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1、毕业设计（论文）LED路灯控制系统的设计The design of the LED street light control system 班级 电子111 学生姓名 高 学号 指导教师 詹 职称 副教授 导师单位 徐州工业职业技术学院 论文提交日期 徐州工业职业技术学院毕业设计（论文）任务书 课题名称 LED路灯控制系统的设计 课题性质 设计类 班 级 电子111 学生姓名 高 学 号 指导教师 詹 导师职称 副教授 一、选题意义及背景解决LED驱动控制问题，LED路灯控制系统问题。二、毕业设计（论文）主要内容完成LED路灯控制系统的设计与制作。主要性能指标及要求：（1）LED灯工作电压为1
2、2V，功率为10W（可用串并联方式解决），每天工作时数8.5h。（2）徐州地区，负载输入电压24V功耗34.5W，保证连续阴雨天数7天。其中：徐州地区平均日照时间在2400小时以上，太阳能年辐射总量约为50005800 MJ/m2，取太阳能年辐射总量约为5500MJ/m2。（3）完成光伏组件、控制器、蓄电池等的选型。（4）完成驱动电路的设计、制作。（5）其他发挥部分。三、计划进度时间内容2013年10月21日下毕业设计任务书，毕业设计动员2013年10月2223日确定设计方案，查找资料2013年10月2425日系统设计2013年10月28-11月1日系统设计2013年11月411月8日系统设计
3、2013年11月1115日系统设计2013年11月1822日系统设计2013年11月2529日毕业论文修改、毕业设计答辩准备、毕业设计答辩四、毕业设计（论文）结束应提交的材料：1、完成LED路灯控制系统设计的全套材料；2、论文。指导教师 教研室主任 年 月 日年 月 日论文真实性承诺及指导教师声明学生论文真实性承诺本人郑重声明：所提交的作品是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，内容真实可靠，不存在抄袭、造假等学术不端行为。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。如被发现论文
4、中存在抄袭、造假等学术不端行为，本人愿承担本声明的法律责任和一切后果。毕业生签名： 日 期： 指导教师关于学生论文真实性审核的声明本人郑重声明：已经对学生论文所涉及的内容进行严格审核，确定其内容均由学生在本人指导下取得，对他人论文及成果的引用已经明确注明，不存在抄袭等学术不端行为。指导教师签名： 日 期： 摘要太阳能作为未來的能源是一种非常理想的清洁能源。近年来由于人们对能源、环问题的日益关注，太阳能的应用普及越来越受到人们的高度重视若能合地利用太阳能，将会为人类提供充足的能源。 一套独立的光伏LED路灯主要包括太阳能电池板，蓄电池，控制器，LED光源等几部分组成，论文主要根据本地区的光照情况
5、对太阳能电池，蓄电池进行选型。利用UC3906蓄电池充电芯片对蓄电池充放电进行管理，用低功耗MSP430系列单片机对蓄电池的过充过放管理，提高蓄电池的使用寿命。LED负载使用MC34063恒流驱动，提高工作效率。关键词：充放电控制 恒流驱动LED AbstractSolar energy as the future of energy is a kind of ideal clean recent years, because of, the growing attention to the problem of energy, ring, the wider use of solar ene
6、rgy attaches great importance to by the people more and more if you can use solar energy, will provide enough energy for mankind. A set of independent solar LED street lamp mainly include solar panels, battery, controller, LED light source of several parts, such as paper mainly based on the lighting
7、 conditions in the region of solar cells, selection of storage UC3906 battery charging chip to supervise and control the storage battery charging and discharging, with low power MSP430 series MCU overcharge discharge of battery management, improve the service life of the using MC34063 LED constant c
8、urrent drive, improve work efficiency. Keywords: charge and discharge control constant current drive power consumption目录摘要5Abstract5目录6第一章 概述71.1 光伏路灯的发展趋势和基本结构71.2 光伏LED的系统组成7第二章 太阳能电池板的选型82.1太阳能电池板的工作原理及构造82.1.1太阳能电池板的原理82.1.2太阳能电池的结构82.2光伏阵列的选择82.2.1光伏电池的选择82.2.2方位角和高度角的选择92.2.3倾斜角的选择9第三章 蓄电池的选型1
9、13.1蓄电池的分类及工作原理113.1.1蓄电池的分类113.1.2 蓄电池的工作原理113.2蓄电池的选型123.2.1蓄电池的性能指标123.2.2蓄电池的容量选择12第四章 控制器选型134.1控制器概述及作用134.2 DC-DC充电电路134.2.1 UC3906 概述134.2.2 三段式蓄电池充电144.2.3 UC3906本系统的应用154.3测光电路和控制电路16第五章 LED驱动185.1 LED光源的特点和特性185.1.1 LED光源的优点缺点185.1.2恒流驱动的散热考虑195.2恒流驱动电路19 5.2.1 伏安特性195.2.2 DC/DC恒流驱动电路205.
