面对地球生态环境日益恶化、资源日益稀缺的现实，世界各国政府采取了诸多政策措施，大力支持和发展节能环保产业。太阳能LED路灯是太阳能开发利用和节能技术在照明领域的综合应用，具有环保节能的双重优势。据统计，照明耗电量占总耗电量的20%左右路灯控制系统，降低照明耗电量是节能的重要途径。太阳能清洁、环保、可再生，而LED照明是世界上最先进的照明技术。是继白炽灯、荧光灯、高强度气体放电灯之后的第四代光源。重量轻、安全性能好、无污染、免维护、寿命长、可控性强等特点被认为是照明领域节能降耗的最佳途径。统计显示，仅LED路灯的节能，每年就能为中国节约三峡大坝的电量。正是由于LED照明的节能环保优势，近年来，其全球产值一直保持20%以上的年增长率。中国还启动了绿色照明工程、半导体照明工程、“十城万盏”

本文设计的太阳能LED路灯控制器首先检测太阳能电池出力、电池电量等参数来判断系统工作状态，采用最大功率点跟踪MPPT算法最大化收集电能，后采用PWM技术电能储备完成。调节LED亮度，进一步节能，从而实现整个系统的自动控制和智能能源管理，更有利于太阳能路灯的应用和推广。

1 太阳能LED路灯系统简介

1. 1 太阳能LED路灯系统的组成

太阳能路灯系统由以下几部分组成：太阳能电池板、LED灯具（包括LED光源、灯杆和灯壳）、控制器、电池组，如图1所示。

图1 太阳能路灯系统

1. 2太阳能LED路灯系统基本原理

利用光伏效应原理制成的太阳能电池板，白天接收太阳辐射能，转化为电能输出，通过充放电控制器储存在蓄电池中；当夜间照度逐渐降低时，充放电控制器检测到这种变化，电池开始给LED路灯放电。电池放电约10小时后，充放电控制器动作，电池放电。

根据海南三亚的日照特点和城市道路照明设计标准，本系统选用的元器件参数如下：1组LED路灯（32W，24V，1.4A；LED 1W光源；4组并联，每组8个串联）；2块太阳能电池板（每组额定输出电压18V，工作电流5.6A，开路电压21.2V，短路电流6.1A，峰值功率为 80 W）；电池（12 V，200 Ah；过充电电压 14. 8 V，浮充电压 12. 3 V，过放电电压 10. 8 V））。

2 硬件设计

太阳能LED路灯控制器虽然是整个系统中价值最小的部分，但却是整个系统的核心控制部分。

一个设计先进的控制器，除了完成最基本的充放电控制功能外路灯控制系统，还可以控制太阳能电池阵列尽可能地吸收太阳能，提高效率；可防止电池过充和深度放电，延长电池使用寿命；环境，调节LED光源的亮度，特别是在深夜的后半段，也可以用一半的功率点亮负载，尽可能的节省能源。因为光伏板的输出功率具有很大的不确定性，电池的充放电特性是非线性的，另外两者受环境影响很大，所以设计一个性能好的充放电控制器对系统性能。

本文设计的控制器采用单片机作为主控装置。该器件内置4个PWM通道，8个10位ADC通道，工作频率高达35 MHz。指令兼容51单片机，但速度快8到12倍，非常适合这种设计。要求。由于两组太阳能电池串联，输出电压为36V，电池电压为12V，LED路灯工作电压为24V，所以充电电路采用DC/DC降压转换电路(Buck)，放电电路采用DC/DC。升压转换电路（Boost）通过软件实现充放电控制策略，从而最终达到提高效率和节约能源的目的（如图2所示）。本文重点介绍充放电电路及其控制策略。

图2 基于SIC的太阳能LED路灯控制系统框图