太陽(yáng)能LED照明管理控制芯片的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、太陽(yáng)能光伏發(fā)電的能源來(lái)源于取之不盡，用之不竭的太陽(yáng)能。太陽(yáng)能發(fā)電不會(huì)給空氣帶來(lái)污染，不破壞生態(tài)，同時(shí)又具有在自然界不斷生成，并得到有規(guī)律的補(bǔ)充的特點(diǎn)，是可再生的清潔綠色能源,也不會(huì)導(dǎo)致"溫室效應(yīng)"和全球性氣候變化，因而充分利用太陽(yáng)能有利于保持人與自然的和諧相處[1]。LED太陽(yáng)能光伏照明，是其中一個(gè)重要的應(yīng)用領(lǐng)域。而大功率LED用于一般照明是本世紀(jì)的新課題，其節(jié)能、安全、長(zhǎng)壽命的綜合優(yōu)勢(shì)將引發(fā)下一輪照明產(chǎn)業(yè)的革命。 本文主要研究

2、光伏發(fā)電系統(tǒng)管理控制芯片的設(shè)計(jì)問(wèn)題。針對(duì)太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的特點(diǎn)，和當(dāng)前應(yīng)用中，對(duì)它的管理大多都是用控制器以及一些分立的芯片組成組成的管理控制系統(tǒng)。為了節(jié)省成本，減少系統(tǒng)的復(fù)雜性，本文將系統(tǒng)的控制管理以及驅(qū)動(dòng)控制集成在單一芯片內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)外部負(fù)載的控制和驅(qū)動(dòng)和實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)優(yōu)化的目的。根據(jù)光伏發(fā)電系統(tǒng)的工作方式，此設(shè)計(jì)包括充放電管理與保護(hù)和LED的驅(qū)動(dòng)控制。對(duì)于太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，重點(diǎn)在于充放電控制電路。 充放電控制器必須

3、具備以下幾個(gè)特點(diǎn)： 1.蓄電池正常充電； 2、防反充電控制； 3、防過(guò)充電控制； 4、防過(guò)放電控制； 5、溫度補(bǔ)償?shù)取?只有具有以上功能的控制器，才能保障光伏發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)行正常。大功率LED要用于一般照明必須解決電源變換的問(wèn)題。高電壓驅(qū)動(dòng)LED要解決降壓?jiǎn)栴}，由于高電壓驅(qū)動(dòng)一般是由普通蓄電池供電，可能會(huì)用到比較大的功率，也應(yīng)該有盡量低的成本。而變換器的最佳電路結(jié)構(gòu)是串聯(lián)開(kāi)關(guān)降壓電路。

4、 本文分析了光伏發(fā)電系統(tǒng)的工作原理和充放電管理控制特點(diǎn)以及PWM 控制模式的驅(qū)動(dòng)電路結(jié)構(gòu)，分塊設(shè)計(jì)了芯片內(nèi)部各主要功能模塊，包括基準(zhǔn)電路、振蕩器電路、睡眠控制電路,恒流恒壓控制電路,負(fù)載短路檢測(cè)電路,軟啟動(dòng)電路，欠壓檢測(cè)電路等。給出了所有的晶體管級(jí)電路圖，各功能塊都經(jīng)過(guò)了Cadence的Spectre仿真軟件的模擬，結(jié)果也一并給出。 本課題采用上華的CSMC 0.6μm的CMOS高壓工藝，通過(guò)仿真表明，電路正常工作，充電器的各項(xiàng)