淺談太陽能照明的原理、組成及控制系統

　　PWM信號可由微控制器產生，也可由其它脈沖信號產生，PWM信號可使通過LED燈的電流從0變到額定電流，即可使LED燈從暗變為正常亮度。PWM占空比越小（高電平時間長），亮度越高。利用PWM控制LED的亮度，非常方便和靈活，是最常用的調光方法，PWM的頻率可從幾十Hz到幾千Hz。

　　PWM調光是通過控制MOSFET晶體管實現的。

　　由于本系統路燈單元采用的電壓是由幾個蓄電池串聯產生的，所以選用MOSFET晶體管時，首先要考慮MOSFET的耐壓，本系統要求MOSFET的耐壓要高于40V；其次，根據驅動LED燈電流的大小，選擇MOSFET的IDS的最大電流。在直流供電情況下，首先考慮的是IDS最大電流值和RDS值。一般情況下，應選用MOSFET的IDS最大電流是LED燈驅動電流的5倍以上；另外還要選擇MOSFET的內阻要小；LED驅動電流越大，RDS應越小，RDS越小，變換效率越高。

　　城市太陽能路燈是和人民生活密切相關的公共設施，它在一定程度上反映了城市的繁榮程度及發展水平。在過去很長一段時間內，路燈的更新多是局限于其照明部分，隨著城市及電子技術的發展，城市路燈系統經歷了手工控制、自動定時/光電控制、計算機程序控制的發展過程。用計算機來實現城市太陽能路燈系統的自動控制，對于提高城市的現代化管理水平，節省人力、物力，都具有良好的經濟和社會效益。通過有效的調節燈光開關時間，能夠極大地提高了路燈系統的工作質量和工作效率，為城市照明系統的運行、維護、擴展、提供全面的解決方案和強有力的技術支持，提高了城市照明運行管理水平。

　　（1）微機主控線路。

　　微機主控線路是整個系統的控制核心，控制整個太陽能路燈系統的正常運行。微機主控線路具有測量功能，通過對太陽能電池板電壓、蓄電池電壓等參數的檢測判斷，控制相應線路的開通或關斷，實現各種控制和保護功能。

　　（2）充電驅動線路

　　充電驅動線路由MOSFET驅動模塊及MOSFET組成。MOSFET驅動模塊采用高速光耦隔離，發射極輸出，有短路保護和快速關斷功能。選用的MOSFET為隔離式、節能型單片機開關電源專用IC，驅動LED的全電壓輸入范圍為150～200V，輸出電流為8～9A。輸入電壓范圍寬，具有良好的電壓調整率和負載調整率，抗干擾能力強，低功耗。

　　本系統通過充電驅動線路完成太陽能電池組向蓄電池的充電，電路中還提供了相應的保護措施。

　　（3）LED驅動線路

　　由IGBT驅動模塊及MOSFET組成，實現對路燈亮度的調節及路燈的開關。

　　（4）太陽能電池組

　　太陽能電池組由太陽能電池單體（工作電壓約為0.5V，工作電流約為20～25mA/cm2，面積為10cm×10cm）以串、并方式連接成組件，一個標準組件包括36片單體，使一個太陽能電池組件大約能產生17V的電壓，成為一個額定電壓為12V的蓄電池池組。當應用系統需要更高的電壓和電流組件時，可把多個組件組成太陽能電池方陣，以獲得所需要的電壓和電流。

　　（5）蓄電池組

　　由于從光伏陣列得到的能量不總是與電子負載的需求相符，當光伏陣列本身不能提供足夠的功率時，蓄電池仍能使負載工作。如果電子負載需要在夜間或在多云或陰天時工作，就需要能量的存儲。蓄電池存儲能量的大小設計為自主運行期間滿足平均每日電子負載的需求。一般來說，應能儲備5～7天的夜間照明用電量。在獨立光伏系統中，由光伏陣列產生的電能不總是在電能產生的同時加以使用，所以在多數獨立光伏系統中需要蓄電池。

　　（6）通信裝置