一种基于MPPT技术的太阳能LED灯恒流控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于MPPT技术的太阳能LED灯恒流控制系统，包括太阳能电池、控制器一、控制器二、控制器三、蓄电池、LED灯，所述控制器一采用Boost电路，控制器二采用双向DC‑DC变换电路，控制器三是LED灯恒流驱动电路；本发明专利技术中采用Boost电路应用MPPT技术，充分利用太阳能光伏电池，且该发明专利技术恒流驱动电路中运放A和运放B构成一个闭环反馈电路，流过LED灯的电流在采样电阻上产生采样电压，该采样电压经过反馈运放B送到前向通道运放A输入端中，与基准电压Vt比较，产生控制电压对MOS管的栅源电压进行调节，而从达到恒流的作用，控制平稳，能提高LED的亮度及寿命，总体来看，该系统结构简单、运行可靠、稳定性好、响应速度快、处理能力强且高效节能。

A constant current control system for solar LED lamp based on MPPT Technology

The invention discloses a constant current control system of solar LED lamp based on MPPT technology, including a solar cell, a controller, a controller two, a controller three, battery, LED lamp, the controller uses a Boost controller circuit, two DC adopts bidirectional DC converter circuit, the controller three is LED lamp constant current driving circuit; the Boost circuit application of MPPT technology in the invention, make full use of solar energy photovoltaic cell, and the constant current driving circuit and operational amplifier A amplifier B constitute a closed-loop feedback circuit, current sampling voltage is generated in the LED lamp on the sampling resistor, the voltage feedback amplifier B after sampling to the forward channel A input operational amplifier in comparison with the reference voltage Vt, generates a control voltage to the gate source voltage of MOS transistor is adjusted and controlled from achieving constant flow, stable, can improve the brightness of LED and In general, the system is simple in structure, reliable in operation, good in stability, fast in response speed, strong in processing ability and high in efficiency and energy saving.

