TWI395086B - Independent type of solar LED (light emitting diode) lighting of the intelligent charge and discharge control system - Google Patents

Description

獨立型太陽能LED(發光二極體)照明之智慧型充、放電控制系統

本創作係有關一種獨立型太陽能LED(發光二極體)照明之智慧型充、放電控制系統，尤指一種不與市電並聯，完全由太陽電池供電之LED照明系統。

按；一般市售之獨立型太陽能LED(發光二極體)照明系統之控制器，於白天太陽能電池發電並充電於蓄電池時，無法調整充電電流，達到高效率與安全之充電方式，而僅利用簡單開關電路，對蓄電池充電做開與關的控制動作，以保護蓄電池不過充，其在充電過程中，很容易因太陽輻射的劇烈變化產生充電電流不穩，損壞蓄電池；放電時，一般獨立太陽能照明系統之控制器亦無法調整其放電電流大小，使得系統負載功率無法因應不同情況而自動調整，以致耗電不能降低，進而造成系統續航力偏低之情況。由於蓄電池於放電過程中，電壓變化範圍不小，而LED對電壓敏感度又相當高，微幅的電壓變化即會造成很大的電流變化，容易損毀LED。因此，利用蓄電池供電來點亮LED燈具時，一般皆串接一個直流電壓-電壓轉換器(DC/DC converter)，或定電流轉換器，將蓄電池電壓轉換成LED燈具所適合之固定電壓或電流。然而，增設電壓或電流轉換器所產生的能量轉換損失，使得其系統續航力不足，也增加成本負擔。

本創作之主要目的，即在提供一種獨立型太陽能LED(發光二極體)照明之智慧型充、放電控制系統，於充電時，配合回授控制程序，能夠自動調整蓄電池充電電流量，以對蓄電池進行快速充電並抑制當日照量急遽改變時的充電電流變化量，有效保護蓄電池不過充，而提供可靠的充電控制方式，延長蓄電池之使用壽命；於放電時，蓄電池放電與LED調光控制程序，係在不改變蓄電池輸出電壓而直接驅動LED的情況下，直接利用開關控制技術，調整蓄電池放電平均電流或功率，節省一般需外加直流變壓器(DC/DC converter)之能量損耗與成本，對LED產生定電流或定功率的操作特性，並且能夠根據每天日落時之蓄電池蓄電量改變平均放電電流或放電功率值大小，而且能隨意設定不同調光時段與LED照度變化，降低放電電流或功率與LED燈照度，減少耗電，達到提高太陽能LED照明的續航力效果。

上述之充、放電控制方法是，在蓄電池與太陽電池之間，以及蓄電池與LED照明燈具之間，各串接一功率放大器，並利用一微處理機輸出一開關訊號至功率放大器，以控制太陽電池或LED燈具電流、或蓄電池電流之開或關，同時藉由改變開關訊號之開關頻率或導通時間長短來調節平均電流量，達到改變電流量的目的。

前述之獨立智慧型太陽能LED燈具充、放電控制系統，該功率放大器可為場效電晶體(FET)等，由微處理機輸出一訊號控制其閘極(Gate)電壓的開關方式，即可控制流入蓄電池或流經LED燈具電流的開或關。

前述之充、放電電流開關方式可採用PWM(pulse width modulation)，此方法為在一固定時間週期內，重複調整此時間週期內開與關的時間長度比例，可達到調整平均電流或平均功率的目的。上述之短時間週期內開的時間長度與週期的百分比值，即為PWM之責任週期(Duty-Cycle)。

利用上述之PWM控制方法於充電時可配合回授控制原理，對蓄電池進行快速充電與過充保護，且能有效的抑制當日照量急遽改變時的充電電流變化量，使蓄電池不產生過充。

前述之回授控制原理可以用比例-積分控制器，其係習知之回授控制法則，藉調整比例常數與積分常數，達到穩定、精準與快速控制的目的。

當蓄電池蓄電量不同時，會產生不同的電壓狀態，利用前述開關控制方法(如PWM)於放電，可以進一步應用智慧型放電模式，直接依據操作狀態調整平均放電電流或功率，可不必裝設直流變壓器(DC/DC converter)來升壓或降壓，也可避免其能量轉換損失，達到經濟、省能的目的。

