基于LM3423的太阳能LED路灯驱动器的设计
节能环保型光源照明的探新
节能环保型光源照明的探新功率电路1基于LM3423的LED恒流驱动电路LED驱动电路的原理图如图2所示。
该电路使用LM3423芯片和外围的功率电感、场效应管和肖特基二极管搭建Boost电路，将输入电压升压为LED串供电。
使用0.5Ω的水泥电阻作为LED串的电流检测电路，通过恒流控制电路，实现恒定电流输出。
2铅酸电池充电电路铅酸电池充电控制电路使用深圳如韵电子生产的CN3717铅酸电池充电控制芯片作为主芯片，通过外围元件搭建Buck电路。
该电路的输入电源为市电隔离式12V电源和太阳能供电电源，通过串联进充电回路的康铜丝电阻检测充电电流，并检测充电电压，实现铅酸电池的充电和保护。
通过CN3717的状态监视管脚，电路能向控制板反馈充电电路的工作状态信号。
电路的原理图如图3所示。
3充电选择电路图4为充电选择电路。
其中，V12V端口接12V市电供电电源输出为太阳能电源的输入端，其电压应为12—15V。
Q4为P沟道场效应管IRF9530，作为电路的功率开关。
电路的工作原理如下：当V-端的输入电压正常（即12V-15V）时，Q4关断，市电充电电源输出被截止，蓄电池充电电路的输入电流由太阳能收集电路提供；当太阳能收集电路无输出（Vsolar＜8V）时，Q4导通，市电电源给充电电路提供输入电流，同时D4防止电流灌入太阳能收集电路。
控制电路控制电路原理图如图5所示。
该电路为单片机最小系统、通信接口电路、辅助电源三部分。
单片机系统：本系统选用深圳宏晶科技生产的STC12C2052AD单片机作为控制核心，利用光敏电阻检测光强的变化，使用热敏电阻检测周围环境温度值。
因为将使用9600bps波特率的串口通信，考虑到便于产生串口波特率频率，故选择11.0592MHz的石英晶振作为单片机系统的外部时钟源（11059200=9600*12*96）。
通信接口电路：MAX232芯片是美信（MAXIM）公司专为RS-232标准串口设计的单电源电平转换芯片，它使用+5v单电源供电，通过电荷泵电路，能完成RS-232接口的电平转换。
基于M技术的光伏路灯控制系统硬件设计
通过校准和标定等手段，确保传感器 的测量精度和稳定性；同时，采用适 当的信号处理技术，如滤波和放大等 ，提高传感器的信号质量。
执行器性能优化
通过调整控制算法和参数等手段，提 高执行器的响应速度和调节精度；同 时，加强执行器的维护和保养，确保 其正常工作和延长使用寿命。
06
系统集成与测试
驱动电路
驱动LED路灯，调节光照强度和色温。
控制电路
实现MCU与各硬件组件之间的通信和控制 。
保护电路
防止过充、过放和过流等异常情况对系统造 成损害。
04
电源管理单元
电源管理单元介绍
电源管理单元是光伏路灯控制系统的核心部分，负责将太阳能电池板产生的电能进行储存、调节和分配，确保路灯的正常运 行。
储存太阳能电池板 产生的电能，供夜 间或阴天使用。
MCU控制器
控制光伏路灯的工 作状态，实现智能 控制和节能。
太阳能电池板
将太阳能转换为直 流电能，为路灯供 电。
LED路灯
高效、环保的照明 设备，提供稳定的 光照。
传感器
监测环境光照、温 度等参数，为控制 器提供决策依据。
硬件电路设计
电源电路
将太阳能电池板产生的直流电转换为系统所 需的电压和电流。
02
执行器选择
根据系统需求，选择合适的执行器类型和规格，如电机控制器、LED驱
动器等，以满足对路灯开关和亮度的控制需求。
03
使用注意事项
在安装和使用过程中，应遵循传感器的使用说明和注意事项，确保传感
器的准确性和稳定性；同时，应遵循执行器的使用说明和注意事项，确
保执行器的正常工作和安全性能。
传感器与执行器的性能优化
基于M技术的光伏路灯控制 系统硬件设计
大功率太阳能LED路灯控制器设计方案
国家级大学生创新创业训练计划工程申报表推荐学校郑___________________________ 项目名称大_________ 项目类型V创新训练工程□创业训练工程□创业实践工程_________所属一级学科名称电气工程所属二级学科名称_________________________________ 项目负责人______________ 杨朝勋___________________ 申报日期___________________ 2018年3月17日 _______二O—二年三月工程名称一、工程实施的目的、意义随着经济和社会的发展，节能减排工作的深入，中国城市化建设进程的加快，作为城市基础设施和城市景观之一的路灯建设和管理，越来越引起政府各部门的高度重视和社会各界的广泛关注。
由于太阳能具有无污染、无噪音、取之不尽、用之不竭的优点，LED灯又具有长寿命、节能环保的优点，因此，太阳能光伏发电技术与大功率LED照明技术相结合，构成绿色照明系统越来越受到政府和科研人员的关注，各种太阳能LED 路灯控制器也相继被开发出来。
我国的路灯总数超过1亿盏，只要其中的6000万盏改成太阳能路灯，其每年节省的电量就超过一个三峡水电站的发电量，如果把今后每年新增的2000万盏路灯全部改用太阳能路灯，三年下来又是一个三峡水电站。
由此可见太阳能路灯的节能效果是非常可观。
同时，随着太阳能产业化进程和技术开发的深化，太阳能光伏发电系统的效率、性价比将得到迅速提高。
