基于AVR单片机的光伏LED智能控制器的研究与实现

• 作 者: 彭文斌
• 发表日期: 2012年期
• 关键词: 光伏照明系统 智能控制器 最大功率点跟踪 白光LED 蓄电池 恒流驱动

节能环保已成为当今世界的一大主题。特别是随着科学技术的高速发展,太阳能这种用之不竭的可再生能源的利用也日渐成熟,再加上新型照明器件LED灯的出现,其节能、环保、高效、寿命长等优点的突出,使太阳能光伏照明系统更具有了生命力。本文围绕光伏LED智能控制器为中心对光伏LED照明系统开展了相应的研究。首先阐述并分析了国内、外近几年光伏发电以及LED的应用发展情况,引入了光伏LED智能控制器并对其进行了相应的介绍。其次分析介绍了光伏LED照明系统的基本组成结构,详述了太阳能电池的原理并通过Matlab/Simulink仿真得到太阳能电池的特性曲线。在此基础上,比较了几种常用的如电导增量法、扰动观测法、恒压法等方法实现MPPT的优缺点,得到本文改进型的最大功率点跟踪方法,该方法能够快速实现MPPT,而且可以防止“误判”现象的发生。为了节约电能、保护蓄电池,本文比较了恒流充电、PWM充电、恒压固阻充电和阶段充电方法的优、缺点,提出了本文的充电控制策略即最大功率点变阻二阶段充电方法。该充电方法能够在保护蓄电池的基础上较快速充电,并节约了电能。设计实现了基于AVR系列ATmega16单片机的太阳能LED照明智能控制器,该智能控制器具有可靠性高,稳定性好,智能化突出等特点,能够在不同环境中使用,而且还有蓄电池过放、过充电保护功能。介绍并详细分析了相关软件流程图和硬件电路的工作原理。通过实际测试,说明本文设计的智能控制器具有可行性。