【技术实现步骤摘要】
一种基于MPPT技术的太阳能LED灯恒流控制系统
本专利技术涉及LED恒流控制领域，具体是一种基于MPPT技术的太阳能LED灯恒流控制系统。
技术介绍
能源短缺是当今社会中的热点问题，它直接制约着经济和社会的发展，可再生能源的利用也就成了当今世界关注的焦点之一。太阳能是各种可再生能源中最重要的基本能源，生物智能、风能、海洋能、水能等都来自太阳能。广义地说，太阳能包含以上各种可再生能源。近年来太阳能的利用得到了世界各国的广泛关注，美国、日本、德国相继提出了“阳光计划”、“节能计划”等大力发展太阳能光伏发电技术。自“六五”以来我国政府也一直把研究开发太阳能可再生能源技术列入国家科技攻关计划，大大推动了我国太阳能和可再生能源技术和产业的发展。同时照明作为日常生活中不可或缺的一部分，成为了世界各国的一项重要能源消耗，据统计照明用电占我国总发电量的10%以上，绿色节能照明的应用越来越受到重视。目前太阳能LED路灯系统由于控制器对蓄电池保护不充分经常使蓄电池处于过放电或者过充电而造成蓄电池寿命短和系统可靠性不高的问题，围绕太阳能光伏发电技术和LED照明技术的LED恒流控制系统，稳定低，消耗功率大，LED路灯的可靠性有待提高，还可以大大减小太阳能电池板的面积，这对于降低整个灯具成本，加速普及太阳能LED路灯具有极其重要的意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于MPPT技术的太阳能LED灯恒流控制系统，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种基于MPPT技术的太阳能LED灯恒流控制系统，包括太阳能电池、控制器一、控制器二、控制器三、蓄电池、LED灯，所述太阳能电池与控制器一通过线路连接，所述控制器一采用Boost电路，控制器一分别连接控制器控制器二、控制器三，所述控制器二连接蓄电池，控制器二采用双向DC-DC变换电路，控制器三连接LED灯，控制器三是LED灯恒流驱动电路；所述Boost电路包括太阳能电池、控制器、电感L1、电容C1、MOS管Q1、二极管D1、电容C2、负载，所述太阳能电池分别与电感L1、二极管D1、负载依次串联，所述二极管D1正极与电感L1输出端连接，二极管D1负极与负载端连接，所述电感L1输入端与太阳能电池端连接，所述太阳能电池与控制器、MOS管Q1、电感L1串联连接，所述MOS管Q1与二极管D1和负载组成的串联电路并联，所述控制器输出端通过PWM连接MOS管Q1的2端，所述电容C1并联在太阳能电池两端，所述电容C2并联在负载两端；所述双向DC-DC变换电路包括Boost输出、电容C3、电感L2、MOS管Q2、电容C4、二极管D2、磁耦合TX1、电容C6、二极管D3、MOS管Q3、电感L3、电容C5、蓄电池，所述Boost输出分别与电感L2、电容C4、磁耦合TX1输入端依次串联，所述MOS管Q2并联在Boost输出和电感L2组成串联电路两端，电容C3并联在Boost输出两端，二极管D2并联在磁耦合TX1输入端与电容C4组成的串联电路两端，且二极管D2负极与电感L2输出端连接，所述蓄电池分别与电感L3、电容C6、磁耦合TX1输出依次串联，所述MOS管Q3并联在蓄电池和电感L3组成串联电路两端，电容C5并联在蓄电池两端，二极管D3并联在磁耦合TX1输出与电容C6组成的串联电路两端，且二极管D3负极与电感L3输出端连接；所述LED灯恒流驱动电路包括Boost、MOS管Q4、LED灯、运放A、运放B、MOS管Q5、电容C7，电容C8、反馈电阻R1、反馈电阻R2、采样电阻R3，所述Boost输入端连接MOS管Q4的s4端，MOS管Q4的d4端连接LED灯的输入端，LED灯的输出端MOS管Q5的d5端，MOS管Q5的g5端连接运放A输出端，MOS管Q5的s5端分别连接运放B正输入端、采样电阻R3，，运放A通过正输入端和输出端与电容C7并联，运放A负输入端连接控制器Vref端，运放A正输入端连接运放B输出端，运放B通过正输入端和输出端与反馈电阻R1并联，反馈电阻R1两端并联有电容C8，且并联电路串联反馈电阻R2组成电路回路，所述采样电阻R3与运放B组成的电路回路并联接入主电路，与Boost端连接。作为本专利技术进一步的方案：所述MOS管优选为N沟道耗尽型。作为本专利技术进一步的方案：所述运放A或运放B选用AR型。作为本专利技术进一步的方案：所述太阳能电池通过采样电压，采样电流电路与控制器输入端连接，且在每个采样周期对太阳能电池的输出电压和电流采样。作为本专利技术进一步的方案：所述Boost电路依据MPPT算法调节MOS管占空比，MPPT算法优选为扰动观察法。作为本专利技术进一步的方案：所述LED恒流电路中设置有LED自动调光控制，优选为PWM方法进行调光。作为本专利技术进一步的方案：所述PWM方法为：在恒流和恒定功率的情况下，通过调节MOS开关管的导通时间，来调节平均亮度。作为本专利技术进一步的方案：所述LED灯采用RGB三种LED光混合成的LED白光。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：（1）该专利技术中采用Boost电路作为MPPT控制器，应用MPPT充分利用太阳能光伏电池，在电路中输出端电压有负载决定，是个定值，通过改变开关管占空比就可以改变输入端太阳能电池所提供的电压，根据MPPT算法调节MOS管占空比就可以进行最大功率点跟踪，动作高效，准确，且稳定性好；（2）采用DC-DC双向变换电路对蓄电池的充放电进行控制，此电路通过调节开关管导通和管段的占空比，可以实现升降压，无需考虑输入输出端的电压匹配问题，就可以使高低压端相互隔离，效率高，控制灵活；（3）该专利技术恒流驱动电路中运放A和运放B构成一个闭环反馈电路，流过LED灯的电流在采样电阻上产生采样电压，该采样电压经过反馈运放B送到前向通道运放A输入端中，与基准电压Vt比较，产生控制电压对MOS管的栅源电压进行调节，而从达到恒流的作用，控制平稳，能提高LED的亮度及寿命，且采用PWM方法进行自动调光，实现昼夜照明，且使室内的光线保持恒定；总体来看，该系统结构简单、运行可靠、稳定性好、响应速度快、处理能力强且高效节能。附图说明图1为一种基于MPPT技术的太阳能LED灯恒流控制系统组成示意图；图2为Boost电路原理图；图3为双向DC-DC变换电路原理图；图4为LED恒流驱动电路原理图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参阅图1-4，一种基于MPPT技术的太阳能LED灯恒流控制系统，包括太阳能电池、控制器一、控制器二、控制器三、蓄电池、LED灯，所述太阳能电池与控制器一通过线路连接，所述控制器一采用Boost电路，实现太阳能电池板的最大功率点跟踪，控制器一分别连接控制器控制器二、控制器三，所述控制器二连接蓄电池，控制器二采用双向DC-DC变换电路，实现对蓄电池的充放电控制，控制器三连接控制LED灯，控制器三是LED灯恒流驱动电路；所述Boost电路包括太阳能电池、控制器、电感L1、电容C1、MOS管Q1、二极管本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于MPPT技术的太阳能LED灯恒流控制系统，其特征在于，包括太阳能电池、控制器一、控制器二、控制器三、蓄电池、LED灯，所述太阳能电池与控制器一通过线路连接，所述控制器一采用Boost电路，控制器一分别连接控制器控制器二、控制器三，所述控制器二连接蓄电池，控制器二采用双向DC‑DC变换电路，控制器三连接LED灯，控制器三是LED灯恒流驱动电路；所述Boost电路包括太阳能电池、控制器、电感L1、电容C1、MOS管Q1、二极管D1、电容C2、负载，所述太阳能电池分别与电感L1、二极管D1、负载依次串联，所述二极管D1正极与电感L1输出端连接，二极管D1负极与负载端连接，所述电感L1输入端与太阳能电池端连接，所述太阳能电池与控制器、MOS管Q1、电感L1串联连接，所述MOS管Q1与二极管D1和负载组成的串联电路并联，所述控制器输出端通过PWM连接MOS管Q1的2端，所述电容C1并联在太阳能电池两端，所述电容C2并联在负载两端；所述双向DC‑DC变换电路包括Boost输出、电容C3、电感L2、MOS管Q2、电容C4、二极管D2、磁耦合TX1、电容C6、二极管D3、MOS管Q3、电感L3、电容C5、蓄电池，所述Boost输出分别与电感L2、电容C4、磁耦合TX1输入端依次串联，所述MOS管Q2并联在Boost输出和电感L2组成串联电路两端，电容C3并联在Boost输出两端，二极管D2并联在磁耦合TX1输入端与电容C4组成的串联电路两端，且二极管D2负极与电感L2输出端连接，所述蓄电池分别与电感L3、电容C6、磁耦合TX1输出依次串联，所述MOS管Q3并联在蓄电池和电感L3组成串联电路两端，电容C5并联在蓄电池两端，二极管D3并联在磁耦合TX1输出与电容C6组成的串联电路两端，且二极管D3负极与电感L3输出端连接；所述LED灯恒流驱动电路包括Boost、MOS管Q4、LED灯、运放A、运放B、MOS管Q5、电容C7，电容C8、反馈电阻R1、反馈电阻R2、采样电阻R3，所述Boost输入端连接MOS管Q4的s4端，MOS管Q4的d4端连接LED灯的输入端，LED灯的输出端MOS管Q5的d5端，MOS管Q5的g5端连接运放A输出端，MOS管Q5的s5端分别连接运放B正输入端、采样电阻R3，，运放A通过正输入端和输出端与电容C7并联，运放A负输入端连接控制器Vref端，运放A正输入端连接运放B输出端，运放B通过正输入端和输出端与反馈电阻R1并联，反馈电阻R1两端并联有电容C8，且并联电路串联反馈电阻R2组成电路回路，所述采样电阻R3与运放B组成的电路回路并联接入主电路，与Boost端连接。...