上述之智慧型放電模式為利用檢測蓄電池蓄電量，然後依據蓄電池蓄電量來調整LED之平均放電電流或功率，達到調光控制的目的。

前述之獨立型太陽能LED照明之充、放電智慧型控制系統，其實現時，控制器內含有防逆電流保護裝置，以防止日照不足時，蓄電池產生逆流而造成太陽電池損壞。

前述之獨立型太陽能LED照明之充、放電智慧型控制系統，其實現時控制器內含穩壓電路，用以供應所有控制電路所需之操作電力。

前述之獨立型太陽能LED照明之充、放電智慧型控制系統， 其實現時控制器可選用含有電壓量測功能之微處理機來設計；如果所選用之微處理機不含有電壓量測功能，則可另加一太陽電池或蓄電池端電壓量測電路，將所測得之電壓訊號傳給微處理機。

前述之獨立型太陽能LED照明系統之充、放電智慧型控制系統，其實現時控制器內含有電流量測電路，其係一串接之標準電阻，其產生之電壓則輸入微處理機，由其內部之類比-數位轉換器(Analog to Digital Converter)，將此類比電壓訊號轉換為數位訊號，並儲存於微處理機內做運算處理。

前述之獨立型太陽能LED照明系統之充、放電智慧型控制系統，其實現時控制器含有對外連接頭，能夠連接太陽電池、蓄電池與LED燈具負載。

前述之獨立型太陽能LED照明系統之充、放電智慧型控制系統，其實現時控制器內含有白天、夜晚之判斷邏輯，利用連續量測與分析太陽電池端電壓值，來判斷白天、日落與夜晚。

前述之獨立型太陽能LED照明系統之充、放電智慧型控制系統，其實現時控制器內含有操作設定電路，可利用此電路依不同情況調整所需之平均電流或平均功率設定值，使得此系統應用於不同場合時，能更加具有彈性。

前述之獨立型太陽能LED照明系統之充、放電智慧型控制系統，其實現時控制器內含有一程序輸入電路，利用此電路可直接對微處理機之程式做更改與修正，增加設計與操作之彈性。

請參閱第一圖，本創作主要係包含微處理機1，穩壓電路2，防逆電流保護裝置3，充電功率放大器4，放電功率放大器5， 蓄電池端電壓量測電路6，蓄電池連接端子7，LED燈具連接端子8，太陽電池連接端子9，程序輸入電路10，操作設定電路11，太陽電池端電壓量測電路12，蓄電池電流量測電路13。

藉由前述構件之組合，構成一獨立型太陽能LED照明系統之充、放電智慧型控制器21，其係利用穩壓電路2，供應所有控制電路所需之操作電力。

上述獨立型太陽能LED照明之充、放電智慧型控制系統，其實現時控制器21可選用含有電壓量測功能之微處理機1來設計，則蓄電池端電壓量測電路6或太陽電池端電壓量測電路12可以省略。

此獨立型太陽能LED照明系統之充、放電智慧型控制器21，利用防逆電流保護裝置3，於白天充電時，不致因太陽輻射不穩造成太陽電池輸出電力不足，產生逆向電流；夜晚放電時，不致因蓄電池電壓過高產生逆向電流。

此獨立型太陽能LED照明系統之充、放電智慧型控制器21，利用微處理機1，輸出一訊號來控制充電功率放大器4的開關動作，能夠於白天時，配合回授控制做蓄電池的充電控制。

參閱第二圖，此為一充電控制之實施方式方塊圖，此方式為回授蓄電池端電壓並與所設定之電壓值相減而得一控制誤差訊號，並由微處理機1內的控制運算器，依據控制法則運算後，輸出一開關控制之訊號給放大晶體(充電功率放大器4)，使太陽電池所產生之電流依此開關訊號放大後，流入蓄電池17儲存。

上述充電電流之開關控制可採用PWM(pulse widtw modulation)控制方式達成，此方法為在一固定時間週期內，重複調整此週期內開與關的時間長度比例，可達到調整平均電流或 平均功率的目的。上述之時間週期內開的時間長度與週期的百分比值，即為PWM之責任週期(Duty-Cycle)。