10、2.1 MC3406320第六章 测试23附录26程序26致谢28第一章 概述1.1 光伏路灯的发展趋势和基本结构电，它推动了人类文明的发展，在我们的生活中扮演者越来越重要的角色，电灯、电话、电影、电冰箱、电视、电脑. .从这些词的命名我们就可以看出它的重要性。随着我们社会经济的发展，人们生活质量的提升，我们对电力的需求也越来越大。过去的我们的电能主要是从电厂里获取，目前绝大多数的电厂主要是利用化石燃料（煤炭、石油、天然气）进行发电，然而火力发电有很大的不足，一是资源储备不足，传统能源作为不可再生资源，全球的储备量急剧下降。二是化石燃料在燃烧的过程中会排放CO2、SO2等烟气和粉尘。导致全球性
11、变暖，海平面上升，酸雨等自然现象。传统能源对环境造成的危害日益突出。为此人们就不得不研究替代传统能源的新型能源，减少对传统能源的依赖。新型能源通常指风能、水能、太阳能、生物能等，他们储备丰富不会取之不尽用之不竭，而且使用过程中对环境也没有污染，经济、清洁、环保。太阳能发电相对之下的优势尤为明显，光伏发电没有地域分布的限制，无需消耗燃料，无需铺设电路可就地发电，被越来越广泛的运用在各个领域。1.2 光伏LED的系统组成太阳能路灯主要是利用太阳能电池板在白天吸收的能量转化为电能在蓄电池里储存起来，在晚上的时候蓄电池向LED供电，等到白天的时候在通过控制器切断向LED的供电。如图1.1所示太阳能路灯
12、主要由，太阳能电池组件、控制器、蓄电池和LED灯光源组成。图1.1 基本结构1、太阳能电池板：太阳能电池板主要功能是将太阳能的辐射转换为电能。2、DC-DC：由于太阳能电池板的输出电压受光照的影响输出电压不稳定，不能很好的对蓄电池进行充电，将太阳能电池输出不稳定的直流电压转换稳定的输出直流电。3、控制器：控制器主要是控制蓄电池的充放电，防止电池过充过放，延长电池寿命。并具有防反充，防反接等功能。4、蓄电池：蓄电池的作用就是用来储存太阳能电池板转换的电能。在夜间向负载提供电量。5、LED驱动灯光源：为LED提供恒定电流。第二章 太阳能电池板的选型2.1太阳能电池板的工作原理及构造2.1.1太阳能
13、电池板的原理太阳能电池是有P型半导体和N型半导体结合而成，当阳光照射在电池板上时，N型半导体中带正电的空穴向P区中移动，P型半导体中带负电荷的电子往N区中移动，PN结就形成了一个电势差，P端为正，N端为负，这样在PN结再接上负载就是一个回路，其电流有P区流向N区，与光生电流相反。太阳能电池将太阳光的辐射通过半导体物质转化为电能的过程通常成为光生伏打效应。图2.1 光生伏打PN结原理2.1.2太阳能电池的结构1、 玻璃的作用是为了保护太阳能电池片，其透光率要高，而且要坚固。一般采多用白玻璃。2、 EVA 的作用是用来粘合玻璃和电池片，EVA材料的选用会直接影响到电池组使用寿命，EVA材料在空气中
14、暴露会氧化发黄，影响组件的透光率，从而影响组件的发电效率。生产过程中EVA如果与钢化玻璃背板粘合强度不够，都会引起EVA提前老化。3、 太阳电池片主要作用就是将太阳的辐射能转换为电能，一般按构造可分为片状太阳能电池和薄膜太阳能电池。片状太阳能电池成本相对较低，转换效率也高，适合室外发电，但是相对的制造成本较高。薄膜太阳能电池，制造成本较低，在弱光，灯光下也可发电，但是转换效率较低，设备成本较高。4、 TPT材料的作用是密封、绝缘、防水。5、 铝合金框架主要是保护层压组件，起到一定的支撑和密封作用。2.2光伏阵列的选择2.2.1光伏电池的选择徐州地区，负载输入电压24V功耗34.5W，保证连续阴
