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（1.南京铁道职业技术学院 自动控制系，江苏 苏州 215137；2.华中科技大学 控制科学与工程系，湖北 武汉 430074）

太阳能LED照明系统主要由太阳能电池板、蓄电池、LED照明设备、充电电路、LED驱动电路、控制器组成。太阳能电池板是整个系统最昂贵的部件，为有效利用太阳能，需要对系统进行最大功率点跟踪；蓄电池是整个系统最脆弱的部件，为延长蓄电池的使用寿命，需要根据蓄电池特性对蓄电池进行充电和放电；蓄电池输出需要采用一定的驱动电路才能保证LED照明设备可靠稳定地工作；以上所有控制功能均由控制器实现。

1 系统组成及特性分析

太阳能LED照明系统主要由太阳能电池板、DC－DC变换电路、蓄电池、LED驱动电路、LED光源、控制器等组成。

1.1 太阳能电池特性

太阳能电池无需外加电压，可以直接将太阳能转换成电能，并驱动负载工作，太阳能电池的工作机理是光生伏特效应，即吸收光辐射而产生电动势。根据太阳能电池的工作原理，以及影响太阳能电池工作效能的因素，可以用下面的数学方程来表示太阳能电池的输出电流与输出电压的关系：

式中：I为太阳能电池板的输出电流，A；V为太阳能电池板的输出电压，V；q为一个电子所含的电荷量，1.6×10－19C；K为波尔兹曼常数，1.38×10－23J／K；T为太阳能电池板表面温度，K；n为太阳能电池板的理想因数，n＝1～5；I0为太阳能电池板的逆向饱和电流。

在Matlab中建立太阳能电池数学模型［1］，写成嵌入函数的形式，并根据数学模型，绘制不同辐照度和不同温度条件下的I－V如图1所示，P－V曲线如图2所示。……