基于太阳能光伏发电的LED照明系统的研究

【摘要】：近些年,随着全球性的能源短缺和环境污染问题的出现,人们迫切希望将节能环保的新技术应用在生活中。太阳能作为一种无公害、储量无穷的自然能量,引起了人们的关注。同时被称为21世纪最有价值的新光源——LED半导体,它以其寿命长、节能、绿色环保等优点也倍受人们重视。与此同时太阳能光伏发电LED照明系统作为两者的完美结合品,从其利用到普及都得到了高度的重视,我们有理由相信,这种新型产品必将引领我们进入一个绿色节能的新时代。 论文首先从整体上对太阳能光伏发电及其控制技术和LED光源分别进行了阐述,然后,介绍了太阳能光伏发电系统的设计原理和组成部分。系统的描述了太阳能转化为电能并储存到蓄电池中,继而通过蓄电池给LED照明负载放电的整个过程。最后,提出了本课题的设计思路,硬件原理图和软件流程图。硬件部分本课题采用PIC16F716单片机来控制整个太阳能LED照明系统。着重对太阳能充电控制电路、电源电路、功率管驱动电路、保护电路以及LED恒流驱动部分进行了硬件设计,并且通过软件编程来完成整个设计。LED恒流驱动部分采用XL6003来实现。最终通过模拟实验,来验证本次设计的合理性和可靠性,并根据实验结果进行总结、分析,指出设计中的优点和不足之处,为后续研究提供了参考方向。 【关键词】：光伏发电 太阳能 LED驱动 PIC16F716
【学位授予单位】：西安科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TM923.34
【目录】：

• 摘要2-3
• ABSTRACT3-6
• 1 绪论6-11
• 1.1 引言6
• 1.2 太阳能利用的优势6-7
• 1.3 光伏发电照明的特点7-8
• 1.4 本课题的选题意义8-9
• 1.5 本课题研究领域国内外的研究动态及发展趋势9-11
• 2 太阳能光伏发电系统介绍及设计原理11-22
• 2.1 太阳能光伏发电系统的工作原理及组成11
• 2.2 太阳能光伏系统的特点11-15
• 2.2.1 太阳能电池方阵12-14
• 2.2.2 防反充二极管14
• 2.2.3 蓄电池组14
• 2.2.4 充放电控制器14
• 2.2.5 逆变器14-15
• 2.3 太阳能光伏发电系统的分类15-17
• 2.4 光伏发电系统设计原理17-22
• 2.4.1 负载计算18
• 2.4.2 蓄电池容量的确定18-19
• 2.4.3 太阳能电池的功率确定及方阵设置19-22
• 3 LED 光源介绍及其驱动电路22-32
• 3.1 电光源的介绍22-24
• 3.2 LED 光源特性24
• 3.3 LED 光源的发光原理24-26
• 3.4 LED 光源的基本特性26-28
• 3.5 LED 与传统光源的性能比较28-30
• 3.5.1 LED 的优点29-30
• 3.5.2 LED 改善之处30
• 3.6 LED 的驱动电路30-32
• 3.6.1 LED 驱动技术30-31
• 3.6.2 LED 驱动电路31-32
• 4 太阳能光伏发电的LED 照明系统的设计32-43
• 4.1 太阳能LED 照明系统概述32-33
• 4.2 光伏发电的LED 照明系统的硬件电路设计33-43
• 4.2.1 蓄电池充电电路部分设计34-37
• 4.2.2 蓄电池对LED 灯具放电部分的电路37-39
• 4.2.3 模拟实验以及测量数据39-43
• 5 软件设计43-48
• 5.1 PIC16F716 的介绍43-44
• 5.2 控制程序设计44-48
• 5.2.1 MPLAB IDE 集成开发环境软件介绍以及PICC 的特点44-45
• 5.2.2 软件流程图的设计45-48
• 6 结论48-49
• 6.1 总结48
• 6.2 展望48-49
• 致谢49-50
• 参考文献50-53
• 附录53-56

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