15、雨天数7天。峰值日照数3.5h。徐州地区:经度:117，纬度:34。式中1.05为太阳能电池组件系统综合损失系数，0.85为蓄电池充电效率。太阳能电池的最佳工作电压为17.2V，选用单块峰值输出功率55WP的标准电池组件两块，可以保证路灯系统在一年多数的情况下正常运行。2.2.2方位角和高度角的选择光伏阵到的方位角是阵列的垂直面与正南方向的夹角(向东偏设定为负角度，向西设定为正角度)，如图2.2.2所示。一般情况下，方阵朝向正南(即方阵垂直面与正南的夹角为0度)时，太阳电池发电量是最大的。对于地球上的某个地点，太阳高度角(或仰角)是指太阳光的入射方向和地平面之问的夹角，专业上讲太阳高度角是指某
16、地太阳光线与该地作垂直于地心的地表切线的夹角，如图2.2所示。图2.2方位角的选择2.2.3倾斜角的选择倾斜角是光伏阵到平西与水平地面的夹角，如图2.3所示。斜西上接收太阳总辐射世达到最大值刚(阵列一年中发电量最大时)，称为最佳倾角。根据几何原理，欲使阳光垂直射在太阳电池板，则电池板的倾角按下到公式计算：图2.3 倾斜角第三章 蓄电池的选型3.1蓄电池的分类及工作原理3.1.1蓄电池的分类电池可分为一次电池和二次电池，一次电池就是一次性使用，不可充电电池，二次电池是指可多次反复使用，可充电电池，也叫蓄电池。蓄电池一般分为四类：铅酸蓄电池、镉镍蓄电池、氢镍蓄电池、和锂电池。蓄电池能够反复使用，符
17、合经济实用的原则，而且蓄电池电压具有电压稳定可靠、移动方便等优点。3.1.2 蓄电池的工作原理独立的光伏照明系统一般采用蓄电池作为储能设备，白天太阳能电池输出的电能储存起来，夜间来为负载供电。电池是一种化学电源，蓄电池在充电时利用外部电能是内部活性物质再生，把电能转换为化学能，需要使用是再把化学能转换为电能。 正极 电解液 负极 正极 水 负极1、蓄电池的放电铅酸蓄电池放电时，在蓄电池上形成电位差，负极的电子经过负载进入正极形成电流I。蓄电池在内部进行化学反应，将这种化学能转换成电能。蓄电池负极上每个铅原子放出两个电子后，生成的铅离子（Pb2）与电解液中的硫酸根离子（SO42-）反应，在极板上
18、生成难溶的硫酸铅（PbSO4）。正极板的铅离子（Pb4）得到来自负极的两个电子（2e）后，变成二价铅离子（Pb2），与电解液中的硫酸根离子（SO42-）反应，在极板上生成难溶的硫酸铅（PbSO4）。正极板水解出的氧离子（O2-）与电解液中的氢离子（H）反应，生成稳定物质水。电解液中存在的硫酸根离子和氢离子在电力场的作用下分别移向电池的正负极，在电池内部形成电流，整个回路形成，蓄电池向外持续放电。放电时H2SO4浓度不断下降，正负极上的硫酸铅（PbSO4）增加，电池内阻增大（硫酸铅不导电），电解液浓度下降，电池电动势降低。2、蓄电池的充电充电时，在蓄电池的正、负极板接上电源，使正、负极板在放电后