因此，太阳能LED路灯具有极好的市场前景，而且也是开发可再生能源的一种最佳途径。
开发和利用太阳能是远有前景，近有实效的事业。
推广太阳能光伏发电技术在LED路灯照明中的应用是一个具有重大意义的课题。
二、工程研究内容和拟解决的关键问题研究内容：1、白天如何充分利用太阳能给阀控铅酸式密封蓄电池充电。
2、夜晚如何根据大功率LED的特性控制蓄电池放电。
拟解决的关键问题：1、将太阳能的最大功率点跟踪vMPPT）技术与蓄电池的多阶段充电方法有机结合起来，提咼系统对太阳能的利用率，延长畜电池寿命。
《2024年智能太阳能路灯系统设计》范文
《智能太阳能路灯系统设计》篇一一、引言随着现代科技的不断发展，人类社会正面临越来越多的环境与能源问题。
为应对这些问题，环保、节能型科技产品在城市建设和改造中越来越受重视。
其中，智能太阳能路灯系统因其独特的优势和高效能的特点，逐渐成为城市照明系统的重要组成部分。
本文将详细介绍智能太阳能路灯系统的设计思路、原理及其应用。
二、系统设计概述智能太阳能路灯系统是一种利用太阳能作为能源，通过智能控制系统进行开关和亮度调节的路灯系统。
该系统主要包括太阳能电池板、蓄电池、LED路灯、智能控制模块等部分。
设计目标在于通过合理配置和优化这些组成部分，实现路灯的智能化管理，以最大限度地提高太阳能的利用效率和路灯光源的使用效果。
三、主要部件及设计原理1. 太阳能电池板：负责将太阳能转换为电能。
设计时需考虑其转换效率、耐久性及安装角度等因素，确保其能充分接收太阳光并转化为电能。
2. 蓄电池：用于储存太阳能电池板产生的电能。
在无光照条件下，为LED路灯提供电力。
选择合适的蓄电池是确保系统稳定运行的关键。
3. LED路灯：作为光源，具有低功耗、高亮度、长寿命等特点。
通过智能控制模块进行调节，可根据光照强度、时间等因素自动调整亮度。
4. 智能控制模块：是整个系统的核心部分，负责接收传感器信号、处理数据并控制路灯的开关和亮度。
该模块采用微处理器和嵌入式技术，具有高效率、低功耗的特点。
四、系统工作原理智能太阳能路灯系统的工作原理如下：1. 太阳能电池板在有光照的条件下，将太阳能转换为电能，为蓄电池充电。
2. 当夜幕降临，光敏传感器检测到环境光线变暗，将信号传递给智能控制模块。
3. 智能控制模块根据接收到的信号和预设的逻辑，控制LED 路灯的开关和亮度。
4. 在白天或光照充足时，LED路灯关闭或低亮度运行，以节省电能。
5. 当蓄电池电量不足时，智能控制模块会提前调整LED路灯的亮度或工作时间，以延长整个系统的使用寿命。
五、系统应用及优势智能太阳能路灯系统在城市建设中有着广泛的应用和明显的优势：1. 环保节能：利用太阳能作为能源，减少了对传统电能的依赖，降低了碳排放。
基于单片机的太阳能路灯控制系统设计
编号: 湖北文理学院理工学院本科毕业论文（设计）题目系专业学号学生姓名指导教师起讫日期分类号学校代码密级学号湖北文理学院理工学院毕业（设计）论文基于单片机的太阳能路灯控制系统设计The Design of Solar street lamp Control system Based on MCU姓名张超勇指导教师陈传亮专业电子信息科学与技术院系电子科学与信息工程系论文提交日期湖北文理学院理工学院学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。
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保密□，在年解密后适用本授权书。
本学位论文属于不保密□。
（请在以上相应方框内打“√”）作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日摘要随着可持续发展的不断深入，人们在积极开发各类可再生新能源的同时也在倡导节能减排的绿色环保技术。
太阳能作为一种清洁的优秀的可再生能源，已成为最有价值的新能源。
而在照明领域，寿命长、节能、安全、绿色环保、色彩丰富、微型化的LED固态照明也已被公认为一种节能环保的重要途径。
本文研究的路灯同时整合了这两者的优势，利用清洁能源以及高效率的LED实现绿色照明。
太阳能LED路灯是一种结合太阳能光伏发电技术与LED技术的新型路灯。
系统通过蓄电池将太阳电池组件产生的电能储存起来供负载在夜晚照明使用。
开题报告太阳能路灯控制器的设计
开题报告
三、参考文献
[1]康华光，等.《电子技术基础》(第五版) [m] .北京;高等教育出版社，2008[2]黄汉云，等.《太确光伏发电应用原理》D] .北京，电子工业出版社2009[3]付新春，等<光伏发电系统运行与维护》北京，北京大学出版社2015
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[13]谭建成《新编电机控制专用集成电路与应用》[m] . 北京:机械工业出版
院（系）审批意见：
指导教师意见：
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年月日
签章：
年月日。
【优秀硕士论文参考】大功率太阳能LED路灯恒压控制器设计
