buckboost电路的太阳能路灯控制电路设计与仿真【字数：9856】
随着我国经济的飞速发展，人们的生活水平也越来越高。为给人们的夜间出行提供便利，越来越多的城市道路以及农村道路上都安装了路灯。传统路灯采用市电进行直接供电，这种供电方式不但可靠性差，而且造成能源的浪费，不符合我国绿色发展的方针。为此，设计了一种太阳能路灯，该路灯系统由太阳能电池板、锂电池、buck-boost锂电池充电器、路灯组成。该太阳能路灯完全使用可再生能源，并且每个路灯之间相互独立，方便安装，并减少了传统路灯之间的供电线，具有较高的可靠性。太阳能路灯系统白天通过buck-boost锂电池充电器对锂电池进行充电。晚上太阳能路灯系统将锂电池的电能供电给路灯，实现照明。本文主要完成对太阳能路灯系统的buck-boost充电电路设计，并通过仿真验证了本文设计的电路正确性和有效性。
目录
1. 绪论 1
1.1研究目的和意义 1
1.2光伏组件 1
1.3 国内外研究现状 2
1.4 课题研究内容 3
1.5 本章小结 4
2. 太阳能路灯充电系统的构成 5
2.1太阳能路灯系统总体构架 5
2.2系统组成概述 5
2.2.1光伏组件 5
2.2.2 DC/DC控制电路 5
2.2.3 BuckBoost变换器控制方式 6
2.2.4控制器的选择 6
2.2.5储能系统和负载系统 7
2.3 本章小结 8
3. BUCKBOOST充电系统的控制技术 9
3.1 BUCKBOOST电路工作原理 9
3.2 BUCKBOOST电路实现稳定电压输出的控制方法 10
3.3 本章小结 12
4. 单片机的选型和硬件连接 13
4.1 单片机AT89S52介绍 13
4.2 单片机外围电路及BUCKBOOST全原理图 14
4.3本章小结 15
5. 软件设计 16
5.1 BUCKBOOST控制算法概述 16
5.2 比较法控制算法 17
5.3 BUCKBOOST电路控制算法设计 18
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
6. 太阳能路灯系统BUCKBOOST电路仿真 26
6.1 BUCKBOOST控制系统仿真 26
6.1.1 仿真软件的选择与介绍 26
6.1.2BuckBoost电路控制系统Simulink建模 27
6.2 太阳能路等系统中BUCKBOOST电路控制仿真分析 29
6.3 本章小结 31
结语 32
参考文献 33
致 谢 34
1. 绪论
1.1研究目的和意义
在21世纪的今天，太阳能是一种重要的可再生能源，被认为是取之不竭用之不尽，最有可能成为石油资源替代品的可再生能源。随着石油资源的枯竭，人类不得不开始寻找可再生能源。
早在20世纪八十年代，联合国就对新能源下了定义：就是在传统材料的基础上，通过新技术开发可再生能源[13]。目前可再生能源的种类已经有十多种，除了传统意义上的风能、太阳能、潮汐能等，还有新型的可燃冰，深海锰结核等新能源。另外核能也是近些年利用的主要物质。
风能和太阳能作为主要可再生能源在当今社会依然占有一席之地。比如在街上广为散步的路灯，通常是由一个太阳能电池板，一个充电模块，一个蓄电池以及一个电灯组成。它白天通过太阳能电池板接受太阳能，并将太阳能转化为电能，通过充电模块储存在电池组中，当夜幕降临后，蓄电池在将电池的电能放出，为电灯供电，达到照明目的。在此过程中，不需要电厂供电，也不消耗化石能源，环保又方便。
1.2光伏组件
光伏阵列由光伏模块组成，每个光伏模块又由无数个光伏电池单体汝城。光伏单体是光电转换的最小单位，尺寸小于225平方厘米，产生的电压不高于0.5伏特，因此一般不能单独作为电源使用（单体产生电压较小）。
/ /
图11光伏电池单体（左）和光伏组件（右）
光伏模块也叫作光伏组件，是由光伏电池单体通过串联组成的。光伏模块就可以作为光伏电池使用。通常40个单体组成一个组件，意味着一个光伏组件可产生20伏特的电压。将太阳能光伏组件连接后就组成光伏阵列，如图12所示。
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图12太阳能光伏阵列
1.3 国内外研究现状
道路照明是城市照明的一个重要组成部分，它为人们夜间出行提供了很大方便。随着我国经济的不断发展，城市化经常进一步加深，城市越来雨大，道路越来越多，大量的路灯设备将称为一个好电大户，消耗巨大的电能。并且传统照明路灯之间通过铺设电线进行电网供电，线路铺设太多太长无疑将使得线路上的电能损耗更加巨大。太阳能路灯由于其使用的是可再生清洁能源太阳能，从而实现零污染。并且各个路灯之间构成独立的系统，实现能源自给自足，不需要冗余的电路线，从而极大地方便安装和维护。太阳能路灯由于其可见的优势被越来越广泛的应用在道路、公园、小区的照明上。
传统路灯广泛采用的是高压钠灯或者低压钠灯，这种钠灯能够360度全方位发光，但是其光效不高，并且光损耗较大。因此，越来越多的路灯改用半导体发光LED作为路灯的光源，这种LED灯源具有高效、节能、环保、显色指数高等优点。LED灯源设备的驱动性能好、抗震能力高、节能省电、能够定向发光并且使用寿命长，在路灯的应用场合具有巨大的优势。