19、生成的物质恢复成原来的活性物质，并把外界的电能转变为化学能储存起来。在正极板上，在外界电流的作用下，硫酸铅被离解为二价铅离子（Pb2）和硫酸根负离子（SO4-2），由于外电源不断从正极吸取电子，则正极板附近游离的二价铅离子（Pb2）不断放出两个电子来补充，变成四价铅离子（Pb4），并与水继续反应，最终在正极极板上生成二氧化铅（PbO2）。在负极板上，在外界电流的作用下，硫酸铅被离解为二价铅离子（Pb2）和硫酸根负离子（SO42-），由于负极不断从外电源获得电子，则负极板附近游离的二价铅离子（Pb2）被中和为铅（Pb），并以绒状铅附着在负极板上。电解液中，正极不断产生游离的氢离子（H）和硫酸根离
20、子（SO42-），负极不断产生硫酸根离子（SO42-），在电场的作用下，氢离子向负极移动，硫酸根离子向正极移动，形成电流。充电后期，在外电流的作用下，溶液中还会发生水的电解反应。3.2蓄电池的选型3.2.1蓄电池的性能指标蓄电池的参数很多，但主要有四个指标：1、 工作电压，蓄电池放电时的电压。2、 蓄电池的容量，常用Ah或者mAh。3、 工作温区，蓄电池能够正常放电时的温度范围。4、 循环寿命，蓄电池正常工作时的充放电次数。铅酸蓄电池放电时工作电压平稳，可以小电流放电也可以大电流放电，工作温度范围在-4050之间。铅酸蓄电池技术成熟，成本较低。3.2.2蓄电池的容量选择根据上面的计算得知，负载
21、每日消耗电量12.2Ah，要保证连续7天阴雨天正常工作，再加上第一个晚上的工作：选用2组12V/100Ah的蓄电池即可满足要求。采用全密封免维护蓄电池，适合路灯照明，维护较少的特点。第四章 控制器选型4.1控制器概述及作用一套独立的光伏系统蓄电池对其影响很大。控制器最根本的用处就是控制蓄电池的充放电，来保证蓄电池的使用寿命。控制器通常具备的功能有1、防止蓄电池的过充和过放电。2、防止负载反接，蓄电池反接。3、有温度补偿功能等。太阳能电池将太阳的辐射能转换为电能，然后由蓄电池储存，当蓄电充满电后，单片机输出控制信号，停止对蓄电池的充电，到了夜间蓄电池开始向负载供电，等到蓄电池容量到达过放电压时，
22、再由光伏电池向蓄电池充电。控制器一般分为串连，并联，多路，脉宽调制和智能型控制器。本系统采用智能型控制器，通过单片机的AD对充电电压进行实时采集。如图4.1所示单片机通过AD检测蓄电池电压。12V蓄电池充电终止电压一般在12+（2.45V2.5V）之间，当单片机通过AD检测到蓄电充满电之后，单片机输出控制信号给Q6断开对蓄电池的充电。当到达放电终止电压（一般在12-(1.78V1.82V)之间。）控制Q7 断开使蓄电池不再向负载供电。Q6 导通太阳能电池向蓄电池。图4.1光伏系统的整体结构4.2 DC-DC充电电路4.2.1 UC3906 概述UC3906是密封铅酸蓄电池充电专用芯片，它具有密
23、封铅酸蓄电池最佳充电所需的全部控制和检测功能。更重要的是它能使充电器各种转换电压随电池电压的温度系数的变化而变化，从而使蓄电池在很宽的温度范围内都能达到最佳充电状态。图4.2 UC3906内部结构框图UC3906的内部结构如图4.2所示。UC3906内部有一个独立的电压控制回路和限流放大器，它可控制芯片内的驱动器。驱动器提供的输出电流达25mA，可直接驱动外部串联调整管，以调整充电器的输出电压和电流。电压和电流检测比较器可用于检测蓄电池的充电状态，同时还可以用来控制充电状态逻辑电路的输入信号。当电池电压或温度过低时，充电使能比较器可控制充电器进入涓流充电状态。当驱动器截止时，该比较器还能输出2
