一种大功率太阳能LED路灯恒流驱动电路的设计
大型太阳能路灯设计方案
大型太阳能路灯设计方案随着人们对可再生能源和环保意识的不断增强，太阳能路灯越来越受到人们的青睐。
本文将介绍一种大型太阳能路灯的设计方案，旨在为城市道路提供高效、环保、经济的照明方案。
本设计方案以“环保、节能、经济、实用”为核心理念，采用太阳能电池板、LED灯具、智能控制系统等先进技术，确保路灯在白天充分利用太阳能进行充电，晚上自动开启LED灯具进行照明，实现能源的高效利用和环保节能。
太阳能电池板：用于收集太阳能并转化为电能，为路灯提供电力。
LED灯具：高效、环保、节能的照明设备，使用寿命长，能够实现精确照明。
智能控制系统：包括充放电控制器、时控器和光控器等，实现路灯的智能化控制。
结构部件：包括灯杆、固定支架、电线等，确保路灯的稳定性和安全性。
高效能源收集：采用高效能的太阳能电池板，能够最大程度地收集太阳能并转化为电能，提高能源利用效率。
智能化控制：通过智能控制系统，实现路灯的自动化控制，节省人工维护成本，提高能源利用效率。
长寿命、低维护：LED灯具具有长寿命、低维护的特点，能够大大降低路灯的维护成本。
适应性广：本设计方案适用于各种道路和公共场所，如城市道路、高速公路、桥梁、隧道等。
现场勘查：对安装地点进行现场勘查，了解安装环境、光照条件、道路宽度等因素，为路灯设计提供依据。
设计方案制定：根据现场勘查结果，制定具体的设计方案，包括太阳能电池板的大小、LED灯具的型号、智能控制系统的配置等。
生产制作：根据设计方案，生产制作路灯各个部件，确保路灯的质量和性能符合要求。
安装调试：将路灯各个部件运输到安装地点，进行组装和调试，确保路灯的正常运行。
验收交付：完成安装调试后，对路灯进行验收测试，确保路灯的性能和质量符合要求，然后将路灯交付使用。
本大型太阳能路灯设计方案充分利用太阳能这一可再生能源，实现了能源的高效利用和环保节能。
通过智能化控制和长寿命LED灯具等技术的应用，降低了路灯的维护成本和维护频率，为城市道路提供了高效、环保、经济的照明方案。
LED路灯恒流驱动开关电源设计
LED路灯恒流驱动开关电源设计摘要LED照明驱动设计了恒流输出、空载保护、隔离输出及EMC等功能。
系应用于LED照明驱动的开关电源电路。
采用PWM自动调节实现恒流输出，稳压管过压锁定实现空载保护，电磁隔离和光隔离实现隔离输出。
经过多次的运行与检测，实践证明该电路恒流输出稳定，发热量低。
本设计体积小,微调反馈电路可设置作为为LED驱动常用的350mA或700mA恒流输出。
可广泛适用于生活照明，商用照明。
关键词：LED驱动电源；发热低；恒流；隔离；低成本Driving switch power LED lighting designLED lighting design drive the constant-current output, the output and protection, isolation no-load EMC etc. Function. Is applied to the switch power LED lighting driving circuit. Using PWM automatic adjustment output voltage, the constant-current over-voltage protection tube, electromagnetic no-load realize locking and isolation realize isolation output isolation. After many operation and test, the practice has proved that the constant-current circuits, low heat stable output. This design, small size, fine-tuning feedback circuit can be set as the common 350mA LED drive or 700mA constant-current output. Life can be widely used in commercial lighting, lighting.Key words：Leds driving power；Fever is low；Constant flow；Isolation；Low cost目录1概述 (1)1.1选题的目的与意义 (1)1.2研究现状 (1)1.3系统性能指标 (1)1.4系统组成及设计思路 (2)1.5总体功能描述 (3)2硬件电路的设计 (4)2.1电路设计 (4)2.2磁路设计 (8)参考文献 (10)致谢 (10)附录 (10)1概述1.1选题的目的与意义：全球能源紧张，提高电器的效率是行之有效的方法。
太阳能大功率LED 路灯的设计
太阳能大功率LED 路灯的设计摘要：为积极响应国家节能减排、大力开发利用新能源的号召，以实际应用为目的，围绕太阳能光伏发电技术和LED照明技术，设计了一套太阳能LED 路灯照明系统。
介绍了太阳能电池功率的选取原则及与蓄电池容量的匹配方法，重点分析研究了基于ATmega128 单片机和XLT* 驱动器的太阳能照明系统中的太阳能控制器和LED 驱动，同时就LED 在芯片的功率选取、组合方式等问题上进行了分析。
所设计的太阳能LED 路灯照明系统照度良好、环保节能，满足太原地区城市道路照明的要求。
近年来随着太阳能光伏发电技术和LED 照明技术的发展，太阳能LED 路灯已进入了城市照明领域。