石家庄铁道大学四方学院毕业设计大功率太阳能LED路灯恒压控制器设计The Design of High-power Solar LED Lamps Constant Pressure Controller2011 届电气工程系专业 _学号 _____学生姓名 _______指导老师钟爱琴_________完成日期 2011年5月25日毕业设计成绩单毕业设计任务书毕业设计开题报告摘要随着化石燃料的日益短缺，人们意识到不改变目前能源结构的话能源危机即将到来。
太阳能作为一种新能源得到了人们广泛认可，因为它不仅无污染而且还属于可再生能源。
在这种情况下，大功率太阳能LED路灯恒压控制器自然地出现在人们日常生活中，并且受到人们的认可和好评。
它不仅使能源得到有效的利用，而且有很多优点：比如说，自动性、智能性、便捷性等等。
本课题对大功率太阳能LED路灯控制器进行研究，其中主要由BOOST电路来实现升压，采用了STC12C5204AD作为主控制芯片，研究设计了电压和工作时间可调的路灯恒压控制器。
首先，我们提出了设计方案，并且对电源电路和BOOST电路进行了设计和分析。
其次，对电路中涉及到的关键元件参数进行了计算和校验，设计中使用了积分放大电路，实现了对信号的处理和对UC3843芯片的给定控制，实现了对电路最大电流的限流控制；然后利用C语言编写了相应的控制程序，完成了对电压和路灯工作时间的调整，将软件和硬件电路很好的结合了起来。
最后应用PROTEL工具设计了电路原理图，并根据原理图绘制出了PCB图纸，减少了跳线连接中因连线过多对信号造成的不必要的干扰，提高了电路的效率和性能，并最终根据设计定制的PCB板进行实物焊接。
关键词：太阳能路灯控制器STC单片机BOOST升压电路AbstractWith growing shortages of fossil fuels, people realized that if we don't change the current energy structure energy crisis is coming. Solar energy as the one kind of new energy got widely recognized, because it is not only no pollution but also belong to renewable energy. In this case, high-power solar LED lamps constant pressure controller naturally occur in people's daily life, and receives people's recognition and praise. Not only does it make efficient energy use, and it has a lot of advantages: for example, automaticity, intelligent , convenience and so on.This topic for high-power solar LED lamps controller, the major research by BOOST circuit to realize STC12C5204AD booster, adopted as the principal control chip, study design the voltage and working time adjustable street lamp constant pressure controller.First, we put forward the design schemes, design and analysis the power circuit and BOOST circuit. Secondly, involved in the circuit parameters, the key element is calculated and calibration, design USES the integral amplifying circuit, realize the signal processing and UC3843 chips for a given control of circuit, realizing the maximum current limited flow control; Then use written in C language corresponding control procedures, completion of the voltage and lamp working time adjustment, the software and hardware circuit good a combination. Finally the application of PROTEL tool design the circuit diagram, and according to the principle chart drawing out the PCB drawings, reduce the jumper wire connection to signal for attachment caused by excessive interference, improve the