高频无极灯独立光伏照明系统设计.pdfVIP

第30卷第2期 太阳能学报 V01．30，No．2 2009年2月 A(xAENERGIAESOLARISS【NI(：A Feb．，2009 高频无极灯独立光伏照明系统设计 张 兴，唐 杰 (合肥-I-_业大学电气与自动化工程学院，合肥230009) 摘要：研究了一种高频无极灯独立光伏照明系统，利用一个多输入DC／DC变换器实现了太阳电池对蓄电池充电 以及蓄电池对无极灯镇流器供电。与传统的独立光伏照明系统相比，新系统结构简单，延长了蓄电池的使用寿命， 仅用一个MCU就实现了对变换器的数字控制和系统能量管理。正文中对系统进行了详细分析与设计并对其进行 了实验验证。 关键词：无极灯；多输入DC／DC变换器；镇流器；光伏 中图分类号：TM615 文献标识码：A DC／DC变换器、无极灯镇流器进行了详细分析与设 0引言 计，并采用Si8250MCU实现了系统能量管理和对变 光伏发电是当前利用太阳能的主要方式，光伏 换器的数字控制，最后对系统做了实验验证。 照明是一种独立光伏发电系统。高频无极灯平均使 用寿命大于6万小时，工作频率高达2．65MHz，光效 可达60Lm／W，其与光伏发电相结合具有高效、节能、 环保、长寿的特点，是一种具有很高实用价值的绿色 a．传统独立光伏照明系统结构 新光源。独立光伏照明系统一般采用图1a所示的 结构[1训。光伏阵列将太阳能转换为电能，通过DC／ DC变换器l将能量储存于蓄电池，蓄电池通过DC／ DC变换器2升压给镇流器供电。本文采用了一种 基于多输入DC／DC变换器的无极灯照明系统，如图 1b所示，仅用了一个变换器就实现了太阳电池对蓄 b．采用多输入DC／DC变换器的独立 电池充电和蓄电池对无极灯镇流器供电，与前者相 光伏照明系统结构 比其结构简单，可通过对系统能量管理和优化控制 能充分利用太阳能。 图1独立光伏照明系统结构 of8ta／ld-alone photovoltaic 如何提高系统效率以及如何延长系统使用寿命 rig．1Configuration lighanssystem 是光伏照明系统研究的主要问题¨0’11]。本文针对无1照明系统各运行状态分析 极灯的特点采用一体化太阳能无极灯结构，无极灯 无极灯光伏照明系统主电路结构如图2所示， 工作时所有开关均能实现零电压软开关(ZvS)，系统 系统包含了一个多输入DC／DC变换器和一个高频 效率高；充电时采用分段式充电方法对蓄电池充电， 逆变电路(无极灯镇流器)，多输入DC／DC变换器中 放电时蓄电池输出电流连续且纹波小，能够延长蓄 又包含了一个Buck．Boost电路，白天太阳电池通过 电池使用寿命，并且无极灯是目前使用寿命最长的 Buck．Boost变换器对蓄电池充电，并进行最大功率点 光源，因此系统不仅效率高且寿命长。 跟踪(MP门)；夜间蓄电池又可以通过相移控制的 本文对光伏无极灯照明系统能量管理、多输入 收稿日期：2007438-07