LED 作为照明光源与传统的照明光源相比具有直流低电压驱动、耗电量少、抗振动、寿命长、纳秒级的响应速度、设计空间大、环保、可连续开关闪断，能轻松实现0～100%调光功能等优点，被认为是新一代的绿色照明设备。
太阳能LED 路灯是以太阳能作为能源。
每个路灯均是独立的，安装方便，无需铺设电缆电线，无需交流电能和电费，采用直流供电，光控定时控制，安全可靠、节能、经济、环保，实用。
1 太阳能电池板与蓄电池的选取1.1 太阳能电池板选取目前单晶硅太阳能电池的光电转换效率约为15%，最高达到24%，是目前所有种类的太阳能电池中光电转换效率最高的，技术也最为成熟。
使用寿命一般可达15 a，最高可达25 a。
多晶硅太阳能电池比单晶硅太阳能电池的光电转换效率要降低不少，其光电转换效率约12%，同时多晶硅太阳能电池的使用寿命也要比单晶硅太阳能电池短。
非晶硅薄膜太阳能电池光电转换效率偏低，目前国际先进水平约为10%，且不够稳定，随着时间的延长，其转换效率衰减，直接影响了其实际应用。
所以目前多采用单晶硅太阳能电池。
根据太阳能辐射原理，太阳能电池方阵面上所获得辐射量的多少与很多因素有关：当地的纬度、海拔、大气的污染程度或透明程度、一年当中四季的变化、一天时间的变化、到达地面的太阳辐射值、散分量的比例、地表面的反射系数、太阳能电池方阵的运行方式或固定方阵的倾角变化以及太阳能电池方阵表面的清洁程度等。
大功率LED照明恒流驱动电源的设计
大功率LED照明恒流驱动电源的设计一、引言随着LED照明技术的不断发展，LED灯具在照明行业中的应用越来越广泛。
而实现高效、稳定的LED照明就需要一个可靠的恒流驱动电源。
本文将介绍一种大功率LED照明恒流驱动电源的设计方案，主要包括功率电源设计、恒流电源设计以及电路保护设计。
二、功率电源设计1.整流滤波电路整流滤波电路主要由整流桥、滤波电容和滤波电感组成。
整流桥将交流输入转换为直流信号，滤波电容和滤波电感用于平滑输出电压，并降低输入电压波动对电路的影响。
2.功率因数修正电路功率因数修正电路用于提高功率电源的功率因数，减少对电网的谐波污染。
常用的功率因数修正电路有L型和C型两种，根据实际需求选择合适的方案。
3.开关变换电路开关变换电路主要由开关管、变压器、矩形波发生器和控制电路组成。
矩形波发生器产生一定频率和占空比的方波信号，控制开关管的导通和断开，从而实现高频开关变换，提高电源的效率。
三、恒流电源设计恒流电源设计是大功率LED照明的核心部分，用于保证LED的工作电流稳定不变。
恒流电源主要由电流反馈控制电路和功率驱动电路组成。
1.电流反馈控制电路电流反馈控制电路通过感测LED的电流来调节开关电流，从而实现恒流输出。
常用的电流反馈方案有电流传感器和电阻两种，根据实际需求选择合适的方案。
2.功率驱动电路功率驱动电路通过驱动开关管的导通和断开来控制开关电流，通常采用脉宽数宽调制（PWM）技术。
需要根据输入电压、输出电流和功率需求来选择合适的开关管和元件。
四、电路保护设计LED照明电源需要考虑电路的安全性和稳定性，必须设计相应的保护电路来应对异常情况。
1.过电流保护过电流保护电路能实时监测输出电流是否超过设定值，当电流超过设定值时，及时切断输出电路，防止LED灯具因过电流而损坏。
2.过温保护过温保护电路能感测电路温度，当温度超过设定值时，及时切断输出电路，防止LED灯具因过热而损坏。
3.过压保护过压保护电路能实时监测输出电压是否超过设定值，当电压超过设定值时，及时切断输出电路，防止LED灯具因过压而损坏。
太阳能驱动LED路灯的设计
31科技资讯 S CI EN CE & T EC HNO LO GY I NF OR MA TI ON 工 程 技 术1 系统概括随着能源与环境危机的日益加重,人们将目光齐聚于太阳能这种取之不尽用之不竭的清洁能源。
正是基于此种潮流,太阳能驱动的L ED 路灯越来越多。
如图1系统输入为太阳能电池板实现光电能量转换,D C-DC 降压模块实现太阳能电池板出来的电压进行稳压操作保证铅蓄电池的正常工作,D C-DC 升压模块是保证在阳光不足时也可以充电。
同时为了更好的保护铅蓄电池,我们外加蓄电池过充和过放保护。
L E D 的驱动采用恒流驱动并进行恒流保护。
(如图1）2 材料选型负载参数:8W的LED灯,驱动电流为1A。
蓄电池参数:设使用24V蓄电池,每天照明时间为晚7:00～早7:00,最坏情况下需要保证48个小时的照明供电。
如果始终以1A 恒流驱动L E D ,需要16A h 的蓄电池。
在最坏情况下(单日有效充电时间6小时),则需要的充电电流是2.6A。
2.1太阳能电池的选型太阳能电池主要分为单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池、非晶硅薄膜太阳能电池三类。
多晶硅太阳能电池光电转换率约12%左右,介于单晶硅太阳能电池与非晶硅薄膜太阳能电池之间,而且其材料制造简便,节约电耗,总的生产成本较低。
使用多晶硅电池其光电转换率为12%,而,得到A c 。
要保证在一个阳光充足的晴天保证16Ah的蓄电池充电,设定有效充电时间为6小时,需要2.6A的充电电流,且太阳能充电电压为30V。
则太阳能电池表面积Ac=(2.6×30)/(12%×1000)=0.65m 2。
2.2蓄电池选型参数设定为额定电压24V,容量16Ah,能承受大于2.6A的充电电流。
在太阳能供电系统中,蓄电池的性能好坏直接影响系统的综合成本及运行好坏和使用寿命,太阳能储能型胶体蓄电池与普通的铅酸电池相比,它在设计上和制造工艺上有很大的优点。
一种恒流型DCDC大功率LED驱动电路的设计
