太阳能路灯设计方案 ——何承林、黄成恩、李志雄.ppt

太阳能路灯设计方案 太阳能路灯组成示意图 太阳能路灯实物图 太阳能路灯系统总体结构 太阳能路灯系统总体结构 光 控 开 关 蓄电池充电及过充保护 蓄电池充电及过充保护 蓄电池放电及过放保护电路 蓄电池放电及过放保护电路 蓄电池短路保护/过载保护 太阳能电池热岛效应防护 蓄电池防反接措施 LED驱动电路 LED驱动电路 LED散热措施与过温保护 LED散热措施与过温保护 太阳能路灯布局设计 太阳能路灯布局设计 B、路灯布局设计 系统可行性分析 LOGO * LOGO ——何承林、黄成恩、李志雄 太阳能路灯 LED灯 太阳能电池组件 内部控制 自动开关（光控） 1 蓄电池充电及过充保护 2 蓄电池放电及过放保护电路 3 蓄电池短路保护/过载保护 4 太阳能电池热岛效应防护 5 蓄电池防反接措施 6 LED驱动电路 7 LED散热措施与过温保护 8 太阳能路灯布局设计 9 系统可行性分析 10 LED温度较低时，继电器自动连接，放电电路正常工作 LED灯头温度较高时，继电器自动断开，放电电路断开。待灯头恢复后，放电电路重新导通 白天充电时，太阳能电池输出16V以上，经7805产生稳压5.0V，在LM339电压比较器与蓄电池分压U1比较，因U15.0V，LM339有电流输出，使9013导通，从而使TIP42导通。由于此时太阳能电池输出电压大于蓄电池电压，所以蓄电池充电。 充满时，太阳能电池输出16V以上，经7805产生稳压5.0V，在LM339电压比较器与蓄电池分压U1比较，因U1=5.0V，LM339无电流输出，使9013不导通，从而使TIP42不导通。此时蓄电池不充电，形成过充保护。 晚上放电时，蓄电池电压在10.8V以上，其分压值为4.7~5V，在LM358电压比较器上，与稳压管输出的固定电压值4.7V进行比较。此时蓄电池分压值大于4.7V场效应管导通，蓄电池与负载LED回路导通，蓄电池正常放电。 过度放电时，蓄电池电压在10.8V或以下，其分压值为4.7V或以下，在LM358电压比较器上，与稳压管输出的固定电压值4.7V进行比较。此时蓄电池分压值在4.7V或以下，场效应管不导通，蓄电池与负载LED回路断开，蓄电池不放电，形成过放保护。 在蓄电池放电端接入一个5A的空气开关，当电路短路时，产生大电流，空气开关断开，从而起到保护作用。 如果蓄电池被短接，将会产生大电流，烧坏蓄电池内部电路和导线，并容易引起塑质材料等着火。 太阳能组件在使用过程中，如果有一片太阳能电 池单独被树叶、鸟粪等遮挡物长时间遮挡，被遮挡的 太阳能电池在强光照射下就会发热损坏，甚至造成 整个太阳能电池组件损坏，这就是所谓的热岛效应。 Add Your Text 防止热岛效应 将太阳能电池板倾斜 放置，并安装防鸟针 旁通二极管 为防止这种不必要损失的产生，在蓄电池的正极端如上图所示接入两个二极管。当电路接反时，电路不导通，从而起到保护作用。 本系统中最危险的地方是，将蓄电池的正负极，与充电电路输出端的正负极反接。这样既会蓄电池损坏，也会将电路烧坏。 上图为基于LM2734的电感式变换器恒流驱动电路，LM2734是1A降压型稳压器，利用LM321运算放大器获取采样电阻Rset上的电压，结合其它电阻和电容就可以构成一个完整、高效率的大功率LED恒流驱动电路。 散热措施 将大功率LED贴片贴在铝制线路基板上，并在铝制基板的背面贴上如下图所示的散热器件。将LED扩散出的热量进一步扩散到空气中，提高装置的热扩散效率。 过 温 保 护 在功率LED驱动电路工作的过程中，一直有电流经过，为了避免LED过热烧毁，必须设计温度保护模块以保护LED。当温度高于该温度时，保护电路会自动将功率通路截断，直至温度下降到安全范围为止。 . A、灯杆设置应比周围的树高出一段距离，一般为9~10米。一方面以防止太阳能电池被树遮挡住，不能进行正常工作，甚至产生热岛效应，另一方面也是让树减少遮挡，灯光尽可能大的照在路面上，以便充分利用灯光。 在上述条件下，欲达到250W钠灯效果，即平均照度22lx,需LED128W 在上述条件下，欲达到150W钠灯效果，即平均照度15lx,需LED96W Title LED和电路消耗的功率分别为8W、2W I=10W/12V=0.8A 3个阴天(4个夜间)所需电量：C1=0.8*9*4AH=28.8AH Title 所需蓄电池容量：C2=C1/70%=41.14AH 故选用容量C0=45AH的蓄电池。 Title 以五天为一个周期(即3天阴雨，2天充电即可),所耗电能： W1=10W*9h*5d=0.45kw*h 采集到的电能：W2=50W*5h*2d=0.5kw*h