unnecessary efficiency and performance of the circuit, and eventually according to the PCB design custom for real welding.Key words: Solar street lamp controller MCU BOOST目录第1章绪论 01.1选题的背景和意义 01.2国内外研究现状 (1)1.3研究内容和创新点 (2)1.3.1主要研究内容 (2)1.3.2主要创新点 (2)第2章太阳能路灯控制器设计方案确定 (4)2.1研究方案的比较和确定 (4)2.2最终方案介绍 (5)2.3给定系统框图及其简介 (6)第3章硬件电路 (7)3.1电源电路 (7)3.2BOOST升压斩波电路 (8)3.3PID电路 (9)3.3.1PID电路工作原理 (9)3.3.２UC3843芯片 (10)3.4单片机接口电路 (11)3.4.1STC12C5204AD芯片 (12)3.4.2数/模转换电路 (13)3.4.3按键模块 (15)3.4.4显示模块 (15)第4章软件设计 (17)4.1主程序流程框图 (17)4.2各个子程序流程框图及简介 (18)4.2.1定时子程序 (19)4.2.2升压子程序 (20)4.2.3开/关灯子程序 (21)第5章结论和展望 (22)5.1结论 (22)5.2展望 (22)第6章总结 (23)参考文献 (24)致谢 (25)附录 (26)附录A外文资料 (26)附录B电路原理图 (37)附录C元器件清单 (39)附录D程序 (42)第1章绪论1.1选题的背景和意义能源是经济发展、社会进步和人民生活水平提高的物质基础。
LED路灯设计方案
美国国家半导体LED驱动器应用于路灯系统 Download!内容•采用美国国家半导体降压LED 驱动器的传统LED 路灯。
–LM3402–LM3404–LM3406–LM3409•采用美国国家半导体升压LED 驱动器的太阳能LED 路灯–LM3423–LM3424太阳能LED路灯系统传统LED 路灯系统调光控制mV 反馈电压即使输入电压范围很大，频率也能相对保持恒定断续连续恒定导通时间控制的优点•无需采用误差信号放大器，也无需提供环路补偿–卓越的瞬态响应–只需极少外置元件–系统成本较低–容易使用–更稳定可靠•采用固定频率模式操作–开关控制比迟滞控制方式稳定–L-C 值不会影响工作频率–较少输出纹波，可以更有效抑制电磁干扰–较易融入系统设计LM3406/06HV: 1.5A 降压LED 驱动器•内置2.0A MOSFET•V IN范围: 6V-42V (LM3406)•V IN范围: 6V-75V (LM3406HV)•利用专用的逻辑输入或电源输入电压电路实现PWM调光•无需控制环路补偿•导通时间随着输入及输出电压的变动而改动⇒无论输入电压大小以及LED 数目有什么变动，纹波电流都不会出现任何波动•低功耗关断•支持所有的陶瓷输出电容器以及无电容输出•过热保护电路•eTSSOP-14封装输出电压差采用eMSOP-10 封装驱动1W、3W、5W以及更大功率的LED本页已使用福昕阅读器进行编辑。
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检测电感器的峰值电流：利用外置并行FET 执行PWM 调光功能•PWM 调光功能由EN 节点利用外来信号加以控制。
美国国家半导体的方案有什么优点•业内最高的转换效率可以从根本上解决IC的温升问题，保证系统的可靠性。
–路灯的应用环境十分恶劣，灯头内的环境温度可高达80o C。
而一般工业级IC的最高工作结温为125o C。
因此只有解决了效率问题，才有可能保证系统的可靠性。
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基于LM3423的太阳能LED路灯驱动器的设计
一、引言
太阳能是绿色能源中最重要的能源，是取之不尽、用之不竭、广泛存在的天然能源，其优点是极为丰富、洁净、安全、价廉，对生态平衡没有任何影响。
太阳能LED 路灯不仅能利用清洁免费的太阳能以及高效环保的LED 给道路带来照明，而且同时可以减少温室气体排放，实现绿色照明的目的。
利用太阳能和LED 光源制成各种新型太阳能路灯，相同照度情况下比不用LED 的太阳能路灯节约太阳能电池和蓄电池容量40% ,光源寿命增加10 倍，可靠性提高5 倍，系统成本降低40%以上，同时也解决了常规太阳能路灯系统用交流逆变不可靠、低温启动难、系统造价高等缺点。
[1]传统太阳能路灯驱动器存在的问题是电池寿命短，升压转换器没有任何防止短路出现的保护装置，必须加设输入保险丝提供保护，以免出现短路。
采用NI（美国国家半导体）公司的LM3423芯片，设计适用用于12/24V 电池输入的太阳能LED 路灯驱动器，能够有效解决传统方式所存在的问题。
提高社会经济效益。
二、传统升压驱动器存在的问题
1.太阳能LED 路灯的电源系统结构
图1 太阳能路灯电源系统结构
太阳能LED 路灯的结构如图1 所示。
太阳能电池板在太阳光的照射下，其内部PN 结会形成新的电子空穴对，在一个回路里就能产生直流电流，这个电流流入控制器，会以某种方式给蓄电池充电。
蓄电池在白天的时候会接受充电，而在晚上则会提供能量给LED.