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浙江大学电气工程学院硕士学位论文一种恒流型DC-DC大功率LED驱动电路的设计姓名：裴倩申请学位级别：硕士专业：电力电子与电力传动指导教师：陈辉明;王正仕20100127浙江大学硕士学位论文摘要摘要在能源和环境问题日趋严重的今天，以高效、节能、环保以及长寿命为主要特点的大功率照明白光ＬＥＤ获得了人们的重视。
随着其性能的提高以及生产成本的下降，大功率照明白光ＬＥＤ将逐步取代白炽灯和荧光灯，引起人类照明史上又一次革命。
与此同时，大功率从照明白光ＬＥＤ驱动电路的开发也由于大功率ＬＥＤ的应用的逐渐普及得到了长足的发展。
本论文的题目来源于电源公司的合作项目，论文的目的是设计一种市场需求量大的大功率白光ＬＥＤ恒流驱动变换器，要求其在输入电压和负载ＬＥＤ灯串电压（即个数）在一定范围内变化时，仍具有高恒流精度和控制结构简单、成本低、体积小、效率高等特点。
本论文的研究思路和工作内容如下：首先，论文对大功率照明ＬＥＤ的特性及发展和白光ＬＥＤ驱动电路的分类进行了介绍。
接着分析了ＤＣ－ＤＣ转换电路的原理和控制策略，包括ＤＣ－ＤＣ转换电路的三种拓扑结构的原理分析、两种反馈控制模式和三种控制方式。
然后，分析了本论文提出的大功率ＬＥＤ的Ｂｕｃｋ型、Ｂｏｏｓｔ型、Ｂｕｃｋ－Ｂｏｏｓｔ型变换器恒流输出的控制原理和恒流电路实现算法及结构。
最后，论文完成了各个单元电路的分析和设计，设计制作了一台用于驱动３５０ｍＡ、ｌＷ的白光ＬＥＤ－－ＬｕｘｅｏｎＴＭＳｔａｒ的Ｂｕｃｋ型和Ｆｌｙｂａｃｋ型ＬＥＤ恒流ＤＣ－ＤＣ驱动变换器，并进行了调试实验和分析了各变量对恒流精度的影响，实验结果验证了本文理论研究和电路实现结构设计结果的正确性。
关键词：大功率ＬＥＤ；恒流驱动；开关电源；ＤＣ－ＤＣ转换电路浙江大学硕士学位论文摘要ＡｂｓｔｒａｃｔＮｏｗａｄａｙｓｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｓｏｆｅｎｅｒｇｙｓｏｕｒｃｅｓａｎｄｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｂｅｃｏｍｅｍｏｒｅａｎｄｍｏｒｅｓｅｒｉｏｕｓ，ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｌｉｇｈｔｉｎｇｈａｓｗｏｎｐｅｏｐｌｅ’Ｓａｔｔｅｎｔｉｏｎｆｏｒｉｔｓｕｎｉｑｕｅａｔｔｒｉｂｕｔｅｓｏｆｌｏｗｅｎｅｒｇｙｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ，ｌｏｗｐｏｌｌｕｔｉｏｎ，ｌｏｎｇｌｉｆｅａｎｄｈｉｇｈｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ．ＡｓｔｈｅｑｕａｌｉｔｙｏｆｐｏｗｅｒＬＥＤｉｍｐｒｏｖｅｓａｎｄｔｈｅｃｏｓｔｏｆｐｏｗｅｒＬＥＤｒｅｄｕｃｅ，ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｌｉｇｈｔｉｎｇｗｉｌｌｒｅｐｌａｃｅｉｎｃａｎｄｅｓｃｅｎｔｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆＨｉｇｈＰｏｗｅｒＬＥＤ，ｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｏｆｉｔｓａｎｄｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔｌｉｇｈｔｉｎｇｇｒａｄｕａｌｌｙ．Ｗｉｔｈｔｈｅｃｏｎｓｔａｎｔｃｕｒｒｅｎｔｄｒｉｖｉｎｇｃｉｒｃｕｉｔｈａｓａｌｓｏｂｅｅｎｇｒｅａｔｌｙａｃｃｅｌｅｒａｔｅｄ．Ｔｈｅｓｏｕｒｃｅｓｕｂｊｅｃｔｏｆｔｈｅｄｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎｏｒｉｇｉｎａｔｅｓｆｒｏｍａｃｏｏｐｅｒａｔｉｖｅｐｒｏｊｅｃｔｆｕｎｄｅｄｂｙａｐｏｗｅｒｃｏｍｐａｎｙ．ＴｈｅｄｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎａｉｍｓｔｏｄｅｓｉｇｎａＨｉｇｈＰｏｗｅｒＬＥＤｓｃｏｎｓｔａｎｔｃｕｒｒｅｎｔｄｒｉｖｉｎｇｃｏｎｖｅｒｔｅｒｗｈｉｃｈｉｓｈｉｇｈｌｙｄｅｍａｎｄｅｄｂｙｔｈｅｏｆｍａｒｋｅｔ．ＴｈｅａｉｎｐｕｔｖｏｌｔａｇｅａｎｄｌｏａｄｖｏｌｔａｇｅｏｆＬＥＤｓａｓｔｒｉｎｇｓ（ｉ．ｅ．ｎｕｍｂｅｒｓｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｉｓＬＥＤｓ）ｃｈａｎｇｅｓｗｉｔｈｉｎｃｅｒｔａｉｎｒａｎｇｅ，Ｉｔｉｓｒｅｑｕｉｒｅｄｓｔｉｌｌｈａｖｉｎｇｈｉｇｈ—ｐｒｅｃｉｓｉｏｎｃｏｎｓｔａｎｔｃｕｒｒｅｎｔ．Ａｎｄｔｈｅｃｉｒｃｕｉｔｓｔｒｕｃｔｕｒｅｉｓｓｉｍｐｌｅ，ｔｈｅｃｏｓｔｉｓｌｏｗ，ａｎｄｔｈｅｈｉｇｈ．‘ＴｈｅｒｅｓｅａｒｃｈＣａｎｂｅｓｕｍｍａｒｉｚｅｄａｓｆｏｌｌｏｗｓ：Ｆｉｒｓｔ，ｔｈｅｆｅａｔｕｒｅｓａｎｄｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｈｉｇｈｐｏｗｅｒＬＥＤｌｉｇｈｔｉｎｇａｎｄｔｈｅｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆｗｈｉｔｅＬＥＤｄｒｉｖｅｒｃｉｒｃｕｉｔｓｗｅｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．ＴｈｅｎｔｈｅｔｈｅｓｉｓａｎａｌｙｚｅｄｔｈｅｐｒｉｎｃｉｐｌｅａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｓｔｒａｔｅｇｙｏｆｔｈｅＤＣ－ＤＣｃｏｎｖｅｒｔｅｒｃｉｒｃｕｉｔｓ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｔｈｅｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓａｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｅｔｈｒｅｅｃｉｒｃｕｉｔｔｏｐｏｌｏｇｉｅｓ，ｔｗｏｋｉｎｄｓｏｆｆｅｅｄｂａｃｋｃｏｎｔｒｏｌｍｏｄｅｓｃｏｎｔｒｏｌｐｒｉｎｃｉｐｌｅ，ｃｉｒｃｕｉｔｃｏｎｓｔａｎｔ－ｃｕｒｒｅｎｔｏｕｔｐｕｔｏｆｃｏｎｖｅｒｔｅｒｉｓａｎｄｔｈｒｅｅｋｉｎｄｓｏｆｃｏｎｔｒｏｌｍｏｄｅ．Ｔｈｅｎ，ｔｈｅａｌｇｏｒｉｔｈｍａｎｄｃｉｒｃｕｉｔｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｂｅｅｎｐｒｅｓｅｎｔｅｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｏｆｔｈｅＢｕｃｋ－ｔｙｐｅ，Ｂｏｏｓｔ－ｔｙｐｅ，ａｎｄＢｕｃｋ－Ｂｏｏｓｔｔｙｐｅｈｉｇｈ?ｐｏｗｅｒＬＥＤａｎｄｄｅｓｉｇｎｏｆｖａｒｉｏｕｓｃｅｌｌｃｉｒｃｕｉｔｉｓｆｉｎｉｓｈｅｄ．Ａａｒｅａｎａｌｙｚｅｄ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅａｎａｌｙｓｉｓａＢｕｃｋ?－ｔｙｐｅａｎｄＦｌｙｂａｃｋ?－ｔｙｐｅＬＥＤｓｃｏｎｓｔａｎｔｃｕｒｒｅｎｔＤＣ－－ＤＣｄｒｉｖｉｎｇｃｏｎｖｅｒｔｅｒｓｅｔｕｐｆｏｒｏｆｄｒｉｖｉｎｇｓｅｖｅｒａｌ３５０ｍＡ，１ｖａｒｉａｂｌｅｓｏｎＷＬｕｘｅｏｎＴＭＳｔａｒ．ＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓａｃｃｕｒａｃｙｗｅｒｅｗｅｒｅｃａｒｒｉｅｄＯｕｔａｎｄｔｈｅｉｍｐａｃｔｓａｃｏｎｓｔａｎｔｃｕｒｒｅｎｔａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅｄｅｓｉｇｎ．ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｈａｖｅｇｏｏｄａｇｒｅｅｍｅｎｔｗｉｔｈｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｃｉｒｃｕｉｔｓｔｒｕｃｔｕｒｅ浙江大学硕上学位论文摘要Ｋｅｙｗｏｒｄ：ＨｉｇｈＰｏｗｅｒＬＥＤ；ＤＣ．ＤＣｃｏｎｖｅｒｔｅｒＣｏｎｓｔａｎｔｃｕｒｒｅｎｔｄｒｉｖｅｒ；Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇｍｏｄｅｐｏｗｅｒｓｕｐｐｌｙ；浙江大学研究生学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。
【优秀硕士论文参考】大功率太阳能LED路灯恒压控制器设计
石家庄铁道大学四方学院毕业设计大功率太阳能LED路灯恒压控制器设计The Design of High-power Solar LED Lamps Constant Pressure Controller2011 届电气工程系专业 _学号 _____学生姓名 _______指导老师钟爱琴_________完成日期 2011年5月25日毕业设计成绩单毕业设计任务书毕业设计开题报告摘要随着化石燃料的日益短缺，人们意识到不改变目前能源结构的话能源危机即将到来。
太阳能作为一种新能源得到了人们广泛认可，因为它不仅无污染而且还属于可再生能源。
在这种情况下，大功率太阳能LED路灯恒压控制器自然地出现在人们日常生活中，并且受到人们的认可和好评。
它不仅使能源得到有效的利用，而且有很多优点：比如说，自动性、智能性、便捷性等等。
本课题对大功率太阳能LED路灯控制器进行研究，其中主要由BOOST电路来实现升压，采用了STC12C5204AD作为主控制芯片，研究设计了电压和工作时间可调的路灯恒压控制器。
首先，我们提出了设计方案，并且对电源电路和BOOST电路进行了设计和分析。
其次，对电路中涉及到的关键元件参数进行了计算和校验，设计中使用了积分放大电路，实现了对信号的处理和对UC3843芯片的给定控制，实现了对电路最大电流的限流控制；然后利用C语言编写了相应的控制程序，完成了对电压和路灯工作时间的调整，将软件和硬件电路很好的结合了起来。
最后应用PROTEL工具设计了电路原理图，并根据原理图绘制出了PCB图纸，减少了跳线连接中因连线过多对信号造成的不必要的干扰，提高了电路的效率和性能，并最终根据设计定制的PCB板进行实物焊接。
