中国照明电器14CHINALIGHT＆UGHTING2008年第lO期一种小型太阳能LED家庭照明系统李瑞锋李建朝(河南科技大学机电学院，河南洛阳471003)摘要本文从光源选择、控制电路、太阳能电池组件倾角确定、太阳能电池组件和蓄电池容量确定等几个方面对太阳能家庭照明系统进行了设计，做到既能保证系统的稳定可靠运行，又能尽量减少系统规模和降低成本。实验结果表明采用LED光源、恒流驱动、直接耦合方式的充放电控制器是太阳能家庭照明系统很好的选择。关键词LED家庭照明太阳能电池TheDesignofaSolarLEDHomeLightingSystemLiRuifengLiJianchao(SchoolofMechat~0nicsEngineering，HenanUniversityofScienceandTechnology，HenanLuoyang471003)Abstract：Thesystemsweredesignedfromfouraspects：lightsource，chargingcontrollercircuit，tiltangleofphotovohaicmodule，sizingofphotovohaicmoduleandstoragebattery．Thismethodcannotonlyassurethesystem’Sstabilizationandtrustiness，butalsodecreasesystem’Ssizeandcost．Asaresult，theLEDlightsource，constantdrivecurrentanddirect—couplingchargingcontrollerareverygoodchoicesforsolarhomelightingsystems．Keywords：LED；homelighting；solarbattery励可再生能源开发利用的政策法规也相继出台和颁引言布，为太阳能等可再生能源的发展提供了良好的发展从20世纪70年代石油危机开始，发达国家就广机遇⋯。泛开展可再生能源技术的研究。太阳能是其中发展随着我国城市化进程的不断加快，城市居民用房较快的一种可再生能源。在国际市场上，2004年太中的“小高层”逐渐成为城市发展的方向和人们住房阳能电池的价格大约为3美元／WP，发电成本为25美的首选。“小高层”充足的日照条件在给人们生活提分／kW·h⋯，与经济盈利极限值10美分／kW·h⋯已经供便利的同时，也为家用小型太阳能照明系统提供了比较接近。转换效率更高，成本更低的太阳能电池正发展机遇。家用小型太阳能照明系统一次性投资后在实验室研制阶段，砷化镓太阳能电池在实验室中的无需日后电费开支，可以作为家庭照明的辅助光源。转换效率已经达到35％～36％⋯。太阳能电池大规这一方面可给家庭节约开支，同时也可为环境保护做模商业应用的时代即将到来。出一定的贡献。2005年，我国通过了《可再生能源法》，从法律上太阳能家庭照明系统通常由光源、控制器、太阳确定了太阳能等可再生能源开发利用的地位，支持鼓能电池组件、蓄电池等几部分组成。本文围绕：①光李瑞锋等：一种小型太阳能LED家庭照明系统15源选择；②控制电路；③太阳能电池板倾角选择；④太阳电池组件和蓄电池容量确定等几个方面展开论述。1光源选择目前太阳电池组件的成本还比较高，同时家庭可以安装的太阳能电池板的面积也很有限，为了使系统可靠，必须使用高效光源。近年来LED技术已经有了关键性的突破，其性半均正向电流』(mA)能价格比也有较大的提高，如表1所示。与传统光源图2LED的电流和相对光通量关系图(1rJ=25℃)相比，LED光源具有光效高(接近白炽灯的两倍)、寿命长(可达到10h)、采用直流供电等特点。为了减多。因此选择恒流驱动方式。能提供大功率LED恒小不必要的能量损失，降低成本，舍弃常见的升压逆流驱动的芯片很多，台湾MACROBLOCK公司生产的变部分，使LED直接与太阳能电池的蓄电池相连。LED驱动芯片MBI1802驱动能力强、效率高，并提供表1常用光源技术性能过热保护功能。因此，选择此芯片作为本方案中LED的驱动芯片，驱动电路原理图如图3所示。VCr1．1驱动方案设计LED是一种半导体产品，需用低压直流来驱动。驱动一般采用两种方式：恒压驱动方式或恒流驱动方式。恒压驱动方式相对简单，以前LED光源多采用恒压方式。图1是LED的电压和电流关系图，电压和电流近似成指数关系。图3驱动电路原理图1．2散热设计LED发光芯片受温度影响大，图4显示了LED发光芯片