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一、前言 目前我国光伏发电系统主要是直流系统，即将太阳电池发出的电能给蓄电池充电，而蓄电池直接给负载供电，如我国西北地区使用较多的太阳能户用照明系统以及远离电网的微波站供电系统均为直流系统。此类系统结构简单，成本低廉，但由于负载直流电压的不同（如１２Ｖ、２４Ｖ、４８Ｖ、等），很维实现系统的标准化和兼容性，特别是民用电力 ，由于大多为交流负载，以直流电力供电的光伏电源很难作为商品进入市场。另外，光伏发电最终将实现并网运行，这就必须采用成熟，今后交流光伏发电系统必将成为光伏发电的主流。二、光伏发电系统对逆变电源的要求 采用交流电力输出的光伏发电系统，由光伏阵列、充放电控制器、蓄电池和逆变电源四部分组成（并网发电系统一般可省去蓄电池），而逆变电源是关键部件。光伏发电系统对逆变电源要求较高：（１）要求具有较高的效率。由于目前太阳电池的价格偏高，为了最大限度地利用太阳电池，提高系统效率，必须设法提高逆变电源的效率。要求具有较高的可靠性。目前光伏发电系统主要用于边远地区，许多电站无人值守和维护，这就要求逆变电源具有合理的电路结构，严格的元器件筛选，并要求逆变电源具备各种保护功能，如输入直流极性接反保护，交流输出短路保护，过热，过载保护等。要求直流输入电压有较宽的适应范围，由于太阳电池的端电压随负载和日照强度而变化，蓄电池虽然对太阳电池的电压具有钳位作用，但由于蓄电池的电压随蓄电池剩余容量和内阻的变化而波动，特别是当蓄电池老化时其端电压的变化范围很大， 如１２Ｖ蓄电池，其端电压可在１０Ｖ～１６Ｖ之间变化，这就要求逆变电源必须在较大的直流输入电压范围内保证正常工作，并保证交流输出电压的稳定。在中、大容量的光伏发电系统中，亿光达电子交流恒流源电流源,恒流源电路图相关，逆变电源的输出应为失真度较小的正弦波。这是由于在中、大容量系统中，若采用方波供电，则输出将含有较多的谐波分量，高次谐波将产生附加损耗，许多光伏发电系统的负载为通信或仪表设备，这些设备对电网品质有较高的外，当中、大容量的光伏发电系统并网运行时，为避免铎公共电网的电力污染，也要求逆变电源输出正弦波电流。三、逆变电源的原理与电路结构 逆变电源将直流电转化为交流，其电路原理所示、功率晶体管Ｔ１、Ｔ３和Ｔ２、Ｔ４交替开通得到交流电力，若直流电压较低，则通过交流变压器升压，亿光达电子交流恒流源电流源,恒压源相关，即得到标准交流电压和频率。对大容量的逆变电源，由人直流母线电压较高，交流输出一般不需要变压器升压即能达到２２０Ｖ，在中、小容量的逆变电源中，由于直流电压较低，如１２Ｖ、２４Ｖ，就必须设计升压电路。 中、小容量逆变电源一般有推挽逆变电路、全桥逆变电路和高频升压逆变电路三种其主电路的推挽电路，将升压变压器的中性抽头接于正电源，两只功率管交替工作，输出得到交流电力，由于功率晶体管共地边接，驱动及控制电路简单，另外由于变压器具有一定的漏感，可限制短路电流，因而提高了电路的可靠性。其缺点是变压器利用率低，带动感性负载的能力较差。 所示的全桥逆变电路克服了推挽电路的缺点，功率晶体管T1、T4和T2、T3反相，T1和T2相位互差180度。调节T1和T2的输出脉冲宽度，输出交流电压的有效值即随之改变。四只功率晶体管的控制信号和输出波形如图６所示，由于该电路具有能使T2和T4共同导通的功能，因而具有续流回路，即使对感性负载，输出电压波形也不会畸变。该电路的缺点是上、下桥臂的功率晶体管不共地，因此必须采用专门驱动电路或采用隔离电源。另外，为防止上、下桥臂发生共同导通，在T1、T4及T2、T3之间必须设计先关断后导通电路，即必须设置死区时间，其电路结构较复杂。　 推挽电路和全桥电路的输出都必须加升压变压器，由于工频升压变压器体积大，效率低，价格也较贵，随着电力电子技术和微电子技术的发展，采用高频升压变换技术实现逆变，可实现高功率密度逆变，这种逆变电路的前级升压电路采用推挽结构，但工作频率均在２０ＫＨＺ以上，升压变压器采用高频磁芯材料，因而体积小／重量轻，高频逆变后经过高频变压器变成高频交流电，又经高频整流滤波电路得到高压直流电（一般均在３００Ｖ以上）再通过工频逆变电路实现逆变。 采用该电路结构，使逆变虬路功率密度大大提高，逆变电源的空载损耗也相应降低，效率得到提高，该电路的缺点是电路复杂，可靠性比上述两种电路低。