关键词：太阳能路灯控制器STC单片机BOOST升压电路AbstractWith growing shortages of fossil fuels, people realized that if we don't change the current energy structure energy crisis is coming. Solar energy as the one kind of new energy got widely recognized, because it is not only no pollution but also belong to renewable energy. In this case, high-power solar LED lamps constant pressure controller naturally occur in people's daily life, and receives people's recognition and praise. Not only does it make efficient energy use, and it has a lot of advantages: for example, automaticity, intelligent , convenience and so on.This topic for high-power solar LED lamps controller, the major research by BOOST circuit to realize STC12C5204AD booster, adopted as the principal control chip, study design the voltage and working time adjustable street lamp constant pressure controller.First, we put forward the design schemes, design and analysis the power circuit and BOOST circuit. Secondly, involved in the circuit parameters, the key element is calculated and calibration, design USES the integral amplifying circuit, realize the signal processing and UC3843 chips for a given control of circuit, realizing the maximum current limited flow control; Then use written in C language corresponding control procedures, completion of the voltage and lamp working time adjustment, the software and hardware circuit good a combination. Finally the application of PROTEL tool design the circuit diagram, and according to the principle chart drawing out the PCB drawings, reduce the jumper wire connection to signal for attachment caused by excessive interference, improve the unnecessary efficiency and performance of the circuit, and eventually according to the PCB design custom for real welding.Key words: Solar street lamp controller MCU BOOST目录第1章绪论 01.1选题的背景和意义 01.2国内外研究现状 (1)1.3研究内容和创新点 (2)1.3.1主要研究内容 (2)1.3.2主要创新点 (2)第2章太阳能路灯控制器设计方案确定 (4)2.1研究方案的比较和确定 (4)2.2最终方案介绍 (5)2.3给定系统框图及其简介 (6)第3章硬件电路 (7)3.1电源电路 (7)3.2BOOST升压斩波电路 (8)3.3PID电路 (9)3.3.1PID电路工作原理 (9)3.3.２UC3843芯片 (10)3.4单片机接口电路 (11)3.4.1STC12C5204AD芯片 (12)3.4.2数/模转换电路 (13)3.4.3按键模块 (15)3.4.4显示模块 (15)第4章软件设计 (17)4.1主程序流程框图 (17)4.2各个子程序流程框图及简介 (18)4.2.1定时子程序 (19)4.2.2升压子程序 (20)4.2.3开/关灯子程序 (21)第5章结论和展望 (22)5.1结论 (22)5.2展望 (22)第6章总结 (23)参考文献 (24)致谢 (25)附录 (26)附录A外文资料 (26)附录B电路原理图 (37)附录C元器件清单 (39)附录D程序 (42)第1章绪论1.1选题的背景和意义能源是经济发展、社会进步和人民生活水平提高的物质基础。
太阳能LED路灯驱动电路设计的探究
太阳能LED路灯驱动电路设计的探究摘要：路灯作为城市基础设施的重要组成部分，其使用性能对城市的发展具有直接影响。
在以往所使用的路灯需要大量的电力能源作为支持，一般是由电力系统直接供应电能，但是由于路灯设施的分布较为分散，且需要跨越较长的距离，这对输电线路的建设提出了较高的要求，在输电的过程中会造成大量的电能损失，带来一定的资源浪费。
而太阳能LED路灯的应用可以有效改善上述问题，文中在对太阳能LED路灯的结构进行分析之后，又探讨了驱动电路的设计内容。
