张隆恩，宋仲康

（武汉理工大学 湖北 武汉 430070）

1 引言

从目前的具体分析来看，太阳能LED照明用一体化电源能够有效的改变传统利用中分体式设计结构存在的设计复杂、效率较低和可靠性不强等问题。而为了对太阳能LED照明用一体化电源的具体利用效果进行提升，深化分析，实现太阳能LED照明用一体化电源设计的整体性提高十分的必要。基于此，讨论分析太阳能LED照明用一体化电源的具体设计，了解其基本的构成、软硬件的具体特征及其控制系统等现实意义十分的显著。

从目前的具体分析来看，太阳能LED照明用一体化电源能够有效的改变传统利用中分体式设计结构存在的设计复杂、效率较低和可靠性不强等问题。而为了对太阳能LED照明用一体化电源的具体利用效果进行提升，深化分析，实现太阳能LED照明用一体化电源设计的整体性提高十分的必要。基于此，讨论分析太阳能LED照明用一体化电源的具体设计，了解其基本的构成、软硬件的具体特征及其控制系统等现实意义十分的显著。

2 系统的构成

从目前社会中利用的常规太阳能LED照明产品组成分析来看，产品的构成元件具有多样性，比较基础的元件有LED路灯光源/储能蓄电池以及充放电控制器等等。在所有使用的构件当中，出于对充放电控制器和横流驱动电源的独立性考虑，分体式的设计方案被广泛的应用。在这样的方案中，具体的利用需要对产品进行选型，这样才能够形成完整的控制驱动系统。

常规的太阳能LED照明控制系统其稳定性、可靠性都比较弱，主要是因为分体式的设计无法实现系统的统一控制，在系统进行调整后，将系统的控制和驱动在同一电路中进行实现，这样，不仅系统的整体性和效率得到了提升，太阳电池组件整体的功率匹配也会明显的提升，这对于太阳能灯具的成本降低和节能环保目标的实现意义重大。就具体的设计分析来看，要在同一主电路当中实现控制驱动的一体化，需要采用双向直流变换器电路。

3 电路设计

在太阳能LED照明的一体化电源设计中，为了实现一体化电源的具体利用，需要对电路的具体运行做详细全面的设计，以下便是对电路设计的研究和分析。

3.1 电路结构

从具体的设计来看，双向DC/DC变换器是主电路的重要组成，其主要分为隔离型和非隔离型两大类。在一体化电源的设计中，采用非隔离的新型双向变换拓扑为主电路进行设计便可以得到基本的电路结构图。在电路结构当中，电容、电感以及继电器的切换开关等都要做好相应的布置，这样，电路结构在具体的使用中，开关的隔离保护作用会得到有效的发挥，电源系统的整体可靠性也会有明显的提升。

3.2 工作模式分析

电路结构在具体的应用中其会呈现两种完全不同的模式，即充电模式和放电模式。就放电模式的分析来看，蓄电池储能是太阳照明采用的基本形式，但是从蓄电池的具体电压提供来看，其一般为12V，而在LED光源负载的具体工作中，其工作电压的范围在30至36V之间，从二者的差异性进行考虑，要想让蓄电池的供电满足基本的光源负载工作电压要求，必须要对其进行电压的升级。因此在具体设计的时候，放电管理利用等效的变换电路，如此，蓄电池可以通过放电电路对LED的光源负载进行放电，随着放电行为进行，蓄电池向电感的充电得以完成，电容负载的供电也可以有效实现。基于LED照明光线的特性，采用等效变换电路恒流输出为其供电。对放电模式进行具体的分析发现控制系统通过时时的采样实现电流的输出，通过控制调整开关，输出电流可以进行调节和改变，系统对LED光源负载的恒流驱动便可以实现。

太阳能LED照明系统中有放电必然会有充电，所以充电模式也是此系统分析中必须要清楚掌握的内容。从具体的分析来看，变换电路要对蓄电池进行充电储能，可以利用太阳能光伏电池的等效降压来实现，所以在开启主导开关的时候，太阳电池向蓄电池进行储能。在连续没有光照的情况下，系统会利用预留的市电互补输入接口实现对电能的补充。就目前的资料分析来看，非线性输出特性是光伏电池具有的明显特征，所以其最大功率的输出只有在某一电压下才能够实现。为了实现系统中光电能量转换效率的提升，利用最大功率点的跟踪算法控制充电电路，跟踪太阳电池的最大功率点的目标可以准确的实现，为了实现这一效果，具体的设计中利用MPPT跟踪控制进行实现。

4 控制系统设计

从具体的分析来看，太阳能LED照明用一体化电源要真正的实现，不仅要做好系统的一体化设计，对具体的系统控制也要进行强化。从具体的分析来看，控制系统的目的实现需要由多组件进行配合，而就目前的控制系统分析来看，其构成十分的复杂，具体的有数据采集变换处理单元以及控制信号输出等具体内容。在进一步的控制分析中发现，其中，对各项参数信息进行采集分析和处理的是数据采处理单元，其将参数信息送入转换口并通过AD对其进行转换，之后在利用程序算法，这些信息的调用便可以实现。

5 结语

太阳能在目前的社会应用中越来越广泛，积极的进行太阳能的开发和利用能够有效的减少化石能源的开发和利用，这不仅对于能源节约有重要的意义，对生态环境保护也有重要的意义。在LED照明中，积极的使用太阳能可以减少我国电能供应的压力，而对太阳能LED照明用一体化电源进行详细的设计，不仅能够提升太阳能的利用效率，更能够将传统太阳能利用的缺陷进行改善，这无论是对太阳能的利用实效提升，还是对城市照明系统的基础建设强化都有重要的价值。

[1] 汪义旺，曹丰文，张波，等.新型太阳能光伏LED照明驱动控制器的设计[J].电气应用，2012(14)：32-34.

[2] 马永红，于久昌.太阳能LED教室照明系统控制器的研究与设计[J].电源技术应用，2015(9)：25-28.