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内蒙古道路灯
  • 产品名称:内蒙古道路灯
  • 产品编号:0249
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着化石类能源(解释:向自然界提供能量转化的物质)的日益减少,以及温室气体的过度排放导致全球变暖问题越来越受到重视,人们一方面在积极开发各类可再生新能源,另一方面也在倡导节能减排的绿色环保(环境保护)技术。太阳能作为取之不尽、用之不竭的清洁能源,成为众多可再生能源的重要代表;而在照明领域,寿命(lifetime)长、节能、安全、绿色环保、颜色丰富(plump)、微型化的led固态照明也已被公认为世界一种节能环保的重要途径。太阳能-LED街灯同时整合了这两者的优势(解释:能压倒对方的有利形势),利用清洁能源以及高效率(efficiency)(efficiency)的LED实现绿色照明。 本文介绍(Introduction)的太阳能-LED街灯方案,能自动检测环境光以控制路灯的工作状态,最大功率(指物体在单位时间内所做的功的多少)点追踪(MPPT)保证最大太阳能电池板效率(efficiency),恒电流(Electron flow)控制LED,并带有蓄电池状态输出以及用户可设定LED工作时间等功能。 系统结构与实现原理 目前街灯普遍使用的是市电供电的高压钠(Sodium)灯结构,其中高压钠灯的电子驱动部分需要把市电从交流转化为直流,再逆变到交流来驱动,导致系统效率(efficiency)较低;而且由于使用的是市电,需要铺设复杂、昂贵(caro)的管线。太阳能-LED街灯则不具备以上的问题,由于太阳能电池板输出(to output)的是直流电能,而LED也是直流驱动光源,两者的结合更能提高整个系统的效率;太阳能的使用也免去了铺设电缆(Cable)及其相关工程的费用。 一是防止太阳能(solar energy)电池输出(to output)较低时由蓄电池过来的反充电流(Electron flow);二是当太阳能电池板极性接反时起到保护电路的作用。直流/直流变换器采用降压拓扑结构,拓扑结构的选择不仅得考虑(consider)太阳能电池板最大功率(指物体在单位时间内所做的功的多少)点电压和蓄电池最大电压,而且同时得兼顾效率和成本。蓄电池和LED之间也是通过一个直流/直流变换器(LED驱动电路(DC)),对LED要采用恒流控制(control)方式,考虑到蓄电池电压的波动范围以及LED的工作电压范围,设计电路中采用反激式拓扑结构来保证恒流输出。反激式拓扑的效率一般没有简单的升压或者降压电路高,如果要提升系统的效率,可以通过优化蓄电池电压与LED电压的关系来采用升压或者降压电路,提升效率并可能(maybe)进一步减低成本。 整个控制(control)器的控制是通过一个MCU来实现,MCU的主要工作包括以下几点:一是采用MPPT算法来优化太阳能(solar energy)电池板工作效率(efficiency);二是针对蓄电池不同状态采用合适的充电模式;三是保证LED驱动电路的恒流输出(to output);四是判断白天黑夜并以此来切换蓄电池充电和放电模式;最后就是提供监控保护、温度监测(Food Monitor)、状态输出和用户控制输入检测(DIP1~

4)等功能。MCU的选择最主要是满足AD

C、GPIO和外部中断的需要,不需要单纯追求速度路灯厂家产品专业提供太阳能路灯,路灯,无极灯,LED路灯,庭院灯,交通信号灯,景观灯等产品资讯和供求信息,整合路灯企业及周边资源。表1列出了实际电路中MCU外围设备的使用情况,考虑到以后扩展的需要,主控芯片使用STM32F101RXT6

(意法半导体(semiconductor)最新款STM32系列MCU,采用Cortex-M3内核)。 表

1: MCU外设分配。控制器辅助(指从旁帮助)电源直接从蓄电池变换而来,蓄电池输入通过线性电源(L78L1

2)得到12V,供给逻辑电路和PWM开关信号放大;3.3V通过12V接开关电源(L5970D)而来,主要给MCU和周边电路供电,之所以用开关电源是为了提高转换效率(减少蓄电池耗电)以及在以后扩展系统时可以提供足够负载,当然,为了减少成本(Cost),完全可以用线性电源来实现灯生产厂家产品型号多年生产经验,值得您信赖与合作路灯厂家产品专业提供太阳能路灯,路灯,无极灯,LED路灯,庭院灯,交通信号灯,景观灯等产品资讯和供求信息,整合路灯企业及周边资源。控制(control)器主要功能 控制器的主要功能包括两个方面:蓄电池充电以及蓄电池给LED供电。 1.蓄电池充电 当系统检测到环境光充足,控制(control)器就会进入充电模式。蓄电池充电有两个比较重要的电压值:深度放电电压和浮充充电电压。前者代表在正常使用情况下蓄电池电能被用完的状态, 而后者则代表蓄电池充电的最高限制电压,这些参数(parameter)应该从蓄电池产品手册上可以查到。在设计电路中针对12V蓄电池,分别设置深度放电电压为11V和浮充充电电压为13.8V(皆为在室温条件下的电压值,软件中这两个值增加了相应的温度(temperature)补偿),具体充电模式如表2所示。 从表2中可以看到涓流充电模式和恒流充电模式会用到MPPT算法,MPPT算法有很多种方式可以实现,业界有不少的论文对此进行了探讨,总的来说各有优劣,设计电路中采用相对简单的扰动观察法来实现(Perturbance and Observation)。这个控制方法的基本思想是通过增大或者减少充电电路开关信号PWMCHG占空比,然后观察输出(to output)功率(指物体在单位时间内所做的功的多少)是变大还是变小,以此来决定下一步是增大还是减少占空比。由于太阳能(solar energy)板的输出变化相对比较缓慢,而且是单极点,所以这种方式还是能收到比较好的效果。 2.蓄电池放电 当系统检测到周围环境光线不足时,就会进入蓄电池给LED供电模式。LED电流通过高位电流检测芯片(TSC101AILT)采样送回MCU,由MCU通过调整开关信号PWMDRV占空比来获得恒定输出(to output)电流。为了达到节能的目的,LED的恒定电流值会根据系统检测的环境光强度来调整:当环境光由亮变暗时,系统的输出电流也会相应从小到大;当环境光完全暗下来时,系统的输出电流也达到预设的最大值。除了由环境光控制(control)LED的输出,用户还可以通过设定开关DIPl~4的状态来开启时间控制功能, 系统会根据DIP1~4的设定组合来控制LED从亮5分钟到12小时不等。 此外,为了提高系统的可靠性,设计电路添加(指增加)了针对太阳能电池板、蓄电池和LED等一系列软硬件的保护功能。而基于此系统平台,还可以从添加智能(intelligence)发光晶体二极管工作模式、增加通讯模块和采用风光互补系统三方面进一步优化系统性能。 本文结论 太阳能(solar energy)-LED路灯不仅能利用清洁免费的太阳能以及高效(指效能高的,效率高的)环保(环境保护)的LED给道路带来照明,而且同时可以减少温室气体排放,实现绿色照明的目的。本街灯系统已经在意法半导体(semiconductor)大楼入口处成功实施,所有街灯系统都已运行半年,工作情况正常。随着太阳能板的价格进一步降低(reduce)和LED性价比的提高,相信这个系统会得到越来越广泛的应用。

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