关键词：LED路灯；太阳能；驱动电路设计路灯设施是人们日常生活中不可缺少的基础设施，路灯设施的建设水平直接关系到城市居民的生活质量，是城市建设中的基础内容。
以往采用的路灯设施是以灯泡发光的方式进行道路照明，在应用的过程中不仅会消耗大量的电力能源，输电线路输送电能的过程中还会浪费部分电力能源，与节能环保的政策不符。
在此基础上，应用太阳能路灯取代传统路灯已经成为必然的发展趋势。
同时，由于太阳能路灯的节能环保优势也使得其应用范围越来越广。
一、太阳能LED路灯的结构阐述太阳能LED路灯的应用转变了原有的能源供应渠道，利用太阳能来替换低压供电，不仅起到了节能的效果，也可以缓解供电系统的输电压力。
太阳能LED路灯的主要运行原理为，利用太阳能电池板对太阳能进行转换，并将相应的电能输送到蓄电池中，晚上便可以利用蓄电池的电能为LED路灯提供照明能源。
太阳能LED路灯的主要结构包括：太阳能电池板、太阳能控制器、蓄电池、LED路灯和LED驱动电源，结构示意图如图1所示。
同时，图1中所表示的也是LED路灯的工作流程，太阳能电池板在接收太阳能并且转换成电能之后，会在控制器的作用下，对蓄电池进行充电处理。
在夜间需要照明的期间，控制器又会利用LED驱动电路，使LED路灯能够正常工作。
图1 太阳能LED路灯系统框图二、太阳能LED路灯的驱动电路设计1、LED路灯的驱动方式选择在对运行中的LED路灯进行研究之后，可以发现，LED路灯的光亮度是由正向的电流量来决定的，为此，在进行LED路灯设计时，可以利用这一运行原理，根据LED路灯设置区域的光亮度要求，就其光亮度进行合理控制，在保证满足人们使用需求的基础上，尽可能减少能源消耗，达到节能环保的效果。
大功率太阳能LED路灯恒流驱动电源设计
大功率太阳能LED路灯恒流驱动电源设计杨秀增;杨仁桓【摘要】针对大功率恒流电源驱动技术在太阳能LED照明路灯中的应用,介绍了大功率LED恒流驱动电源设计方法.并给出Boost开关电源工作原理及其驱动电源元件参数的计算方法.对设计的电源进行效率测试,当升压比为1.4时,转换效率为92％.测试结果表明,该LED路灯恒流驱动电源具有较高的转换效率,有一定的实用价值.%Aiming at the application of the high-power constant current driving technology in solar LED street light,a design method of the high-power LED constant driving power supply is introduced.The working principle of Boost switching power supply and element parameter calculation method of its driving power supply are given.The efficiency of the designed power supply was tested.Its conversion efficiency is 92％while the step-up ratio is 1.4.The test results show that the constant current driving power supply of the LED street lamp has high conversion efficiency and a certain practical value.【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2017(040)006【总页数】3页(P168-170)【关键词】太阳能路灯;LED;恒流驱动电源;开关电源;XL6006【作者】杨秀增;杨仁桓【作者单位】广西民族师范学院物理与电子工程系,广西崇左532200;暨南大学信息科学技术学院,广东广州510632【正文语种】中文【中图分类】TN86-34;TK513太阳能是人们公认的清洁能量[1]。
LED路灯恒流驱动方案及电路设计
制 。如果将 Ｌ Ｅ Ｄ直接连接 到离线交 流 电压 ， 它会 发 出很 亮 的 光然 后 很 快 失 效 。Ｌ Ｅ Ｄ驱 动 电路 是 用
来将 离 线 电 压转 换 为 受 控 直 流 电 流 的 功 率 调 节 电 路 。在 路 灯 驱 动 电路 中 ， 长 期 的 可 靠 性 和 产 品使 用 寿命 是 路 灯 的 主要 考 虑 因 素 。Ｌ Ｅ Ｄ 已成 为 持 续 时 间最 长 的商 业 光 源 ， 但 如果 Ｌ Ｅ Ｄ灯 可 以持 续 使 用 数万 小 时 ， 则 与 之 匹 配 的驱 动 电路 也 必 须 能 够 坚 持使 用 相 同长 的 时 间 。这 意 味 着 要 更 加 留 心 电 力 驱 动 电路 的 各 个 方 面 ， 包 括 从 系 统 架 构 到 每 个 电路元 件 的选 择 。
分 重要 的意 义 。
２ 两种典型 的 Ｌ Ｅ Ｄ驱动电路
２ ． １ 直 流低 压驱 动 电路
Ｌ Ｅ Ｄ是 电流驱 动器件 ， 以３ ５ ０ ｍ Ａ驱 动 １ Ｗ 白光
Ｌ Ｅ Ｄ是 动 态 电阻 非 常 小 的 Ｐ Ｎ 结 二 极 管 。给 二极 管施 加超 过 三倍 的 电压 会 导 致 电 流 量 不 受 控
Ｌ Ｅ Ｄ上的功率变化将达到 来自 ０ ％。当 Ｒ分压较大时，
在 电源 电压 在 ±１ ０ ％ 的范 围 内变 动 时 ， 虽说 能使 输
Ｌ Ｅ Ｄ的单 向导 电特性使 人一般认 为应该用直 流 驱动 ， 但是 对直 流 恒 压 和 限流 的装 置 在保 证 比较