24、5mA涓流充电电流。这样，当电池短路或反接时，充电器只能以小电流充电，从而避免了因充电电流过大而损坏电池。UC3906的一个非常重要的特性就是其内部的精确基准电压随环境温度的变化规律与铅酸电池电压的温度特性完全一致。同时，该芯片只需1.7mA的输入电流就可工作，因而可减小芯片的功耗，实现对工作环境温度的准确检测，保证电池既充足电又不会严重过充电。除此之外，UC3906芯片内部还包括一个输入欠压检测电路以对充电周期进行初始化，并可驱动一个逻辑输出。当加上输入电源后，器件的7脚还可以指示电源状态。使用UC3906只需很少的外部元器件就可实现对密封铅酸电池的快速精确充电。所示是一个完整的充电器电路。
25、其中由R1、R2、R3组成的电阻分压网络可用来检测充电电池的电压。此外，该电路还可通过与精确的参考电压(VREF)相比较来确定浮充电压、过充电压和涓流充电的阈值电压。4.2.2 三段式蓄电池充电如图4.2.1所示典型三段式铅酸蓄电池充电 I-V曲线图。图 4.3 三段式铅酸蓄电池充电 第一阶段：恒流充电模式，充电器电流保持恒定(2A)，电量快速增加，电池电压上升很快；将电池电量迅速冲到80%，涓流阶段的电压低于恒压值，电压过高将使电池失水，容易使电池发热变形；电压过低不利于电池充足电。第二阶段：恒压充电模式，当电池电压达到过充状态时候(14.25V)，充电器电压保持恒定，电量继续缓慢增加，电池
26、电压缓慢上升，充电电流下降; 电压高于恒压值，较高有利于快速充足电，但是容易使电池失水，充电后期电流下不来，结果使电池发热变形;较低不利于电池快速充足电，有利于向涓流阶段转换。第三阶段浮充充电模式，蓄电池充满，充电电流下降到低于浮充转换电流，充电器充电电压下降低到浮充电压，保持不变；转换充电电流，较高有利于电池寿命，不容易发热变形，但充电速度较慢；较低有利于充足电，但是由于较长时间高。4.2.3 UC3906本系统的应用蓄电池的一个充电周期按时间可分为大电流快速充电状态、过充电状态和浮充电状态等三种，其充电参数主要有VF、VOC、IMAX、ICOT、等。它们与R1、R2、R3、RS之间的关系可
27、以从下面的公式反映出来：在上面的公式中，VF、VOC与VREF成正比。VREF的温度系数为-3.9mV/，IMAX、VOC、ICOT、VF均可独立设置。只要输入电源允许或功率管可以承受，IMAX的值可以尽可能地大。虽然某些厂家称如果有过充保护电路，充电率可以达到甚至超过2C，但是电池厂商推荐的充电率范围是C/20C/3。过充电终止电流ICOT的选择应尽可能地使电池接近100%充电。合适值取决于VOC和在VOC时电池充电电流的衰减特性。IMAX和ICOT分别由电流限制放大器和电流检测放大器的偏置电压和电流检测电阻RS决定。VF、VOC的值则由内部参考电压VREF和外部电阻R1、R2、R3组成的网
28、络来决定。图4.3充电电路本系统蓄电池的额定电压为12V/100Ah，太阳能电池组件峰值输出电压17.2V，浮充电压VF=13.8V， 过充电压VOC=15V，最大充电电流IMAX=2A，过充终止电流ICOT=0.2A。为防止蓄电池的输出电流流入充电器，在串联调整管与输出端之间串入一只二极管。于充电器始终接在蓄电池上，同时为了避免输入电源中断后蓄电池通过分压电阻R3放电，设计时将R3通过电源指示晶体管(7脚)连接到地。当17.2V输入电压加入后，串联的功率管TIP42C导通，开始大电流恒流充电，充电电流为2A，这时充电电流保持不变，电池电压逐渐升高。当电池电压达到过充电压VOC的95%(14.