上述蓄電池充電控制法則的設計可分成兩階段控制，當蓄電池端電壓尚未接近設定值時，將開關控制設為全開(責任週期為100%)，以加速充電，並充分儲存太陽電池之發電；當蓄電池端電壓接近設定值時，將開關控制依據回授控制理論，如比例-積分-微分(PID)法則，進行運算，然後由微處理機1輸出一責任週期(0-100%)訊號給放大晶體(充電功率放大器4)；如此進行充電控制，以使蓄電池可快速充電同時避免過充。

由於太陽輻射經常不穩定，當日照量急遽改變時，可能造成充電電流過高而損壞蓄電池。因此，在設計回授控制器時，可將日照量變化當做干擾因素，並依據習知回授控制原理，設計一可消除此干擾因素之控制器，能有效保護蓄電池不過充。

參閱第三圖，為充電控制系統實際驗證測試結果，在蓄電池電壓已達14V，接近飽和電壓(14.2V)時，充電控制系統切入PWM回授控制(採PI法則)。因此當太陽輻射由344W/m²突然升高至862W/m²時，蓄電池瞬間充電電流由2A變化至5A，但經由回授系統的作用，蓄電池端電壓在突升至14.2V後立即下降至14V，前後歷時約8秒鐘，並未超越極限值(14.2V)，而這項測試是在屬於極嚴苛之環境變化條件下進行的(輻射變化劇烈、PWM回授控制之切換電壓14V非常接近極限值14.2V)，由此可以證明本發明之充電控制系統確能保護蓄電池在太陽輻射激烈變化環境下的充電過程。

參閱第四圖，為一蓄電池放電(LED點燈)控制實施方式，此獨立型太陽能LED照明系統之充、放電智慧型控制器21，在放 電時(LED點燈)，利用微處理機1直接量測蓄電池端電壓，或利用蓄電池端電壓量測電路6量得蓄電池端電壓，並利用此端電壓換算出蓄電池蓄電量，然後依據蓄電量大小計算出平均放電電流量，由微處理機1依據控制法則進行開關控制訊號之運算，並輸出一開關控制訊號給放電功率放大器5，將此開關訊號放大成LED燈具的驅動電流以產生照明效果，因此LED可得一穩定之平均定電流輸入，並可以隨時依據需求調整平均放電電流，達到LED調光控制的目的。

參閱第五圖，此為另一蓄電池放電回授控制實施方式，此方式為測量通過LED燈具之平均電流與蓄電池端電壓，將兩者相乘所獲得的平均放電功率訊號，進行回授，然後與功率設定值相減而得一控制誤差訊號，再將此控制誤差訊號傳入控制運算器，依據控制法則進行開關控制訊號之運算，並輸出至放大晶體(放電功率放大器)，將此開關訊號放大成LED燈具的驅動電流以產生照明效果，因此LED可得一穩定之平均定功率輸入，並可以隨時依據需求調整平均放電功率，達到LED調光控制的目的。

前述之開關訊號可為一PWM訊號。

前述太陽能LED照明系統之充、放電智慧型控制器21，在放電時(LED點燈)，可以依據蓄電池之蓄電量大小利用微處理機1以及功率放大器5進行輸入LED燈具之定電流或定功率之控制。為節省用電以提高照明續航力，可以根據每天日落時之蓄電池蓄電量來改變平均放電電流或功率，於深夜至凌晨人煙稀少時，自動降低放電電流或功率，即降低LED燈照度，以減少耗電，達到提高續航力的效果。

參閱第六圖，此為蓄電池放電與LED燈具之調光控制曲線圖之一 個實施例(四個時段)，利用微處理機1之計時功能，於日落後之t₀時間，蓄電池開始放電點亮LED燈，此時平均放電電流或功率可隨意設為一初始值(I₀或P₀)，其相對比例值r₀定義為1.0。經過某時段後之t₁時間(可能是深夜)，降低蓄電池平均放電電流或功率至比例值r₁；然後在t₂時間，降低蓄電池平均放電電流或功率至比例值r₂；在t₃時間，降低蓄電池平均放電電流或功率至比例值r₃，依此類推。

太陽能LED照明系統之智慧型充、放電控制器21，可以依照需求，隨意設定時段t₀、t₁、t₂、t₃、…，一直到熄燈時間t_f，以及設定平均放電電流或放電功率之初始值(I₀或P₀)與相對比例值r₁、r₂、r₃、…，以降低LED燈照度，減少耗電，達到提高續航力的效果。