太阳能路灯采用升压工作方式，这样可以减少系统中LED 驱动器的数目，节约系统成本。
升压结构使得LED 串联的数目不再受限于IC的耐压，而是由MOS 来决定，因而可以串联较多的LED.由于大多数的太阳能电池的输出电压都不高，因此太阳能路灯较适合使用升压结构。
而选用电流模式的恒流设计，可以让输出电流不受输入电压变化的影响，在电池满载以及快没电时，都能让路灯维持相同的亮度。
2.传统升压驱动存在的问题
图2 传统升压驱动电路
（1）电池使用寿命短：图2 中，即使关断升压转换器主开关，Vin 与Vout 之间仍会形成一条电流泄露路径，如果在输出端接有任何负载，其中泄露电流Ileak 接近于
Vin/Rload,那么漏电流的存在使的蓄电池一直处于工作状态，这样将会缩短电池的使用寿命。
（2）无短路保护装置：图2 中，当出现输出端短路时，电流经过电感器，整流器和地，仅仅受到印刷电路板迹线电阻、整流器寄生电阻和电感器DCR 电阻的限制，没有其他任何保护措施，即使主开关关断，也照样存在这个问题。
因此必须加设输入保险丝提供保护，以免出现短路。
三、适用于太阳能路灯的LM3423 升压驱动电路的设计
1.LM3423 芯片功能介绍
美国国家半导体研发的LM3423 芯片输入电压范围在4.5V 到75V之间，适用于极宽的输入电压范围；50KHZ 的快速PWM调光；内部基准电压50mV- 1.25V;工作频率最大可达到1MHZ;内部驱动能力750mA,超低电流停机小于2uA.可以用来配置升压、浮动降压、浮动降压/ 升压和SEPIC 拓扑结构中低侧外部MOSFET 的控制器[2];使用峰值电流模式控制器和预测性关闭时间设计来调节LED 电流，峰值电流模式控制器与预测性关闭时间设计的组合简化了回路补偿设计，同时提供内在的输入电压前馈补偿；设有用于控制外部调光FET 和系统"零电流"关闭特点的集成驱动器；并且具有LED 状态输出标记、故障标记、可编程故障计时器和逻辑针脚，用于控制调光驱动器的极性。
2.避免漏电流存在
利用LM3423 设计升压LED 驱动器电路如图3 所示。
图3 中，当EN 引脚命令升压转换器失效之后，主开关，nDIMFET 引脚和FLT 引脚会被关闭，从Vin 流入的电流就会趋近与零，有效避免任何漏电流流入串联一起的LED,因为此时的升压转换器已经失效。
由于漏电流不再存在，停机时蓄电池可以达到充饱状态，这样可以有效延长电池使用寿命。
图3 LM3423 升压LED 驱动电路
3.提供LED 短路保护
图3 中，如果串联LED 与接地连接，形成短路，由FLT 引脚负责驱动的输入端P- FET（图3 中的Q1）会随即被关闭，令输入路径成为开路，这样不需要外加保险丝就能够简单实现LED 短路保护。
四、结论
基于美国国家半导体公司LM3423 芯片设计的太阳能LED 路灯驱动器，能够有效延长电池使用寿命，提供可靠的短路保护措施，经测试，升压效益也有了很大提高。
随着太阳能的普遍应用，太阳能LED 路灯的不断完善，性价比的不断提高，太阳能LED 将会
普遍应用于城乡道路照明系统，为社会提供环保经济的资源。