太阳能LED路灯设计+电路图+程序(2)

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最近几年，随着我国城市化进程水平不断提高，规模越来越大，我国用于城市照明的路灯数目正以每年约20%的平均速度增长。在常规能源日益短缺、电力供应持续缺乏的今天，全国数千万盏路灯的节能问题已引起政府相关部门的高度重视。淘汰效率低、能耗高的传统城市照明灯具已逐渐成为城市建设者的共识。为此，国家发改委和建设部提出要把发展效率高、能耗低且环保清洁的绿色照明作为城市道路照明发展的方向。随着太阳能发电技术的逐渐成熟，太阳能LED路灯正以效率高、能耗低等优势渐渐成为城市道路照明行业的一颗明星，发展前途巨大。我国太阳能路灯应用首先出现在沿海发达地区。在2009年国家科技部推出十城万盏计划。同年，国家发改委和联合国开发计划署（UNDP）全球环境基金(GEF)在北京举行签字仪式确定：我国将加快推广节能灯并逐步淘汰白炽灯。这个项目的确定标志着我国的太阳能LED路灯国际合作进入新的阶段，极大地推动了国内太阳能LED路灯的发展[1]。

在国外，欧洲很多国家环保思想强，这种思想推动着相关科研工作者开发替代能源。太阳能是一种公认的极佳的替代能源。它的利用有助降低二氧化碳的排放，从而达到保护环境。很多国家如英国、法国、德国和意大利等国，都一致认为研究和开发太阳能与改善全球气候变暖密不可分。欧美很多国家都在大力发展持久能源的道路上，促使他们这样做的主要因素是能源供应、环境保护、安全可靠和创造就业机会等。可再生能源技术在这些方面拥有巨大的优势，因为可再生能源几乎不污染环境能代替一些常规能源、提高能源供应的可靠性和安全性。同时它的设备投资较大、可以制造更多的就业机会，对经济的增长有很大的帮助。虽然常规能源可能有着低价优势，但在国外很多国家，太阳能LED路灯市场发展势头依然强劲。

1.2 太阳能LED路灯的组成及工作原理

太阳能LED路灯实例图如图1.1所示，主要由太阳能电池组件、蓄电池、LED路灯、智能控制器、组件支架等组成。太阳能电池组件是路灯的能量来源，白天它通过光伏效应将太阳辐射转化为电能，通过充放电控制器给蓄电池充电；到夜晚后，当光线较弱并逐渐降低至设定值时，通过路灯控制器让蓄电池开始放电为LED路灯照明提供电源；蓄电池还通过稳压电路为单片机供电。当蓄电池工作到达控制器设定时间后，充放电控制器自动工作使蓄电池结束给LED路灯供电。

图1.1太阳能LED路灯实例图

1.3 本文研究的主要内容

本文研究的主要内容是太阳能LED路灯控制器的设计。通过对路灯控制器的设计能自动防止蓄电池过充电和过放电，稳定的为LED照明负载供电。它对蓄电池的充、放电条件加以规定和控制，并按照LED负载的电源需求控制太阳电池组件和蓄电池对负载的电能输出，是整个系统的核心部分。控制器在设计上还要兼顾光控、时控、过充保护、过放保护和反充保护等功能。注意成本的控制，实现高性价比。论文网

2 系统总体方案设计

2.1 系统总体框图

太阳能LED路灯在白天通过太阳能电池组件采集太阳光的能量，并将其转化为电能存储起来即向蓄电池充电；在晚上光线较暗时由蓄电池经路灯控制处理器控制，点亮LED灯用于路灯照明。

图2.1系统总体框图

根据各部分电路的功能不同，整体电路可以分为以下几个部分，太阳能电池板组件、过充过放控制电路、STC89C52RC 单片机、蓄电池、时控光控电路和照明负载。系统总体框图如图2.1所示。太阳能电池组件将光能转化为电能经防反充电路为蓄电池充电，蓄电池通过稳压电路为单片机供电，并为LED照明负载提供电源；路灯控制器利用过充过放控制电路，防止蓄电池出现过充或过放现象并通过光控/时控电路控制LED路灯的开关