开题报告太阳能路灯控制器的设计和实现电气工程专业

1、无锡职业技术学院毕业设计（论文）说明书 开 题 报 告毕业设计（论文）题目 太阳能路灯控制器的设计一、选题简介、意义通过对太阳能电池板的输出特性、蓄电池的充放电特性以及大功率LED路灯驱动电路的研究，设计了一种太阳能路灯控制器。控制器是以单片机为核心，以DC/DC变换电路为硬件基础，以PWM技术为手段调节输出电压和电流，采用MPPT 算法以及蓄电池充放电控制算法，极大突显了太阳能IED路灯系统的环保节能优势及应用前景。本文设计的太阳能LED路灯控制器，先对太阳能电池输出和蓄电池电量等参数进行检测确定系统工作状态，利用最大功率点跟踪MPPT算法实现电能的最大化收集，在电能的储备完成后，利用PVM

2、技术调节蓄电池的充放电以进一步节能，从而实现了整个系统的自动控制和智能能量管理，更有利于太阳能路灯的应用推广。二、课题综述（课题研究，主要研究的内容，要解决的问题，预期目标，研究步骤、方法及措施等）文献综述(国内外研究情况及其发展):目前经常使用的IPPT算法可以分为以下几种:(1)恒定电压控制法 我们知道，太阳能电池的最大功率点电压是其开路电压的78%左右。确定最大功率点时,先将负载断开，通过对开路电压进行采样和保持以作为控制部分的参考电压值。因为太阳能在光照条件相似的情况下其最大功率点的电压变化不大，接近于恒定，因此这种方法对日照和环境变化不大的地区比较适用。这种方法的优点是实现起来比较容

3、易且成本低廉,但是其误差比较大。(2)曲线拟合法 这是先将太阳能电池组件的输出特性测量出来,同时用数学表达式进行描述的方法。其方法的缺点是受限于复杂因素的影响，比如温度!老化以及电池的击穿等,不容易测量。(3)导纳微分法” 这种方法也被称为增量电导法。它认为在太阳能电池阵列的最大功率点处,输出功率对输出电压的一阶导数为零。所以当环境的光强发生变化时,就可以根据dI /dV的运算结果是否和-I/V相等来判定是否需要继续对输出电压进行调整，这样就实现了最大功率点的跟踪。(4)扰动观察法 扰动观察法是截止目前最为成熟且应用最大的方法。其基本思想就是控制充电电路开关信号的占空比，使之增大或者减少,从而

4、改变电路的输出功率,根据功率的变化来决定对占空比的控制,是让其减小还是让其增大。在结构图中，扰动观察法不需要太多的硬件电路, A/D转换器需求的较少,因此制造时可以大大节省成本。但是这种方法也存在一些缺点， 比如在对最大功率点进行跟踪的过程中,响应速度不能根据大气条件的迅速改变而进行相应调整,使得跟踪的速度变慢,引起功率的损失。 上面 所介绍的四种方法，总结起来,各有利弊,都不能够同时具有成本低、稳定性高、追踪速度快等特点。比较起来,第一种方法只能对最大功率点的位置进行粗略估计,当光强变化到非常大或非常小时将会产生较大的误差。第二种方法使用前必须要弄清楚当地的环境和气候,同时还要对太阳能电池的

5、工作状态进行实际测量,因此可移植性比较差。第三种方法对系统的检测精度要求较高,在一般的单片机系统中无法实现。通过分析比较，本课题采用了第四种方法,即首先判定当前的工作点是不是最大功率点,然后再根据判断结果来决定是否要继续调整以及调整的方向。三、参考文献 1康华光，等.电子技术基础(第五版) m .北京;高等教育出版社，20082黄汉云，等.太确光伏发电应用原理D .北京，电子工业出版社20093付新春，等光伏发电系统运行与维护北京， 北京大学出版社2015 4李钟实.太阳能光伏发电系统设计施工与应用m .北京，人民邮电出版社，2012 5黄汉云.太阳能光伏照明技术与应用M .北京;化学工业出版社，20096杨贵恒，等.太阳能光伏发电系统及其应用m .北京;化学工业出版社，2013 7秦鸣峰.蓄电池的试用与维护，m .2版，北京，化学工业出版社， 2011 8石生.电路基本分析，4版.北京，高等教育出版社，2014 9陈育明.太阳能LED照明系统，第1版，北京;化学工业出版社，201110吴财福，等.太阳能光伏并网发电及照明系统，科学出版社，200911李宏仲，等.电力系统，机械工业出版社，201612福多