四、逆变电路的控制电路 上述几种逆变电源的主电路均需要有控制电路来实现，一般有方波和正弱波两种控制方式，方波输出的逆变电 源电路简单，成本低，但效率低，谐波成份大。正弦波输出是逆变电源的发展趋势，随着微电子技术的发民，有ＰＷＭ功能的微处理器也已问世，因此正弦波输出的逆变技术已经成熟。１、方波输出的逆变电源目前多采用脉宽调制集成电路，如ＳＧ３５２５，ＴＬ４９４等。实践证明，采用ＳＧ３５２５集成电路，并采用功率场效应管作为开关功率元件，能实现性能价格比较高的逆变电源，由于ＳＧ３５２５具有直接驱动功率场效应管的能力（图７）并具有内部基准源和运算放大器和欠压保护功能，因此其外围电路很简单。２、正弦波输出的逆变电源控制集成电路 正弦波输出的逆变电源，其控制电路可采用微处理器控制，如INTEL公司生产的80C196MC、摩托罗拉公司生产的MP16以及MI－CROCHIP公司生产的PIC16C73等，这些单片机均具有多路ＰＷＭ发生器，并可设定上、上桥臂之间的死区时间，采用INTEL公司80C196MC实现正弦波输出的电路如图８所示，80C196MC完成正弦波信号的发生，并检测交流输出电压，实现稳压。五、逆变电源主电路功率器件的选择 逆变电源的主功率元件的选择至关重要，目前使用较多的功率元件有达林顿功率晶体管（ＢＪＴ），功率场效应管（ＭＯＳＦＥＴ），绝缘栅晶体管（ＩＧＢＴ）和可关断晶闸管（ＧＴＯ）等，在小容量低压系统中使用较多的器件为ＭＯＳＦＥＴ，因为ＭＯＳＦＥＴ具有较低的通态压降和较高的开关频率，在高压大容量系统中一般均采用ＩＧＢＴ模块，这是因为ＭＯＳＦＥＴ随着电压的升高其通态电阻也随之增大，而ＩＧＢＴ在中容量系统中占有较大的优势，而在特大容量（１００ＫＶＡ以上）系统中，一般均采用ＧＴＯ作为功率元件。

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　　创新类LED照明灯具除了在照明功能的优化，还大胆采用了新材料、新技术、新应用。比如灯体材料方面，原来是铝合金外壳更改为塑包铝或全塑；光学材料方面，原来是PC罩的改为玻璃罩；驱动电源方面，原来是隔离电源先改为非隔离电源，再改为电子整流桥堆(阻容降压)，再到性能极佳的高压线性；光源方面，原来局限于大功率1W/颗的光源，派生出中、小功率光源(SMD 2835、3014、3528、5730等)；封装方面，正装、倒装、CSP、Wicop；垫底方面，蓝宝石、炭化硅；灯具方面，高功率、远投光、情趣、情景、摇控、遥感、遥测、智能、智慧；系统方面，APP、WIFI、蓝牙、ZIGBEE等等。   本交流恒流源（交流电流源）为全数字化调整输出电流，输出为硬件恒流+软件自动补偿跟踪，可以有效防止温漂造成电流变化！可用于高精度驱动电流互感器，低阻抗线圈，校准仪器仪表，调试放大器等场合！ 近些年来，LED领域出现了诸如高亮度LED(HB-LED)这样的进展，这些技术进展已经很快地应用于汽车、建筑物和街道照明等终端市场。而且，在最新驱动器技术的配合下，高性能LED照明变得比传统的照明形式更加可靠及高效，在市场上也越来越普及。　　但由于缺乏标准化，LED的驱动及控制方式多种多样。许多应用所使用的方案并未顾及LED的特殊需要。有些方式虽然能够应对新的认证需要，但并不能提供极佳的系统方案。因此，市场上存在针对特定应用解决方案的机会和需求。　　系统方案　　安捷伦科技现已退休的科学家Roland Haitz博士曾强调：照明领域——实质上已是整个电子产业发展的一个重点。他说道，“虽然爱迪生只是第38位发明基于灯丝的电灯的人，但他是第1个提供整个照明系统的人。”HB-LED的存在，创造了替代现有多缺点照明技术的巨大机会。然而，与Haitz博士的观点一致，我们认为需要系统的方案来实现这个理念，即让HB-LED系统替代灯丝、荧光灯管甚至是卤素和氙气照明等传统照明系统。　　固态HB-LED照明系统的主要组件可以简单地划分为电源转换、控制及驱动、热管理、光学，当然还包括LED本身。没有完整提供及应用这些组件中任何一个，给定的HB-LED照明系统就不能高效工作。例如，没有使用透镜和导光板来对光源对焦(focusing)及处理，就无法符合应用的照明规格。同样，如果没有慎重考虑及应对热管理问题，由于LED接面温度急升至远高于组件的最高额定工作温度，就会严重影响系统工作寿命。　　