CN206100534U - 一种利用光伏mppt供电系统的led控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了光伏电池领域内的一种利用光伏MPPT供电系统的LED控制装置，包括主电路和控制电路；主电路包括连接在光伏板上的滤波电容，滤波电容的输出端经BUCK电路与蓄电池相连，蓄电池经Boost电路与LED相连；控制电路包括经信号调理电路连接在CPU上的蓄电池电流检测电路、蓄电池电压检测电路、光伏板输入电流检测电路、光伏板输入电压检测电路、LED电流检测电路以及LED电压检测电路，CPU通过隔离电压器与隔离驱动电路相连，隔离驱动电路驱动BUCK电路工作，CPU上还连接有通讯模块，本实用新型使用蓄电池作为LED的电源，同时通过光伏板对蓄电池稳定供电，保证了LED运行的稳定性，可用于LED路灯中。

Description

一种利用光伏MPPT供电系统的LED控制装置

技术领域

本实用新型涉及一种LED控制系统，特别涉及一种利用光伏供电系统的LED控制装置。

背景技术

随着全球经济的发展，传统的能源为我们带来优质生活的同时，也越来越严重的危害着我们的生存环境，越来越多的国家开始关注能源利用。最近几年，光伏发电发电迅猛发展，它有无污染、无噪音、取之不尽、用之不竭等优点，因而越来越受大家的关注。由光伏电池板的输出特性可以得知，其输出曲线不是线性的，这种特性曲线受到环境中日照强度和温度的变化而变化，同时考虑到自身输出阻抗等原因，实际转换效率受到一定限制，负载最大功率工作点需要经常改变来适应太阳电池输出特性的变化，因此，实时检测太阳能板的输出电压，并跟踪最高电压电流值，使得太阳能光伏电池以最大功率输出的研究成为了一个重要课题。

光伏系统中储能蓄电池往往是制约系统设计的主要环节，不合理充放电控制会造成的电池损坏的比例较高。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放电，因此需要在尽最大可能的利用太阳电池板的能量的同时对蓄电池进行合理的分段式充放电控制策略，在快充阶段采用最大功率点跟踪控制策略，在过充和浮充阶段，可以采用恒压充电。

同时近年来LED（发光二极管） 由于其节能环保寿命长的优点，应用十分的广泛。LED的伏安特性决定了并不能直接利用恒压的蓄电池给其供电，因为电压的增加后，LED输出的电流也会增加。长时间运行在超过额定电流后，会极大的缩小LED的使用寿命。反之LED恒流控制就是在光照强度温度等环境因素变化后，确保其工作电流不变，需要接入电路以恒流输出并且有限压保护功能作为驱动。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种利用光伏MPPT供电系统的LED控制装置，保证LED灯的稳定可靠运行，节约能源。

本实用新型的目的是这样实现的：一种利用光伏MPPT供电系统的LED控制装置，包括主电路和控制电路；

所述主电路包括连接在光伏板上的滤波电容，滤波电容的输出端经BUCK电路与蓄电池相连，所述蓄电池经Boost电路与LED相连；

所述控制电路包括蓄电池电流检测电路、蓄电池电压检测电路、光伏板输入电流检测电路、光伏板输入电压检测电路、LED电流检测电路以及LED电压检测电路，所述蓄电池电流检测电路的输出端、蓄电池电压检测电路的输出端、光伏板输入电流检测电路的输出端、光伏板输入电压检测电路的输出端、LED电流检测电路的输出端、LED电压检测电路的输出端均通过信号调理电路与CPU相连，所述CPU通过隔离电压器与隔离驱动电路相连，隔离驱动电路驱动BUCK电路工作，所述CPU上还连接有通讯模块。