好 的 限流特性 时 ， 自身 功耗 是很 大 的 ， 所 以使 系统 的
图 ２是 在 图 １的基 础上加 了一个 集成 稳压 元件
ＭＣ ７ ８ ０ ９ ， 使输 出端 的 电压基 本 稳定 在 ９ Ｖ， 限流 电 阻 Ｒ可用得 很 小 也 不 会 因 为 电 源 电 压 的不 稳 定 造 成
大功率LED照明恒流驱动方案介绍（精）（精选5篇）
大功率LED照明恒流驱动方案介绍（精）（精选5篇）第一篇：大功率LED照明恒流驱动方案介绍(精)大功率LED 照明用恒流驱动方案介绍序言LED 即发光二极管，是一种半导体固体发光器件。
它是利用固体半导体芯片作为发光材料，在半导体中通过载流子发生复合放出过剩的能量而引起光子发射，直接发出红、黄、蓝、绿、青、橙、紫、白色的光。
LED 一般被称为第四代照明光源或绿色光源，具有高节能、利环保、寿命长、体积小、高亮度等特点，可以广泛应用于各种指示、显示、装饰、背光源、普通照明和城市夜景等领域；LED 灯作为一种新的照明用光源，正在逐渐得到大规模和大范围内的应用；LED 照明灯自身在节能，长寿，高能效，亮度方便可调节等方面的优异特性也符合现在倡导的低碳，环保的大趋势；目前，LED 照明在LED 背光，LED 广告灯，LED 幕墙，大功率LED 路灯，LED 节能灯及日光灯，LED 显示等领域得到广泛深入的应用；预计在未来几年内，LED 灯将可能逐渐进入家庭照明，室内外照明等领域，成为一种重要的照明光源。
决定LED 灯的性能和寿命的核心部分是LED 恒流驱动电路，LED 灯的寿命（光亮度衰减）与驱动电流的稳定性和电流纹波或杂讯息息相关，LED 灯的可靠性主要取决于驱动芯片的可靠性和各种安全保护措施；芯龙半导体作为专业的电源管理芯片设计者，提供一系列高压，大电流，高效率，高可靠性，高性价比的LED 恒流驱动芯片；在大电流LED 单片全集成恒流驱动芯片领域，芯龙处于全球范围内的业界领先地位。
芯龙半导体的一系列LED 驱动芯片支持市电，直流稳压电源，太阳能电池，电子变压器，交流变压器，蓄电池，车载电源等多种供电方式；输出恒流驱动LED 的功率从10W~100W全系列；LED 模组可以串联，并联，串并联结合等多种连接方式；电路拓朴支持降压，升压，升降压等多种结构。
上海芯龙半导体致力于开发耐高压、高效率、大电流、高可靠性、高性价比的单片开关模拟电源管理类集成电路，开发出一大批耐高压、高效率、大电流、高可靠性、高性价比的产品，逐步推向市场，可以应用于绝大部分供电的领域和应用。
大功率LED恒流驱动电路的设计
大功率LED恒流驱动电路的设计
虽然大功率LED现在还不能大规模取代传统的照明灯具，但它们在室内外装饰、特种照明方面有着越来越广泛的应用，因此掌握大功率LED恒流驱动器的设计技术，对于开拓大功率LED的新应用至关重要。
LED按照功率和发光亮度可以划分为大功率LED、高亮度LED及普通LED。
一般来说，大功率LED的功率至少在1W以上，目前比较常见的有1W、3W、5W、8W 和10W。
已大批量应用的有1W和3W LED，而5W、8W和10W LED的应用相对较少。
预计大功率LED灯会在2010年上海世博会上大量应用，因此电子和照明行业都非常关注LED照明新技术的发展应用。
恒流驱动和提高LED的光学效率是LED 应用设计的两个关键问题，本文首先介绍大功率LED的应用及其恒流驱动方案的选择指南，然后以美国国家半导体(NS)的产品为例，重点讨论如何巧妙应用LED恒流驱动电路的采样电阻提高大功率LED的效率，并给出大功率LED驱动器设计与散热设计的注意事项。
驱动芯片的选择
LED驱动只占LED照明系统成本的很小部分，但它关系到整个系统。
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一种大功率太阳能LED路灯恒流驱动电路的设计
发表时间：2019-08-27T16:10:22.717Z 来源：《建筑细部》2018年第29期作者：王飞[导读] 大功率LED恒流驱动技术被广泛应用在太阳能LED路灯系统中。
王飞
南京普天大唐信息电子有限公司江苏南京 210000 摘要：大功率LED恒流驱动技术被广泛应用在太阳能LED路灯系统中。
本文讨论了如何实现MPS公司MP4012系列芯片满足太阳能LED路灯照明系统中的应用。
不仅实现了基本的升压恒流功能，还具有短路、开路等多重保护功能，保证LED光源稳定输出外，使系统得到更全面的保护，有效降低了太阳能路灯系统的使用和维护成本。
关键词：太阳能路灯；DC-DC恒流驱动；LED照明 1 引言
随着人类社会的快速发展，能源短缺问题变得日益突出。
而太阳能作为取之不尽、用之不竭的绿色能源被广泛推广和应用。
对比白炽灯、荧光灯等传统光源时，大功率LED光源具有寿命长、节能、发光效率高、响应快、环保等显著优点[1]。
结合了太阳能光伏发电技术与大功率LED照明技术[2]的太阳能路灯系统因其无需铺设市电线路、节能环保、全自动运行等优点在户外道路照明领域得到了广泛应用。
LED光源属于非线性负载，驱动电源设计是否合理对LED光源的性能、寿命起着决定性的作用，设计不合理会引发光衰进一步增大、驱动电源自身故障率高等问题[3]。
目前在太阳能LED路灯应用领域中已广泛采用了恒流驱动方式，但是该领域用的恒流驱动电源普遍存在电路复杂、恒流质量不高、保护功能不全面可靠等问题。
本文以MPS公司的MP4012系列芯片为核心搭建的DC-DC升压恒流驱动电路，能够实现高质量高效率的调光功能，由于驱动芯片内部集成了多种保护及驱动电路，无需额外增加外部保护功能电路的情况下，可以实现输出短路保护、输出开路保护及自动恢复、输出过压保护、输入低压锁定输出等功能。