29、25V)时，电池转入过充电状态，此时充电电压维持在过充电电压，充电电流开始下降。当充电电流降到过充电终止电流(ICOT)时，UC3906的10脚输出高电平，运放比较器输出低电平，蓄电池自动转入浮充状态。同时充足电指示发光管发光，指示蓄电池已充足电。采用这种三段式的充电方式可以延长电池的使用寿命。4.3测光电路和控制电路LED只需要在夜间或者光线不好的时候才工作，所以就需要一个测光电路检测光线，光敏电阻随着光照越强，电阻减小，光照越弱，电阻增大。图4.4 测光电路白天时当光照射在光明电阻上，光敏电阻阻值变小，电压变小，运放构成的比较器的同相端V+V- ，运放输出高电平，当单片机检测到运放输出的高
30、电平后 输出一个信号（ON/OFF）驱动IRF4905 导通，接通负载，LED发光。图4.5负载控制驱动控制器应选择功耗较低的控制器，因为控制器24个小时不间断的工作，若其自身功耗较大，则会消耗部分电能。MSP430超低功耗，工作电压低：电源电压范围：1.8V至3.6V。内置10位AD符合系统的低功耗和AD要求。第五章 LED驱动5.1 LED光源的特点和特性5.1.1 LED光源的优点缺点LED是由超导发光晶体产生超高强度的光，它发出的热量很少，不像白炽灯浪费太多热量、不像荧光灯那样因消耗高能量而产生有毒气体，也不像霓虹灯那样要求高电压而容易损坏、LED已被全球公认为新一代的环保高科技光源。
31、LED是半导体器件通过PN结实现电光转化，有以下特点：1. 节能、不引起环境污染。具有电压低，电流小，亮度高等特点。2. 新型绿色环保光源。LED为冷光源，眩光小，无辐射，使用中不发出有害物质。LED环保效益更佳，光谱中没有紫外线和红外线，而且废弃物可回收，没有污染，不含汞元素，属于典型的绿色照明光源。3. 寿命长。LED单管寿命为10万小时，光源寿命在2万小时以上，按每天工作12h，寿命也在5年以上，而普通白炽灯的寿命约为1000h，荧光灯、金属卤化物灯的寿命也不超过10000h。4. 光色单纯、光色多。固光色単纯，光色多。根据应用可以选择白色或彩色光(红色、黄色、蓝色、绿色、黄绿色、橙红色
32、等)，并可根据需要制造出多色组合和循环变色的艳丽灯饰。5. 安全性高。LED光源使用低电压驱动，发光稳定，没有采用50Hz交流供电的频闪现象。6. 响应速度块，运行成本低等优点. .尽管LED光源具有很多优点，但是目前也存在很多缺点。1. 功率低。目前单体LED光源功率一般在5W以下，还没有出现更大功率的LED光源，这是目前LED难以成为照明首选的最大瓶颈。2. 价格高。价格是LED难以普及为照明光源的主要因素，虽然LED目前已被大多数人认识，也被多数人看好，但其高昂的价格难以被消费者接受。图5.1 结温和光输出的关系3. 如图5.1所示，LED是一种半导体材料，需要严格控制温度,与普通二极管
33、一样具有PN结，由于LED光源的功率相对比较大，所以与功率半导体器件相同，需要考虑散热问题，结温过高会直接影响LED的寿命，并且会増大LED的光衰，情况严重的会将LED烧坏。5.1.2恒流驱动的散热考虑在设计中若为了提高发光效率而采取加大LED驱动电流的办法，如对于同一只1W的LED，加大驱动电流后，可以提高其亮度，但是大电流工作时候LED的工作温度也也会升高。一旦温度超过LED的限温点，就会影响LED的寿命和可靠性，这是设计恒流驱动过程中需要注意的重要问题。此外，LED照明系统的光学效率不仅取决于LED恒流驱动方案，还与整个系统的散热设计密切相关。为缩小体积，将LED驱动电路与散热部分贴近设
