基于DSC太陽能LED照明控制驅動系統(tǒng)的設計

　　前言

　　太陽能電池和LED照明是新能源和節(jié)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(jié)能和長效等特征，太陽能LED照明系統(tǒng)的應用，將實現(xiàn)很高的能源利用效率、工作可靠性和實用價值?，F(xiàn)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(tǒng)的組成

　　高效節(jié)能的太陽能LED照明數(shù)字控制驅動系統(tǒng)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(tǒng)組成如圖1所示。

　　太陽能LED照明系統(tǒng)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(tǒng)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(tǒng)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(tǒng)安全、穩(wěn)定、高效并可靠地工作，為工作和生活提供潔凈環(huán)保的綠色照明。

　　太陽能LED照明控制驅動系統(tǒng)

　　控制驅動系統(tǒng)

　　本文根據(jù)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(tǒng)控制驅動技術方案，控制方案能實現(xiàn)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(tǒng)的硬件框圖如圖2所示，控制驅動系統(tǒng)以數(shù)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(shù)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(shù)或整數(shù)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(shù)字控制系統(tǒng)，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(tǒng)，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(shù)字信號控制器為核心的全數(shù)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