HB-LED照明系统中的电压源会随着应用类型的差异而不同。对于建筑及楼宇应用而言，我们通常可以预估供电电压为交流电源。与此同时，户外照明可能采用交流电源、12V铅酸电池等未稳压电源或者太阳能供电。而就汽车应用而言，电源通常是12V电池。　　尽管有可能采用电压源来驱动LED而不使用某种类型的电源转换，但这并非一个好主意，因为正常的电压波动会导致LED电流大幅变化。顾及电压/电流(V/I)曲线极为陡峭以及不同批次LED的正向电压(通常高于1V)差异较大等因素，使用隔离或非隔离电源转换段就是非常必要的了。　　LED稳流　　LED驱动器的主要功能就是限制电流，而不论何种输入条件及多种工作条件下正向电压如何变化。驱动器本身以及整体系统方案必须符合应用在能效、电流容限、外形因子、尺寸、成本及安全性等方面的要求。所选择的方案还必须易于应用及足够强固，苏州亿光达电子有限公司,亿光达电子,以满足特定应用的极端环境条件。　　设计人员根据其应用的不同细节，可以选择三种不同的基本稳压器拓扑结构，它们是：　　● 降压(Buck)—所有工作条件下最小输入电压(Vin)都始终大于LED串的最大工作电压时采用。　　● 升压(Boost)—所有工作条件下最大输入电压(Vin)都始终小于LED串最小工作电压时采用。　　● 降压-升压(Buck-Boost)或单端初级电感转换器(SEPIC)—输入与输出电压之间有交迭时采用。耦合电感方面的进步使这些方案更易于应用在同等尺寸的降压或升压拓扑结构中。一旦掌握，SEPIC拓扑结构就能够提供比其他常用拓扑结构更多的优势，也能够提供更高能效、更小外形及更低成本。　　LED稳流方案的分类　　1 电阻　　电阻是最简单、最低成本的稳流方案。在实践中，它们并不是一种实用的解决方案，因为它们依赖于电池电压，导致LED亮度变化，能效低和必要的昂贵成本，并且需要耗时耗力的LED编码。　　2 线性稳压器　　线性稳压器易于设计，能够提供有效的稳流及过流保护，并且提供外部电流设定点，是一种“中等的”HB-LED系统稳流方案。然而，在当今这个节能意识很强的时代，对于许多装置，特别是街道照明、建筑物及电池供电应用而言，设计人员可能会认为它们耗电太多及能效低到不可接受。而能效低的线性稳压器几乎都会有热管理问题，这通常需要采用某种形式的散热片，但会增加整体设计的尺寸及成本。　　3 开关稳压器　　开关稳压器是最昂贵及技术最复杂的LED电流控制方案。它们与线性稳压器及简单的电阻稳流方案不同，易受电磁干扰(EMI)影响，为设计人员带来了另外一项需要克服的挑战。然而，开关稳压器能效很高，且能为应用提供亮度控制功能。对于中到大功率方案而言，或者应用需要处理宽输入电压范围，开关稳压器是唯一可行的选择。　　4 恒流稳压器　　2引脚及3引脚恒流稳压器(如安森美半导体开发的)能够提供比线性稳压器和开关稳压器更简单及更低成本的方案，而且比电阻方案更具性能优势。2引脚组件提供固定输出，而3引脚版本提供采用简单的外部电阻来设定输出的功能。其输出电流值介于20～150mA之间，最大工作电压为45V，确保能够承受电池负载突降电压。　　使用恒流稳压器就像使用线性及开关稳压器一样，确保在它们支持的宽LED电压范围下提供恒定亮度。它们还保护LED在较高输入电压时免受过驱动影响，并大幅降低或完全消除成本高昂、问题很多的LED库存编码问题。达40V的宽输入电压范围支持多种应用条件下的工作，承受相关的供电电压波动。恒流稳压器可以配置为降压、升压或SEPIC拓扑结构。如果驱动的LED串的电流高于单个恒流稳压器能够支持的范围，就可以并联这些组件来提供解决方案。　　LED发射的光与其平均输出电流成正比。恒流稳压器还能控制这个电流，提供额外的光输出调节功能。可以采用模拟调光或数字脉冲调变技术来提供调光功能。模拟调光方案结合输入PWM信号及反馈电压，从而降低平均输出电流。数字调光方案使用输入PWM信号来抑制稳压器的开关，并降低平均输出电流。典型调光频率为 200～1000Hz，因为人眼不能看清高于200Hz频率时的细微变化，但可察觉低于这个频率时的细微变化。　　结语　　HB-LED有潜能成为多种多样照明应用的主力军。将HB-LED照明与其他照明技术相比时，电源能效、长寿命及设计多样性仅是我们正面平价的一部分。随着特定用途恒流稳压器的发展，更佳的多用途(all-round)系统方案将会诞生。