【技术特征摘要】
1.一种基于MPPT技术的太阳能LED灯恒流控制系统，其特征在于，包括太阳能电池、控制器一、控制器二、控制器三、蓄电池、LED灯，所述太阳能电池与控制器一通过线路连接，所述控制器一采用Boost电路，控制器一分别连接控制器控制器二、控制器三，所述控制器二连接蓄电池，控制器二采用双向DC-DC变换电路，控制器三连接LED灯，控制器三是LED灯恒流驱动电路；所述Boost电路包括太阳能电池、控制器、电感L1、电容C1、MOS管Q1、二极管D1、电容C2、负载，所述太阳能电池分别与电感L1、二极管D1、负载依次串联，所述二极管D1正极与电感L1输出端连接，二极管D1负极与负载端连接，所述电感L1输入端与太阳能电池端连接，所述太阳能电池与控制器、MOS管Q1、电感L1串联连接，所述MOS管Q1与二极管D1和负载组成的串联电路并联，所述控制器输出端通过PWM连接MOS管Q1的2端，所述电容C1并联在太阳能电池两端，所述电容C2并联在负载两端；所述双向DC-DC变换电路包括Boost输出、电容C3、电感L2、MOS管Q2、电容C4、二极管D2、磁耦合TX1、电容C6、二极管D3、MOS管Q3、电感L3、电容C5、蓄电池，所述Boost输出分别与电感L2、电容C4、磁耦合TX1输入端依次串联，所述MOS管Q2并联在Boost输出和电感L2组成串联电路两端，电容C3并联在Boost输出两端，二极管D2并联在磁耦合TX1输入端与电容C4组成的串联电路两端，且二极管D2负极与电感L2输出端连接，所述蓄电池分别与电感L3、电容C6、磁耦合TX1输出依次串联，所述MOS管Q3并联在蓄电池和电感L3组成串联电路两端，电容C5并联在蓄电池两端，二极管D3并联在磁耦合TX1输出与电容C6组成的串联电路两端，且二极管D3负极与电感L3输出端连接；所述LED灯恒流驱动电路包括Boost、MOS管Q4、LED灯、运放A、运放B、MOS管Q5、电容C7，电容...

【专利技术属性】
技术研发人员：易敏，
申请(专利权)人：合肥新文远信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34