本方案驱动电源电路拥有转换效率高且外围器件少的优点，具有一定的实用参考价值。
2 恒流驱动电源设计
图1为一种太阳能路灯使用的大功率LED恒流驱动电路图。
本方案主要由MP4012芯片、微控制器接口和一些外围元器件构成。
恒流源输入端Vin接电池，输出端LED+和LED-之间接大功率LED光源，本系统可以满足12V或24V系统电池电压输入，15~60V宽范围电压输出的太阳能LED路灯系统的应用。
同时可以通过微控制器的接口Analog_Dim控制芯片的ISET引脚实现模拟调光功能，用户可自行设定LED灯的工作电流，具有很强的灵活性，拥有输出短路保护，输出过压保护等功能。
图1 大功率LED恒流驱动电路图 3 电路工作原理 3.1 Boost升压电路原理分析
如下图2是Boost升压电路的基本拓扑结构，主要由电感L1、开关管M1以及二极管D1组成。
Boost升压电路的工作原理可以分为电感储能过程和电感释放能量过程。
当开关管导通时，电感充电储能，在此过程中，二极管反向截止，由电容Cout给负载提供能量，维持负载工作；当开关管断开时，由于电感电流不能突变，此时电感和输入电压叠加共同给负载提供能量，并且给电容Cout充电。
由此可知，对开关管的控制技术是该电路的核心。
图2 Boost升压电路的拓扑结构 3.2 大功率LED路灯恒流电路分析
经过上述分析，我们对Boost升压电路有了基本的概念，下面我们将介绍在大功率太阳能LED路灯上实用的恒流源电路，但本文不涉及电感、开关管、二极管等功率器件的电路参数选型。
典型的太阳能路灯应用领域中，电池输入一般为12V系统，负载一般为标称1W每颗的大功率LED灯珠进行串、并联而成的灯具，通常为5-15串的LED灯（即15-45V额定工作电压），功率40W以下。
为满足低压输入高压恒流输出的需求，本设计以MP4012芯片为核心组成了Boost升压恒流电路。
图1的Boost升压恒流电路的主拓扑电路结合图2可知由功率电感L1、二极管D1、升压MOS管M1、输出电容Cout等元器件构成，MOS管M1、M2的驱动控制部分电路则由MP4012芯片内部集成。
RT电阻确定了Boost升压MOS管M1的开关频率，取值为两种，一种为96K欧姆时，频率为580KHz左右；一种为500K欧姆时，频率为115KHz左右，过高的开关频率对PCB的设计要求较高同时也会增大开关损耗进而减小开关电源的转换效率，本方案选了115KHz频率作为驱动MOS 管的开关频率。
LED驱动电流的大小由MP4012芯片的Iset引脚电压和电流采样电阻Rfb确定，其电流大小公式为I=VIset/Rfb，通过改变Iset引脚的电压便可改变输出电流大小从而实现模拟调光功能。
由图1可知MP4012的Iset引脚Analog_Dim与微控制器接口相连，下面介绍两种常用方式进行Iset引脚电压的设定，第一种方式如果微控制器内部带有DAC模块且方便使用的话，可以将DAC模块的输出通道直接连接至Iset引脚，通过DAC模块产生的直流电压直接控制Iset引脚电压；第二种方式是将微控制器管脚产生的PWM波形进行RC滤波处理后连接至Iset引脚，来实现一个可调的直流电压输出。
具体的选择哪种方式去设定LED的驱动电流需要根据主控芯片的引脚资源决定。
输出过压保护值由Rovp1和Rovp2的分压比进行调整，Vovp=4.95*（Rovp1+Rovp2）/Rovp2。
输出过压及开路保护都是通过MP4012芯片监测OVP引脚电压是否超过4.95V来进行保护动作的，当高于4.95V时，芯片会通过FAULT 输出低而关闭MOS管M2并且会除能MP4012，
当低于4.95V时，芯片会自动恢复正常工作。
这种模式会一直重复进行，直至输出过压或开路状态解除。
当从开路保护自恢复的时候，可能会存在因高压而产生的尖峰电流触发短路保护的动作。
因此在实际使用的情况下，为了避免MOS管因过压保护及过压保护恢复两种状态频繁切换而导致的过电压损坏，建议增加输出电压的AD采样，这样主控芯片通过ADC_OVP也采样输出电压，当输出电压超过所设定的阈值时，恒流源电路停止工作。
通过电阻Rfb采样到LED高压侧的输出回路电流为稳定电流的2倍以上且满足一定延时时间将触发输出短路保护功能。
通过RCL1和RCL2可以设定流经MOS管M1回路上的电流限定值，CL引脚的电压值可以根据以下公式进行设定，VCL >1.2*IPK*Rcs+4.5*Rsc/RSL，IPK为电感的峰值电流，VCL 的电压值不超过450mV。
当M1导通时，电感储能，此时通过Rcs电阻采样恒流源输入端的电流反馈至MP4012芯片的CS引脚，避免此电感储能过程中回路电流过大导致电感特性发生改变最终导致MOS管M1损坏。
4 结语
大功率LED恒流驱动电源是太阳能路灯照明系统的核心部件，其质量好坏直接影响了整个系统的稳定性。
本文介绍了利用MP4012芯片为核心实现的一种应用在太阳能LED路灯领域的DC-DC升压恒流驱动电源电路。
该芯片内部集成了驱动电路及保护电路，外围电路简单且工作参数可调。
该驱动电源可实现模拟调光功能，同时具有输出短路、输出过压等全面实用的保护功能。
参考文献：
[1]刘琦，秦会斌*，张振银.可单组调光的1W LED阵列驱动设计[J].机电工程，2011.
[2]曹卫锋，段现星，胡智宏.大功率太阳能 LED 路灯控制系统设计[J].电源技术，2013.
[3]王世福，魏波，梁伟. LED照明的负载特性[J].中国照明电器，2013.
作者简介：王飞（1992-）：男，江苏省人，工程师，研究方向为太阳能发电、电源管理及嵌入式控制方面。