34、计，这样容易影响可靠性。一般来说，LED照明系统的热源基本就是LED本身，热源太集中会产生热损耗，因此LED 驱动电路不能与散热系统紧贴在一起。应采取下列散热措施:1.LED采用铝基板散热。2.功率器件均匀布局。3.尽可能避免将LED驱动电路与散热部分贴近设计，4.抑制封装至印制电路基板的热阻抗。5.提高LED芯片的散热顺畅性以降低热阻抗5.2恒流驱动电路5.2.1 伏安特性 如图5.1所示，从LED的V-I曲线看，LED在正向导通后其正向电压的细小变动将引起LED电流的很大变化，并且，环境温度、LED老化时间等因素也将影响LED的电气性能。因LED的光输出直接与LED电流相关，所以在LED应
35、用中，应控制驱动电路输入电压、环境温度等因素发生变化，否则，LED的光输出将随输入电压和温度等因素变化而变化，并且，若LED电流失控，LED长期工作在大电流下将影响LED的可靠性和寿命，甚至造成LED失效。图 5.2伏安特性曲线综上所述、LED是二种符合绿色照明要求的光源，所谓“绿色照明”的概念就是指通过科学的照明设计、采用效率高、寿命长、安全和性能稳定的照明电器产品(电光源、灯用电器附件、灯具、配线材料、以及调光控制设备和控光器件)，改善提高人们工作、学习、生活的条件和质量，从而创造一个高效、舒适、安全、经济、有益的环境并充分体现现代文明的照明。设置恒流驱动电路以适应LED电流驱动的特征，驱
36、动电源既要具有LED所需要的恒流输出特性，又要具有较高的变换效率，否着就会失去LED的节能优点。5.2.2 DC/DC恒流驱动电路 恒流驱动，如图5.2（a）所示电路中，DC/DC稳压器的FB是高阻输入端，经过LED灯的电流IF为：为保持IF恒定，DC/DC稳压器检测VFB，然后调整LED的端电压，使流经LED的电流保持恒定。这就是利用DC/DC稳压器FB反馈端实现恒压到恒流转换的原理。 图 5.3 DC/DC基本电路电路恒压驱动，如图5.2（b）所示电路中，采用反馈电阻RFB1和RFB2，当负载电流发生变化时候，VFB也随之变化，DC/DC稳压器通过检测VFB的变化，使输出电压维持在一个固定
37、的电平:5.2.1 MC34063MC34063是一种用于DCDC电源变换的集成电路，内部带有温度补偿基准源、一个占空比周期控制振荡器，驱动器和大电流输出开关，能输出1.5A的开关电流。基本上不需要外接元件即可构成开关时升压变压器、降压式变换器和电源方向器。应用比较广泛，通用廉价易购。极性反转效率最高65%，升压效率最高90%，降压效率最高80%，变换效率和工作频率滤波电容等成正比。另外，输出功率达不到要求的时候，比如250300MA时，可以通过外接扩功率管的方法扩大电流，双极型或MOS型扩流管均可。MC34063特性1、输出开关电流峰值可达1.5A（无外接三极管）；2、低静态电流；3、短路电
38、流限制；4、工作振荡频率从100HZ到100KHZ；5、输出电压可调；6、能在3-40V的输入电压下工作；图5.4 MC34603 内部结构振荡器通过恒流源对外接在CT 管脚(3脚)上的定时电容不断地充电和放电以产生振荡。充电和放电电流都是恒定的，振荡频率仅取决于3脚外接的定时电容。与门的C 输入端在定时电容充电时为高电平，D 输入端在比较器的输入电平低于阈值电平时为高电平。当C 和D输入端都变成高电平时触发器被置为高电平，输出开关管导通;反之当振荡器定时电容（3脚上）在放电期间，C输入端为低电平，触发器被复位，使得输出开关管处于关闭状态。电流限制通过检测连接在VCC（6脚）和7 脚之间安全电