上述之獨立智慧型太陽能LED燈具充、放電控制器，於放電時，蓄電池放電(即LED調光控制)程序，係在不改變蓄電池輸出電壓下，直接利用開關控制技術調整蓄電池平均放電電流或功率，對LED產生定電流或定功率的操作特性，並且能夠跟據每天入夜前之蓄電池蓄電量C₀來改變初始平均放電電流(I₀)或功率值(P₀)大小，降低LED燈照度，減少耗電，達到提高續航力的效果。

參閱第七圖，此為初始蓄電池平均放電電流(I₀)或功率值(P₀)隨初始蓄電池蓄電量C₀之設定模式之一實施例(四段式)，可以依下列邏輯設定：

(1)蓄電量範圍C₃<C₀<100%：I₀=k₀I_max或P₀=k₀P_max I_max為LED額定之最大輸入電流值；P_max為LED額定之最高輸入功率值。

(2)蓄電量範圍C₂<C₀<C₃：I₀=k₃I_max或P₀=k₃P_max

(3)蓄電量範圍C₁<C₀<C₂：I₀=k₂I_max或P₀=k₂P_max

(4)蓄電量範圍0<C₀<C₁：I₀=k₁I_max或P₀=k₁P_max C₀之控制段數n以及比例值k₀、k₁、k₂、k₃、…之大小均可以任意設定，並將該些設定參數，輸入於上述獨立智慧型太陽能LED燈具充、放電控制器中。

前述獨立太陽能LED照明系統之智慧型充、放電控制器21，利用太陽電池端電壓之連續偵測，來判斷日落時間。當太陽電池輸出電壓值連續趨於零時，即代表日落，此時微處理機1開始啟動計時功能，俾能做為開燈與調光控制時段之時間基準，同時微處理機1會切斷蓄電池之充電模式，而進入放電模式；當太陽電池輸出電壓值連續大於某數值時，即代表白天，此時微處理機1之計時功能歸零，同時微處理機1會切斷蓄電池之放電模式，而進入充電模式。參閱第八圖，此為前述獨立太陽能LED照明之智慧型充、放電控制系統邏輯圖。

前述獨立太陽能LED照明系統之智慧型充、放電控制器21，利用蓄電池連接端子7連接蓄電池。

前述獨立太陽能LED照明系統之智慧型充、放電控制器21，利用LED燈具連接端子8連接LED負載燈具。

前述獨立太陽能LED照明系統之智慧型充、放電控制器21，利用太陽電池連接端子9連接太陽電池。

前述獨立太陽能LED照明系統之智慧型充、放電控制器21，可利用一操作設定電路11，隨時給微處理機輸入系統操作參數值，為方便應用，操作設定電路11可以採鍵盤、按鍵或旋鈕式裝置，達到人工操作設定目的。

前述獨立太陽能LED照明系統之智慧型充、放電控制器21，可利用個人電腦將設計好之程序，透過程序輸入電路10，將程序傳入微處理機中，以更改智慧型充、放電控制模式。為方便應 用，程序輸入電路10可以採鍵盤、按鍵或旋鈕式裝置。

前述獨立太陽能LED照明系統之智慧型充、放電控制器21，其放電控制邏輯係利用第三或第四圖的放電控制程序方塊圖，配合第一圖之系統圖，將程序輸入至微處理機中，達到智慧型放電調光控制的效果。整個系統控制邏輯如第六圖。

前述獨立太陽能LED照明系統之智慧型充、放電控制器21，利用開關控制技術，可將平均最大放電電流或最大放電功率值設定為LED額定之最大輸入電流或最高輸入功率值。

由於LED光源(lamp)之量產過程會因品管關係，使其個別發光特性有差異性，因此如採定電流驅動時，會造成LED半導體接合面(junction)溫度會隨氣溫變化，導致電氣特性改變，進而使LED輸入功率以及照度降低或升高。上述之獨立智慧型太陽能LED燈具充、放電控制器21，其所包含的LED燈具定功率回授控制(第五圖)，可產生定功率輸出至LED燈具，降低環境溫度對LED照度之影響。

上述之獨立智慧型太陽能LED燈具充、放電控制器，在不採用太陽電池供電，而係採一般直流電源供電時，可以加以簡化成為LED照明燈具的定功率驅動控制器。

參閱第九圖，其為LED照明燈具的定功率驅動控制器系統圖，其中包含有：一穩壓電路2，可將蓄電池電壓轉換成為一穩定電壓，以供應控制電路所需之操作電力；一微處理機1，為控制系統之中央處理機，內建軟體程式，用以透過微處理機介面之傳輸訊號，執行回授控制，並輸出開關控制訊號給功率放大器以進行LED照明之驅動控制； 一直流電源端電壓量測電路6a，其串接於直流電源17a與微處理機1之間，用來偵測直流電源端電壓，並傳送給微處理機；一直流電源流量測電路13a，其串接於直流電源與功率放大器之間，用來偵測直流電源之電流，並傳送給微處理機；一放電功率放大器5，其串接於直流電源17a與LED燈之間，並與微處理機1連接，接收微處理機輸出之開關訊號，放大成開關電流以直接對LED燈18進行點燈；一直流電源連接端子7，其用以與外部直流電源做電連接；一LED燈具連接端子8，其用以與外部LED燈具做電連接；其微處理機為控制系統之中央處理機，內建回授控制軟體程式，利用該軟體程式使該LED照明驅動控制系統進行回授控制。

參閱第五圖，其方式為測量通過LED燈具之平均電流與直流電源之電壓，將兩者相乘所獲得的平均放電功率訊號，進行回授，然後與功率設定值相減而得一控制誤差訊號，再將此控制誤差訊號傳入微處理機中之控制運算器，依據控制法則進行開關控制訊號之運算，並輸出至功率放大器，將此開關訊號放大成LED燈具的驅動電流以產生照明效果，因此LED可得一穩定之平均定功率驅動來維持固定照度。

上述之LED照明燈具的定功率驅動控制器，其可透過一操作設定電路11隨時給微處理機輸入LED燈具之平均功率設定值；其也可透過一程序輸入電路10，自外界輸入一控制軟體給微處理機，進行定功率回授控制。操作設定電路11與程序輸入電路10可以包含習用之鍵盤、按鍵或旋鈕裝置，以方便應用。

1‧‧‧微處理機

2‧‧‧穩壓電路

3‧‧‧防逆電流保護裝置

4‧‧‧充電功率放大器

5‧‧‧放電功率放大器

6‧‧‧蓄電池端電壓量測電路

6a‧‧‧直流電源電壓量測電路

7‧‧‧蓄電池連接端子

8‧‧‧LED燈具連接端子

9‧‧‧太陽電池連接端子

10‧‧‧程序輸入電路

11‧‧‧操作設定電路

12‧‧‧太陽電池電壓量測電路

13‧‧‧蓄電池端電流量測電路

13a‧‧‧直流電源電流量測電路

17‧‧‧蓄電池

17a‧‧‧直流電源

18‧‧‧LED燈具

19‧‧‧太陽電池

21‧‧‧獨立型太陽能LED照明系統之智慧型充、放電控制器

21a‧‧‧LED燈具之定功率驅動控制器

第一圖係本創作之控制系統流程圖。

第二圖係本創作之充電回授控制系統方塊圖。

第三圖係本創作之充電控制系統測試結果。

第四圖係本創作之定電流放電回授控制系統方塊圖。

第五圖係本創作之定功率放電回授控制系統方塊圖。

第六圖係本創作之放電(LED照明)控制曲線。

第七圖係本創作之初始放電控制模式圖。

第八圖係本創作之控制系統邏輯圖。

第九圖係本創作之LED照明定功率驅動控制器。

1‧‧‧微處理機

2‧‧‧穩壓電路

3‧‧‧防逆電流保護裝置

4‧‧‧充電功率放大器

5‧‧‧放電功率放大器

6‧‧‧蓄電池端電壓量測電路

7‧‧‧蓄電池連接端子

8‧‧‧LED燈具連接端子

9‧‧‧太陽電池連接端子

10‧‧‧程序輸入電路

11‧‧‧操作設定電路

12‧‧‧太陽電池電壓量測電路

13‧‧‧蓄電池端電流量測電路

17‧‧‧蓄電池

18‧‧‧LED燈具

19‧‧‧太陽電池

21‧‧‧獨立型太陽能LED照明系統之智慧型充、放電控制器

Claims (17)

