全數(shù)字式DC/DC轉換和MPPT電路，轉換器采用升壓降壓雙模式拓撲電路結構，這樣的電路結構可以在從V in > V out到V in < V out的范圍內(nèi)都能得到較高的轉換效率，當太陽能光伏電池板的電壓高于或低于蓄電池組的電壓的情況下，在數(shù)字控制器的管理下光伏電池都可高效工作。VT2、VT3、VT4分別受DSC的3路PWM信號驅動控制，U2和U3為數(shù)字溫度傳感器DS18B20，采用單總線測溫，向DSC傳送太陽能電池和蓄電池的工作溫度，從R2處采樣得到太陽能電池輸出電壓，從RU處采樣獲得蓄電池端電壓，從RlO處采樣到充電電流，這些采樣數(shù)據(jù)都通過DSC的A/D通道轉換為數(shù)字信號，為MPPT控制和整個驅動控制系統(tǒng)工作提供工作狀態(tài)參數(shù)，實現(xiàn)閉環(huán)數(shù)字系統(tǒng)控制。MPPT控制采用基于占空比為控制變量的擾動觀察法，由于太陽能光伏電池的輸出呈非線性特性，為提高其利用率，對太陽能光伏電池的輸出進行MPPT控制，以使太陽能光伏電池板的輸出功率在不同的溫度和太陽輻射強度下的達到最大化，見圖4，本設計是將MPPT和DC/DC轉換器結合起來，用高效率的轉換器起太陽能光伏電池負載的阻抗變換作用，再在DSC的控制和管理下，尋求太陽能LED照明驅動系統(tǒng)的最大功率跟蹤。圖4中，為本發(fā)明的LED照明驅動控制為PWM方式恒壓恒流控制，可調(diào)光多路大功率LED驅動控制，電感L3、功率MOSFET管VT6和VD4構成升壓型DC/DC轉換器，通過控制PWM3H輸出的PWM的占空比，獲得一個穩(wěn)定的輸出電壓，PWM3L、PWM4H和PWM4L這3個PWM通道進行多路LED照明的恒流控制，R21、R23、R25提供LED照明驅動電路的電流反饋采樣，U5是數(shù)字溫度傳感器DS18B20，通過單總線Ι-wireBUS和數(shù)字信號控制器dsPIC33F進行數(shù)據(jù)通信，將LED照明光源的溫度送給DSC，R16向DSC提供輸出電壓采樣，DSC將各路采樣反饋參數(shù)和程序的設置參數(shù)進行對比后，通過調(diào)節(jié)各PWM的占空比，使LED照明光源得到穩(wěn)定設置的驅動電壓和電流。VT7、VT8和VT9在DSC的數(shù)字PWM信號控制下，使LED光源實現(xiàn)寬的調(diào)光范圍，在數(shù)字信號控制器DSC的控制管理下，對LED照明光源的驅動控制具有全面的過壓、過流和熱防護功能。
權利要求
1.一種基于數(shù)控太陽能LED照明驅動系統(tǒng)，其特征在于，包括太陽能電池組、DC/DC轉換器及MPPT充電控制模塊、蓄電池組、LED照明PWM控制模塊、LED光源和數(shù)字信號控制器，所述太陽能電池組的輸出端依次連接DC/DC轉換器及MPPT充電控制模塊、蓄電池組、LED照明PWM控制模塊、LED光源，數(shù)字信號控制器的輸出端分別連接DC/DC轉換器及MPPT充電控制模塊和LED照明PWM控制模塊的輸入端。
全文摘要
本發(fā)明公布了一種基于數(shù)控太陽能LED照明驅動系統(tǒng)，包括太陽能電池組、DC/DC轉換器及MPPT充電控制模塊、蓄電池組、LED照明PWM控制模塊、LED光源和數(shù)字信號控制器，所述太陽能電池組的輸出端依次連接DC/DC轉換器及MPPT充電控制模塊、蓄電池組、LED照明PWM控制模塊、LED光源，數(shù)字信號控制器的輸出端分別連接DC/DC轉換器及MPPT充電控制模塊和LED照明PWM控制模塊的輸入端；本發(fā)明的太陽能LED照明系統(tǒng)的應用，將實現(xiàn)很高的能源利用效率、工作可靠性和實用價值。
文檔編號H05B37/02GK103096562SQ201110338728
公開日2013年5月8日 申請日期2011年11月1日 優(yōu)先權日2011年11月1日
發(fā)明者朱海賓 申請人:朱海賓