电灯的供电由电池提供，目前使用最为广泛的是如下三种电池：
铅酸电池
磷酸铁锂电池
三元锂电池
主要物质
电极：铅及其氧化物
电解液：硫酸溶液
磷酸铁锂为正极材料
镍钴锰酸锂是正极材料
单体电压
目录
1. 绪论 1
1.1研究目的和意义 1
1.2光伏组件 1
1.3 国内外研究现状 2
1.4 课题研究内容 3
1.5 本章小结 4
2. 太阳能路灯充电系统的构成 5
2.1太阳能路灯系统总体构架 5
2.2系统组成概述 5
2.2.1光伏组件 5
2.2.2 DC/DC控制电路 5
2.2.3 BuckBoost变换器控制方式 6
2.2.4控制器的选择 6
2.2.5储能系统和负载系统 7
2.3 本章小结 8
3. BUCKBOOST充电系统的控制技术 9
3.1 BUCKBOOST电路工作原理 9
3.2 BUCKBOOST电路实现稳定电压输出的控制方法 10
3.3 本章小结 12
4. 单片机的选型和硬件连接 13
4.1 单片机AT89S52介绍 13
4.2 单片机外围电路及BUCKBOOST全原理图 14
4.3本章小结 15
5. 软件设计 16
5.1 BUCKBOOST控制算法概述 16
5.2 比较法控制算法 17
5.3 BUCKBOOST电路控制算法设计 18
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6. 太阳能路灯系统BUCKBOOST电路仿真 26
6.1 BUCKBOOST控制系统仿真 26
6.1.1 仿真软件的选择与介绍 26
6.1.2BuckBoost电路控制系统Simulink建模 27
6.2 太阳能路等系统中BUCKBOOST电路控制仿真分析 29
6.3 本章小结 31
结语 32
参考文献 33
致 谢 34
1. 绪论
1.1研究目的和意义
在21世纪的今天，太阳能是一种重要的可再生能源，被认为是取之不竭用之不尽，最有可能成为石油资源替代品的可再生能源。随着石油资源的枯竭，人类不得不开始寻找可再生能源。
早在20世纪八十年代，联合国就对新能源下了定义：就是在传统材料的基础上，通过新技术开发可再生能源[13]。目前可再生能源的种类已经有十多种，除了传统意义上的风能、太阳能、潮汐能等，还有新型的可燃冰，深海锰结核等新能源。另外核能也是近些年利用的主要物质。
风能和太阳能作为主要可再生能源在当今社会依然占有一席之地。比如在街上广为散步的路灯，通常是由一个太阳能电池板，一个充电模块，一个蓄电池以及一个电灯组成。它白天通过太阳能电池板接受太阳能，并将太阳能转化为电能，通过充电模块储存在电池组中，当夜幕降临后，蓄电池在将电池的电能放出，为电灯供电，达到照明目的。在此过程中，不需要电厂供电，也不消耗化石能源，环保又方便。
1.2光伏组件
光伏阵列由光伏模块组成，每个光伏模块又由无数个光伏电池单体汝城。光伏单体是光电转换的最小单位，尺寸小于225平方厘米，产生的电压不高于0.5伏特，因此一般不能单独作为电源使用（单体产生电压较小）。
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图11光伏电池单体（左）和光伏组件（右）
光伏模块也叫作光伏组件，是由光伏电池单体通过串联组成的。光伏模块就可以作为光伏电池使用。通常40个单体组成一个组件，意味着一个光伏组件可产生20伏特的电压。将太阳能光伏组件连接后就组成光伏阵列，如图12所示。
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图12太阳能光伏阵列
1.3 国内外研究现状
道路照明是城市照明的一个重要组成部分，它为人们夜间出行提供了很大方便。随着我国经济的不断发展，城市化经常进一步加深，城市越来雨大，道路越来越多，大量的路灯设备将称为一个好电大户，消耗巨大的电能。并且传统照明路灯之间通过铺设电线进行电网供电，线路铺设太多太长无疑将使得线路上的电能损耗更加巨大。太阳能路灯由于其使用的是可再生清洁能源太阳能，从而实现零污染。并且各个路灯之间构成独立的系统，实现能源自给自足，不需要冗余的电路线，从而极大地方便安装和维护。太阳能路灯由于其可见的优势被越来越广泛的应用在道路、公园、小区的照明上。
传统路灯广泛采用的是高压钠灯或者低压钠灯，这种钠灯能够360度全方位发光，但是其光效不高，并且光损耗较大。因此，越来越多的路灯改用半导体发光LED作为路灯的光源，这种LED灯源具有高效、节能、环保、显色指数高等优点。LED灯源设备的驱动性能好、抗震能力高、节能省电、能够定向发光并且使用寿命长，在路灯的应用场合具有巨大的优势。
电灯的供电由电池提供，目前使用最为广泛的是如下三种电池：
铅酸电池
磷酸铁锂电池
三元锂电池
主要物质
电极：铅及其氧化物
电解液：硫酸溶液
磷酸铁锂为正极材料
镍钴锰酸锂是正极材料
单体电压
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