1. 一種獨立型太陽能LED(發光二極體)照明之充、放電控制系統，其中包含有：一穩壓電路，將蓄電池電壓轉換成為一穩定電壓，以供應所有控制電路所需之操作電力；一微處理機，為控制系統之中央處理機，內建軟體程式，用以透過微處理機介面之訊號傳輸，執行系統操作程序控制以及充、放電之回授控制，並輸出開關控制訊號給功率放大器以進行蓄電池充電或放電以驅動LED照明；一蓄電池端電壓量測電路，其串接於蓄電池與微處理機之間，用來偵測蓄電池端電壓，並傳送給微處理機；一蓄電池電流量測電路，其串接於蓄電池與充、放電功率放大器之間，用來偵測蓄電池充、放電電流，並傳送給微處理機；一太陽電池端電壓量測電路，其串接於太陽電池與微處理機之間，用來偵測太陽電池端電壓，並傳送給微處理機，進行分析判斷白天、日落與夜晚狀態；一充電功率放大器，其串接於蓄電池電流量測電路與防逆電流保護裝置之間，並與微處理機連接，接收微處理機輸出之開關訊號，放大成開關電流以直接對蓄電池進行充電；一放電功率放大器，其串接於蓄電池與LED燈之間，並與微處理機連接，接收微處理機輸出之開關訊號，放大成開關電流以直接對LED燈具進行點燈；一防逆電流保護裝置，其串接於充電功率放大器與外部太陽電池之間，防止太陽電池因日照不足而產生逆電流造成損壞；一蓄電池連接端子，其用以與外部蓄電池做電連接；一LED燈具連接端子，其用以與外部LED燈具做電連接；一太陽電池連接端子，其用以與外部太陽電池做電連接；其中，該操作程序控制以及充、放電之回授控制係 包括白天與夜晚之分析判斷、充電(白天)與放電(夜晚點燈)模式之切換、蓄電池充電之回授控制、LED照明之定電流或定功率回授控制、放電(調光)模式之操作程序控制。
2. 如申請專利範圍第1項所述之獨立型太陽能LED照明充、放電控制系統，其微處理機內建操作程序控制軟體程式，利用太陽電池端電壓之連續偵測，來判斷白天與夜晚以及日落時間；當太陽電池輸出電壓值連續趨於零時，即代表日落，此時微處理機開始啟動計時功能，俾能做為開燈(放電)與調光控制時段之時間基準，同時微處理機會切斷蓄電池之充電模式，而進入放電模式；當太陽電池輸出電壓值連續大於某數值時，即代表白天，此時微處理機會切斷蓄電池之放電模式，而進入充電模式。
3. 如申請專利範圍第1項所述之獨立型太陽能LED照明充、放電控制系統，其微處理機內建充、放電回授控制軟體程式，利用該軟體程式使系統於充電時，微處理機輸出一開關控制訊號給該充電功率放大器，來調整蓄電池充電電流量，以防止蓄電池過充，並抑制太陽輻射量急遽改變時的充電電流變化，保護蓄電池不過充；於放電時，蓄電池放電程序(即LED調光控制)，係在不改變蓄電池輸出電壓下，利用微處理機輸出之開關控制訊號給該放電功率放大器，直接調整蓄電池平均放電電流或平均放電功率，以對LED燈產生定電流或定功率的操作特性。
4. 如申請專利範圍第1項所述之獨立型太陽能LED照明充、放電控制系統，其微處理機輸出給充、放電功率放大器之開關控制訊號，是一脈波寬度調變(pulse width modulation,PWM)訊號。
5. 如申請專利範圍第1項所述之獨立型太陽能LED照明充、放電控制系統，其微處理機內建操作程序控制與充、放電回授控制軟體程式，利用該軟體程式使系統於放電時，能夠隨意設定不同調光時段與照度變化，以於深夜至凌晨人煙稀少 時，自動降低放電電流或功率，降低LED燈照度，減少耗電，達到提高續航力的效果。
6. 如申請專利範圍第1項所述之獨立型太陽能LED照明充、放電控制系統，其微處理機內建操作程序控制與充、放電回授控制軟體程式，利用該軟體程式使系統於放電時，依據日落時之蓄電池蓄電量多寡，決定初始平均放電電流或放電功率，以降低LED燈照度，減少耗電，達到提高續航力的效果。
