基于DSC太陽能LED照明控制驅動系統的設計

　　前言

　　太陽能電池和LED照明是新能源和節能高效技術的典型應用，太陽能LED照明是利用太陽能電池將大自然中的太陽能轉換為電能，提供給LED光源。由于LED光源的低電壓、節能和長效等特征，太陽能LED照明系統的應用，將實現很高的能源利用效率、工作可靠性和實用價值。現在常見的應用有太陽能LED草坪燈、太陽能LED路燈和太陽能LED照明燈等。

　　太陽能LED照明系統的組成

　　高效節能的太陽能LED照明數字控制驅動系統包括太陽能電池組、DC/DC轉換器及MPPT(最大功率點追蹤)充電控制、儲存電能的蓄電池組和LED照明PWM控制驅動及LED光源等部分，系統組成如圖1所示。

　　太陽能LED照明系統的工作原理是：在有太陽光的時間段，太陽能電池組將采集到的太陽能轉化為電能，在控制系統的控制下，采用太陽能光伏電池MPPT方式，將電能儲存到蓄電池組中，在LED照明系統需要電能供電時，采用PWM控制驅動方式，向LED照明光源提供安全高效的電壓電流，使LED照明系統安全、穩定、高效并可靠地工作，為工作和生活提供潔凈環保的綠色照明。

　　太陽能LED照明控制驅動系統

　　控制驅動系統

　　本文根據太陽能光伏電池電能輸出和儲存的特點以及LED照明控制驅動的新技術進展，設計了一種新型太陽能LED照明系統控制驅動技術方案，控制方案能實現對太陽能電池和蓄電池的MPPT充放電管理、LED照明控制驅動管理。系統的硬件框圖如圖2所示，控制驅動系統以數字信號控制器dsPIC33FJ16GS502為核心控制芯片，這是美國微芯科技公司的新一代16位數字信號控制器(DSC)，DSC與單片機的不同之處，在于增加了DSP資源，以單片機(MCU)為中心并融合了DSP，具有MCU和DSP兩類指令。DSP引擎包含有一個高速17位×17位乘法器，能進行16位有符號乘法和除法運算，可進行小數或整數DSP乘法，一個40位ALU、兩個40位飽和累加器和一個40位雙向桶形移位寄存器。

　　dsPIC33F系列DSC全面支持數字控制系統，豐富的PWM控制和ADC轉換功能特別適合DC/DC轉換、電源管理和LED照明控制系統，可滿足本設計對太陽能電池組、蓄電池組MPPT、充放電控制、DC/DC轉換控制和LED照明驅動的控制管理。

　　太陽能光伏控制器及MPPT

　　太陽能光伏電池控制充電電路采用數字信號控制器為核心的全數字式DC/DC轉換和MPPT電路，如圖3所示。轉換器采用升壓降壓雙模式拓撲電路結構，這樣的電路結構可以在從Vin>Vout到Vin