基于双向变换技术的光伏LED照明系统设计
5．2 实验数据
使用上述计算参数，选择ATMEGA16作为系统控制核心，构建实验系统，以光照较强的一整天为测试对象，实验波形如图4所示。图4a为在MPPT算法充电工作模式下，光照突变时光伏电池输出电压和电流波形，图4b为在放电工作模式下，蓄电池电压下降时LED驱动电路电流波形。
对典型测试时刻，系统采用的充电方式分别为：9：00～15：00时刻，充电方式均为MPPT；16：00时刻，充电方式为CV；17：00时刻，充电方式为VF，蓄电池初始荷电状态SOC为70％。MPPT算法和CV算法数据对比如表1所示。由于U基本相同，所以表中仅列出两种算法充电电流，且列出的整点时刻数据实为一段时间内的平均值。数据显示，采用MPPT算法充电较采用CV算法太阳能电池的利用率平均提高了15．85％。
光伏LED恒流驱动电路设计目标是当U或环境温度变化时流过LED支路的电流恒定。由图4可见，当U下降时，流过LED的支路电流近似为一条直线，几乎没有纹波存在。进一步测试表明，当U升高或环境温度改变时输出电流均无明显变化，表明所设计驱动电路恒流效果好。
6 结论
针对传统设计中将蓄电池充电电路和LED驱动电路分开设置所带来的问题，设计了一种基于Zeta／Sepic双向变换器的独立光伏LED照明系统。提出一种充电控制算法，既能实现太阳能电池的MPPT，又能满足蓄电池电压限制条件和浮充特性。设计了一种LED恒流驱动电路，采用Sepic变换器为主电路，以高亮LED驱动芯片HV9930为控制芯片，用以保证LED照明设备可靠稳定工作。根据计算参数，构建实验系统。测试表明，充电控制器可以根据蓄电池状态准确地在MPPT、恒压、浮充算法之间切换，MPPT充电比恒压充电的充电效率提高约16％。LED驱动电路能够克服蓄电池电压和环境温度的变化，保持输出电流恒定。总之，所设计的光伏LED照明系统控制器实现了太阳能的有效利用，延长了蓄电池的使用寿命，保证了LED可靠稳定工作。
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