作为本实用新型的进一步限定，所述CPU选用TMS32F103RET6芯片。

本实用新型工作时，蓄电池电流检测电路、蓄电池电压检测电路、光伏板输入电流检测电路、光伏板输入电压检测电路、LED电流检测电路以及LED电压检测电路将检测到的电压和电流经过信号调理电路转换后送至CPU，CPU根据检测到的蓄电池内的电压、电流信号，先判断蓄电池是否运行在快充状态，若符合条件可计算得到最大功率点对应的电流，将此电流作为BUCK电路控制输入电流的期望值，将光伏板输入电流检测电路采集到的电流与此期望值比较，经过CPU反馈调节处理后，输出至隔离驱动电路，隔离驱动电路根据CPU输出的PWM信号控制BUCK电路内的功率开关管，实现在蓄电池快充阶段MPPT控制，提高了MPPT的响应速度，也减小了最大功率点的波动；若蓄电池处在过充和浮充状态，同样可以计算输出的PWM信号控制功率开关管，在蓄电池过充和浮充阶段的实现恒压充电，对于后端的LED装置，在系统接入Boost电路作为以恒流输出并且有限压保护功能作的驱动，通过检测流经LED电压和电流，并和期望的流过LED的电流比较，送入CPU反馈调节处理后，输出至Boost电路控制芯片，以此来控制系统的恒流输出。与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于，本实用新型采用MPPT技术对蓄电池进行充电，提高了太阳能的利用率，同时减少了配置光伏组件的功率，降低了系统成本；同时实现蓄电池的智能充电，延长蓄电池使用寿命。本实用新型可用于LED路灯中。

附图说明

图1为本实用新型控制原理框图。

图2为本实用新型中BUCK电路原理图。

图3为本实用新型中隔离电压器以及隔离驱动电路原理图。

图4为本实用新型中Boost电路原理图。

图5为本实用新型工作流程图。

具体实施方式

如图1-4所示的一种利用光伏MPPT供电系统的LED控制装置，包括主电路和控制电路；

所述主电路包括连接在光伏板上的滤波电容，滤波电容的输出端经BUCK电路与蓄电池相连，所述蓄电池经Boost电路与LED相连；

所述控制电路包括蓄电池电流检测电路、蓄电池电压检测电路、光伏板输入电流检测电路、光伏板输入电压检测电路、LED电流检测电路以及LED电压检测电路，所述蓄电池电流检测电路的输出端、蓄电池电压检测电路的输出端、光伏板输入电流检测电路的输出端、光伏板输入电压检测电路的输出端、LED电流检测电路的输出端、LED电压检测电路的输出端均通过信号调理电路与CPU相连，所述CPU通过隔离电压器与隔离驱动电路相连，隔离驱动电路驱动BUCK电路工作，所述CPU上还连接有通讯模块，所述CPU选用TMS32F103RET6芯片。

本实用新型工作时，如图5所示，利用电压和电流传感器分别采集光伏电池板、蓄电池、LED装置的电压和电流信号，送至信号调理电路处理，CPU经过检测先判断蓄电池是否运行在快充状态，判断是否达到设定电压，若符合条件可计算得到最大功率点对应的电流，启动MPPT控制程序，得到最大功率点对应的电流，并可根据需要计算得到LED恒流控制时需要的电流幅值，利用变压器隔离驱动电路实现对BUCK和BOOST电路功率开关管导通、关断控制，使得系统始终工作在最优的环境下，延长了系统的使用寿命并且提高了对能源的使用效率。

本实用新型并不局限于上述实施例，在本实用新型公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本实用新型的保护范围内。

Claims (2)

1.一种利用光伏MPPT供电系统的LED控制装置，其特征在于，包括主电路和控制电路；

所述主电路包括连接在光伏板上的滤波电容，滤波电容的输出端经BUCK电路与蓄电池相连，所述蓄电池经Boost电路与LED相连；

所述控制电路包括蓄电池电流检测电路、蓄电池电压检测电路、光伏板输入电流检测电路、光伏板输入电压检测电路、LED电流检测电路以及LED电压检测电路，所述蓄电池电流检测电路的输出端、蓄电池电压检测电路的输出端、光伏板输入电流检测电路的输出端、光伏板输入电压检测电路的输出端、LED电流检测电路的输出端、LED电压检测电路的输出端均通过信号调理电路与CPU相连，所述CPU通过隔离电压器与隔离驱动电路相连，隔离驱动电路驱动BUCK电路工作，所述CPU上还连接有通讯模块。

2.根据权利要求1所述的一种利用光伏MPPT供电系统的LED控制装置，其特征在于，所述CPU选用TMS32F103RET6芯片。