跟着技能的快速开展，发光二极管（Light-Emitting Diode，LED）和太阳能光伏电池的功用得到明显前进，这然后有助于进步终究运用的功用。关于一起选用这两种技能的运用（如太阳能照明运用），这两大中心技能的前进将大大增强改进终究运用功用的潜力。此刻，由于太阳能电池功率更高，可将更多的太阳能转化为电能，因而可减小所需太阳能电池的面积，促进高效LED的夜间照明时刻更长，灯火也更亮堂。不过，太阳能照明解决计划制造商面对的应战将是怎么可以快速且经济高效地运用技能前进的效果。最大程度发挥体系功用的其间一个办法是运用能量转化战略。凭借坚实的能量转化战略，用户可以快速开发与布置充分运用最新技能的解决计划。在本文中，咱们将检视组件，开发体系，并介绍一种剖析体系特性的高档办法。
布景
太阳能照明的示例不乏其人。无论是在电网不稳定的区域运用太阳能台灯作为夜间阅览的照明灯，仍是对公共大街照明进行全面布置，对太阳/LED照明组合体系的需求都具有多样性、承受度高及全球化的特色。仅有不同之处仅在于终究运用的需求规划（阅览与一般照明的要求天壤之别）。
一切此类体系的中心组件均包含：i） 太阳能电池；ii） 电池；iii） LED。假如选用更广义的描绘，这些组件别离为：太阳能采集器（太阳能电池）、储能设备（电池）以及耗能设备（LED）。尽管这并不非常精确，但有助于杰出剖析的灵活性。图1a给出了最根本的体系装备。
图1：两种体系装备
不过，为使这种计划收效，每个组件的特性有必要互相兼容。关于本例而言，这意味着太阳能电池的输出电压/电流特性有必要与电池的充电曲线匹配，电池的放电曲线有必要满意LED的驱动要求。咱们很快发现，图1（a）中的装备不能满意上述要求。
组件概述
回忆一下每个组件的功用特性，如图2（a到d）所示的伏安特性，咱们发现，尽管可以在有限的装备集中使这些组件的特性彼此挨近，但简直无法确保能到达合理的功用水平。咱们很快发现，太阳能电池的电压（单片电池）最高为1V左右，而NiMH电池的作业电压介于0.9V与1.4V之间，而且尽管LED的正向电压一般高于3V，但需求恒流源。此外，NiMH电池为延伸运用寿命，还有一些特别的充电要求。
尽管可以开发相应体系直接衔接一切组件，但应清楚，这种装备存在很大的局限性，而且会对体系全体功率与稳定性发生晦气影响。
图2：组件伏安特性以及驱动要求
要打破这些约束，咱们可以看一下图1（b）所示的备选体系图。此体系装备在三大中心组件之间别离添加了电力电子接口，可大幅前进体系的灵活性，而且可以优化体系的全体功用。在此装备中，单片机并非必不可少。可以选用独立的电池充电器%&&&&&%（IC）来满意NiMH充电曲线的要求，与此相似，可以选用LED驱动器IC将电池电压转化为恒流源。
但这种装备至少存在以下两方面缺陷。榜首，灵活性受到约束。所选器材的作业规模很或许比较窄，这会约束它们呼应体系改变或客户需求的才干。例如，假如太阳能电池的装备发生改变，就需求替换电池充电IC。假如储能技能或装备发生改变，就很或许需求一起替换电池充电IC和LED驱动器IC。终究，假如LED的类型或装备发生改变，就需求从头装备LED驱动器IC。考虑到这些技能的改造速度，唯有灵活性到达规范才干更快地呼应不断改变的需求。单片机的运用将能增强体系致使整个解决计划的灵活性。此刻，假如硬件改变大，将并不需求从头进行很多的规划与验证作业，由于大部分的改变都可以在单片机内部完成。
第二个缺陷体现在体系优化组件方面。通用的电池充电IC尽管很简单取得，但却很难找到包含最大峰值功率盯梢（MPPT）算法的电池充电%&&&&&%，以最大程度输出太阳能电池的电量。离散型解决计划难以跟上技能改造的脚步。
主张的完成计划
要打破定制解决计划的约束，可以在体系中引进单片机，这样规划人员不只可以充分运用各中心组件的增强功用，还可重复运用根本架构。图3给出了主张的完成计划。
图3：依据MCU的主张架构
图3所示的完成计划有三大优势。榜首，可便利快速地对体系的各个方面进行优化。此解决计划包含以下四个首要体系：LED、电池、太阳能电池和电力电子器材。如上文所述，应对电池充电曲线加以操控，以前进电池的充电功率并延伸其运用寿命。而全体充电功率还与太阳能电池的功率有关。将MPPT曲线整合到能量转化算法中可以前进太阳能电能转化的总功率，在完成充电方针的一起，终究还能减小太阳能电池组的尺度。
这会影响产品外形，规划人员因而有时机增强产品的视觉冲击力。相同，方针运用或许将灯火的质量确认为要害特性，好像用于阅览的运用那样。灯火质量取决于电流波形，这或许是对LED驱动电流有严厉的容差要求，或许是要求包含调光功用。选用主张的完成计划，规划工程师可对组件功率致使体系全体稳定性及运用寿命的方方面面进行优化。
第二，该架构彻底可扩展并可支撑较宽的功率规模。用于阅览照明的便携式细巧台灯可以有一个太阳能电池、现成的NiMH充电电池以及几个驱动电流为20-75 mA的LED。该规划仅需替换一些功率传输组件（包含现成的功率MOSFET和变压器），便可快速调整功率额定值，然后满意商业和公共安全照明的需求。例如，可增加太阳能电池的数量，用定制的电池组代替现成的NiMH电池，运用驱动电流为350 mA以上的高光强壮电流LED。
第三大优势是渠道的灵活性，规划人员可依据中心技能、用户需求或用户行为的改变快速进行调整。例如，可快速选用晋级的太阳能电池或具有特别驱动要求的新LED，然后加速推出新产品的速度。运用客户在运用这些产品过程中提出的反应，还或许催生其他非中心功用的需求，例如通讯（如串口转无线接口等）以及猜测性确诊功用。因而，该解决计划不只可以依据改变条件进行调整以及优化功用，还可以奉告用户本身的相对健康状况并猜测何时需求保护。
定论
好像大多数新式技能那样，咱们并不总是能确认其开展方向。但两种新式技能（如PV太阳能电池和LED）一旦交融依据单片机的功率转化器计划的灵活性，就必定能快速完成运用改进，满意客户的需求。
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