基于雙向變換技術的光伏LED照明系統設計

對典型測試時刻，系統采用的充電方式分別為：9：00～15：00時刻，充電方式均為MPPT；16：00時刻，充電方式為CV；17：00時刻，充電方式為VF，蓄電池初始荷電狀態SOC為70％。MPPT算法和CV算法數據對比如表1所示。由于U基本相同，所以表中僅列出兩種算法充電電流，且列出的整點時刻數據實為一段時間內的平均值。數據顯示，采用MPPT算法充電較采用CV算法太陽能電池的利用率平均提高了15．85％。

光伏LED恒流驅動電路設計目標是當U或環境溫度變化時流過LED支路的電流恒定。由圖4可見，當U下降時，流過LED的支路電流近似為一條直線，幾乎沒有紋波存在。進一步測試表明，當U升高或環境溫度改變時輸出電流均無明顯變化，表明所設計驅動電路恒流效果好。

6 結論
針對傳統設計中將蓄電池充電電路和LED驅動電路分開設置所帶來的問題，設計了一種基于Zeta／Sepic雙向變換器的獨立光伏LED照明系統。提出一種充電控制算法，既能實現太陽能電池的MPPT，又能滿足蓄電池電壓限制條件和浮充特性。設計了一種LED恒流驅動電路，采用Sepic變換器為主電路，以高亮LED驅動芯片HV9930為控制芯片，用以保證LED照明設備可靠穩定工作。根據計算參數，構建實驗系統。測試表明，充電控制器可以根據蓄電池狀態準確地在MPPT、恒壓、浮充算法之間切換，MPPT充電比恒壓充電的充電效率提高約16％。LED驅動電路能夠克服蓄電池電壓和環境溫度的變化，保持輸出電流恒定。總之，所設計的光伏LED照明系統控制器實現了太陽能的有效利用，延長了蓄電池的使用壽命，保證了LED可靠穩定工作。