7. 如申請專利範圍第1項所述之獨立型太陽能LED照明充、放電控制系統，其微處理機內建充、放電回授控制軟體程式，利用該軟體程式使系統於充電時，將充電分為兩階段控制：當蓄電池端電壓尚未接近設定值時，將開關控制設為全開(開關訊號之責任週期為100%)；當蓄電池端電壓接近設定值時，將開關控制依據回授控制理論，如比例-積分-微分(PID)法則，進行運算，然後由微處理機輸出一責任週期(0-100%)訊號給充電功率放大器，進行充電控制，以使蓄電池可快速充電同時避免過充。
8. 如申請專利範圍第1項所述之獨立型太陽能LED照明充放、電控制系統，其更包含一操作設定電路，可隨時透過此操作設定電路，設定不同操作程序。
9. 如申請專利範圍第8項所述之獨立型太陽能LED照明充、放電控制系統，其操作設定電路，包含一鍵盤、按鍵或旋鈕輸入裝置。
10. 如申請專利範圍第1項所述之獨立型太陽能LED照明充、放電控制系統，其更包含一程序輸入電路，自外界輸入一程序操作與充、放電回授控制軟體給微處理機，進行系統控制，以增加其控制之靈活度。
11. 如申請專利範圍第10項所述之獨立型太陽能LED照明充、放電控制系統，其程序輸入電路，包含一鍵盤或按鍵輸入裝置。
12. 如申請專利範圍第1項所述之獨立型太陽能LED照明充、放電控制系統，其微處理機可選用含有電壓量測功能之微處理 機來設計，以省略蓄電池端電壓量測電路與太陽電池端電壓量測電路。
13. 一種LED照明之定功率驅動控制器，其中包含有：一穩壓電路，可將蓄電池電壓轉換成為一穩定電壓，以供應控制電路所需之操作電力；一微處理機，為控制系統之中央處理機，內建軟體程式，用以透過微處理機介面之訊號傳輸，執行回授控制，並輸出開關控制訊號給功率放大器以進行LED照明之驅動控制；一直流電源端電壓量測電路，其串接於直流電源與微處理機之間，用來偵測直流電源端電壓，並傳送給微處理機；一直流電源電流量測電路，其串接於直流電源與功率放大器之間，用來偵測直流電源之電流，並傳送給微處理機；一放電功率放大器，其串接於直流電源與LED燈之間，並與微處理機連接，接收微處理機輸出之開關訊號，放大成開關電流以直接對LED燈進行點燈；一直流電源連接端子，其用以與外部直流電源做電連接；一LED燈具連接端子，其用以與外部LED燈具做電連接；其微處理機為控制系統之中央處理機，內建回授控制軟體程式，利用該軟體程式使該LED照明驅動控制系統進行回授控制，其方式為測量通過LED燈具之平均電流與直流電源之電壓，將兩者相乘所獲得的平均放電功率訊號，進行回授，然後與功率設定值相減而得一控制誤差訊號，再將此控制誤差訊號傳入微處理機中之控制運算器，依據控制法則進行開關控制訊號之運算，並輸出至放電功率放大器，將此開關訊號放大成LED燈具的驅動電流以產生照明效果，因此LED燈具可得一穩定之平均定功率驅動，來維持固定照度。
14. 如申請專利範圍第13項所述LED照明之定功率驅動控制器， 其更包含一操作設定電路，設定LED燈具之平均功率設定值。
15. 如申請專利範圍第13項所述LED照明之定功率驅動控制器，其更包含一程序輸入電路，自外界輸入一控制軟體給微處理機，進行定功率回授控制。
16. 如申請專利範圍第14項所述LED照明之定功率驅動控制器，其操作設定電路包含習用之鍵盤、按鍵或旋鈕裝置。
17. 如申請專利範圍第15項所述LED照明之定功率驅動控制器，其程序輸入電路包含習用之鍵盤、按鍵或旋鈕裝置。