摘要：在傳統(tǒng)的太陽能路燈系統(tǒng)中，通常經(jīng)過防電流倒灌二極管將太陽能板與蓄電池直接相連，這將導(dǎo)致太陽能板的利用效率低，同時(shí)容易使蓄電池長期處于欠充滿狀態(tài)，造成其使用壽命的縮減。本文在研究太陽電池電路模型的基礎(chǔ)上，提出了一種數(shù)?；旌系淖畲蠊β庶c(diǎn)追蹤（Maxim Power Point Tracking，簡稱MPPT）策略，它可最大程度地利用太陽能，同時(shí)對(duì)固態(tài)光源LED 的驅(qū)動(dòng)電路做了研究，最后用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該方案的高效性和實(shí)用性。
1 引言
隨著固態(tài)光源的發(fā)展，LED 的應(yīng)用已不再僅僅局限于指示燈領(lǐng)域，它憑借壽命長，光效高等優(yōu)點(diǎn)在現(xiàn)代照明體系中日益凸現(xiàn)優(yōu)越性。伴隨著光伏技術(shù)的發(fā)展，大功率高亮度LED 更以其高效、節(jié)能而進(jìn)一步引起了社會(huì)各界對(duì)該光源的廣泛關(guān)注。但目前，LED 太陽能路燈還存在因燈驅(qū)動(dòng)電路導(dǎo)致LED 光衰現(xiàn)象及太陽能利用率不高等不足。業(yè)界普遍認(rèn)為LED的恒流驅(qū)動(dòng)對(duì)抑制光衰效果顯著。
傳統(tǒng)的太陽能路燈充電系統(tǒng)中，通常經(jīng)過防電流倒灌二極管將太陽能板與蓄電池直接相連，這將導(dǎo)致太陽能板的工作點(diǎn)偏移最大功率點(diǎn)（MaximPower Point，簡稱MPP），而未有效利用太陽能板的可輸出功率；同時(shí)容易使蓄電池因供能不足而長期處于欠充滿狀態(tài)，造成壽命縮減。本文在研究太陽電池電路模型的基礎(chǔ)上，分析了恒壓追蹤［1］、擾動(dòng)觀察［2，3］等最大功率追蹤（MPP Tracking，即MPPT）法，提出了一種數(shù)模混合的MPPT 策略，它可使太陽電池的輸出穩(wěn)定在MPP 附近，從而有效利用了太陽能板可輸出的最大功率。
2 太陽電池的電路模型
圖1 示出太陽電池的電路模型。通常，材料內(nèi)部的等效并聯(lián)電阻Rsh 值大，而材料內(nèi)部的等效串聯(lián)電阻Rs 值很小。
圖1 太陽電池的電路模型
圖中Is---由光生伏特效應(yīng)產(chǎn)生的電流
輸出負(fù)載RL 上的電壓電流關(guān)系為：
式中q，k---電子電荷量及波耳茲曼常數(shù)
A---太陽能板的理想因素，A=1~5
T---太陽能板的溫度
Ios---太陽能板的逆向飽和電流，與T有關(guān)
由上述關(guān)于太陽能板電路模型的分析可見，太陽電池的輸出是一個(gè)隨光照條件及溫度等因素變化的復(fù)雜變量。圖2示出太陽電池在標(biāo)準(zhǔn)測試條件下，即光照1kW/m2 ，T=25℃ 時(shí)的典型輸出特性。
圖2 太陽能板的典型輸出特性曲線
太陽能板的輸出開路電壓uoc 和輸出短路電流isc的值由生產(chǎn)廠給出。