節(jié)能的LED,再加上潔凈能源的太陽能更是組成了誘人的前景,而且技術的成熟也使得成本急劇下降,甚至網絡上銷售的迷你太陽能LED手電筒才幾十塊錢。而且,更大范圍的,我們發(fā)現太陽能路燈越來越普及。
太陽能路燈普及的很大一部分原因是因為安裝簡單,插在路邊就可以了,而不像采用交流電的路燈那樣需要鋪電纜、建造變壓房等。不過,不同于其它電源供電的LED)如交流電),太陽能板供電的LED有著特殊的要求,比如太陽能LED路燈所用的蓄電池輸出電壓不穩(wěn)定,這就需要解決恒流驅動的問題,專門的解決方案包括上海龍茂微電子公司和龍鼎微電子公司合作完成的SLM2842模塊,美國國家半導體公司的離線式恒流控制驅動器等。
天氣原因決定了太陽能供電的不穩(wěn)定性,因此還有一種方案,那就是交流市電和太陽能的混合供電方式,但這留給設計師的挑戰(zhàn)是,如何在不穩(wěn)定的輸入下設計出高效率的可自動調光的LED路燈解決方案?LED路燈一般需要超過25W功率,具體視需要照明的范圍和安裝的高度而定,Arrow開發(fā)的基于交流市電輸入的LED路燈解決方案選擇了Cree的照明級XLampMC-ELED、NXP的PFC控制器和反激控制器SSL1750、以及TI的DC/DC恒流控制器TPS40211,完美解決了這個問題。
其中,XLampXR-ELED是一個照明級的多芯片模組,每瓦流明數可以達到107;NXP的SSL1750是一款適合用于驅動25W到250W的LED照明應用的開關電源控制器IC;SSL1750集成了PFC控制器和反激控制器,使得AC/DC轉換的效率在90%以上;TPS40211是一個寬輸入)4。5V到52V)、非同步升壓控制器。
控制器主要用來控制蓄電池充電和蓄電池向LED供電??刂破髟诒WCLED恒流工作的同時,也會監(jiān)測LED的狀態(tài)以及控制工作時間長短。連續(xù)陰雨天以及蓄電池電能不足的情況下,控制器會發(fā)出控制信號來啟動外部的市電供電系統(tǒng),保證LED的正常工作。整個控制器的控制是通過一個MCU來實現,MCU的主要工作包括以下幾點:一是采用MPPT算法來優(yōu)化太陽能電池板工作效率;二是針對蓄電池不同狀態(tài)采用合適的充電模式;三是保證LED驅動電路的恒流輸出;四是判斷白天黑夜并以此來切換蓄電池充電和放電模式;最后就是提供監(jiān)控保護、溫度監(jiān)測、狀態(tài)輸出和用戶控制輸入檢測等功能。在多種MCU方案中,意法半導體更是推出完整的基于STM32MCU的太陽能LED街燈方案。
目前,大多數太陽能逆變器只能從太陽能電池板的某個最佳位置對電池板的整體效率進行優(yōu)化。這種優(yōu)化方法嚴重制約了太陽能發(fā)電系統(tǒng)的效率。美國國家半導體SolarMagic技術將為太陽能光伏系統(tǒng)帶來革新。SolarMagic并不是單體IC,其外形為模塊形狀,尺寸為10×12cm左右。該技術能夠智能管理太陽能光伏)PV)電池板電量,可監(jiān)察并優(yōu)化每塊電池板的發(fā)電量,讓它們能以最佳的功率點去運行,并改善電池板中的電流流向。通過采用SolarMagic技術,太陽能發(fā)電系統(tǒng)可挽回50%以上因輸電失配或陰影遮蔽而損失的發(fā)電量。
前景展望
半導體產業(yè)的進步,把手機、PC等變成了普遍的必需品。雖然目前來看新能源的利用成本有時候并不遜于傳統(tǒng)能源,例如與現有的電力成本相比,太陽能/風能的發(fā)電成本要高出數倍。但毋庸置疑,新能源已經明顯上升到了國家戰(zhàn)略的高度,技術的進步必然也會把新能源變成類似手機和PC一樣普遍的必需品。
所有跡象表明新能源將是近代基于低碳經濟的一場技術革命。可以預見,2010年必將是圍繞新能源大做文章的一年,不僅僅是太陽能/風能發(fā)電、新能源汽車、新能源照明、還有更廣闊的應用等待我們去挖掘。未來新能源產業(yè)的價值鏈將圍繞新能源收集和新能源利用,更有效的收集和開拓新能源的新應用會為半導體廠商開拓新的價值增長點。
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