39、阻（Rsc）上的压降来实现，当检测到电阻上的电压降接近超过0.3V 时，电流限制电路开始工作，这时通过CT 管脚(3脚) 对定时电容进行快速充电以减少充电时间和输出开关管的导通时间，结果是使得输出开关管的关闭时间延长。如图 5.2.4所示，1W 大功率LED典型的工作电流为350mA，所以IOMAX=350mA，电路工作频率选择10 Khz ，定时电容Ct=0.000 004*Ton=22nF。 Rsc的选择决定了电路的输出电流，Rsc要选择精密电阻，以降低对电路的影响。图 5.5驱动电路采样电阻R2对整个系统效率有重要的影响，一般来说要求LED电流的变化范围不超过5%10%，那么采用精度为2
40、%的电阻，由于采样电阻的功率较大应避免。对采样电阻的阻值选择较小较好，系统的工作电流为350mA,如果选择电阻，则电阻的消耗功率为：因此采样电阻的设计对提高LED的效率至关重要，他应该选取尽可能小的数值。第六章 测试驱动电路利用MC34063升压恒流驱动，通过R5来控制输出电流，MC34063内有一个1.25V的参考电源，通过外接电阻R5来控制电流输出。 图6.1驱动测试电路图6.1为电压变化，负载不变，测试电路。当负载不变(10只LED)，输入电压变化时，负载的输出电压电流：表6.2输出电压输入电压(V)输出电压(V)输出电流(A)功率（W）1032.40.3511.3410.532.40.
41、3511.341132.40.3511.3411.532.40.3511.341232.40.3511.3412.532.40.3511.34如图6.3所示，让负载发生变化，测量其输出电压，电流。图6.3负载变化当输入电压不变(12V)时，负载变化时，负载的输出电压电流：表6.4负载变化输出电压LED数量输出电压(V)输出电流(A)功率（W）1032.40.3511.34929.20.3510.22825.90.359.06722.70.357.94619.50.356.83516.20.355.43根据测试得出，本驱动电路可以在电压变化的时让电流稳定在350mA，可驱动10只串联的LED灯，
42、功率在11W左右。参考文献：【1】王长贵,王斯成. 太阳能光伏发电技术. 北京：化学工业出版社. 2010.【2】周志敏,纪爱华. 太阳能LED路灯设计与应用. 电子工业出版社. 2012.【3】王长贵,王斯成. 太阳能光伏发电技术. 北京：化学工业出版社. 2010.【4】杨贵恒,强生泽. 张颖超. 太阳能光伏发电系统及应用. 北京：化学工业出版社，2011【5】刘宏,吴达成,扬志刚. 家用太阳能光伏电源系统. 北京：化学工业出版社. 2007【6】春鹏,张延元,周封. 太阳能光伏发电综述.电工材料. 2006【7】周志敏,纪爱华. 现代开环电源控制电路设计及应用.北京：人民邮电出版社. 2
43、005 程序#includemy_main.h#includemsp430g2553.h#define uint unsignedintchar dis=0,1,2,3,4,5,6,7,8,9;chardisply=0.00v;#define count 64static uint datacount;unsignedlong real;unsignedint adc;unsignedchar flog=0;void show(void)disply0 = dis real /1000;disply2 = dis (real%1000)/100;disply3 = dis (real%1000)%100/10 ;voidhard_init()WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD;P1OUT &=(BIT0+BIT1+BIT2+BIT3+BIT4);P1DIR &=BIT7;P1SEL |=BIT7;void io_init(void)