摘要：在傳統的太陽能路燈系統中，通常經過防電流倒灌二極管將太陽能板與蓄電池直接相連，這將導致太陽能板的利用效率低，同時容易使蓄電池長期處于欠充滿狀態，造成其使用壽命的縮減。本文在研究太陽電池電路模型的基礎上，提出了一種數模混合的最大功率點追蹤（Maxim Power Point Tracking，簡稱MPPT）策略，它可最大程度地利用太陽能，同時對固態光源LED 的驅動電路做了研究，最后用實驗驗證了該方案的高效性和實用性。

　　1 引言

　　隨著固態光源的發展，LED 的應用已不再僅僅局限于指示燈領域，它憑借壽命長，光效高等優點在現代照明體系中日益凸現優越性。伴隨著光伏技術的發展，大功率高亮度LED 更以其高效、節能而進一步引起了社會各界對該光源的廣泛關注。但目前，LED 太陽能路燈還存在因燈驅動電路導致LED 光衰現象及太陽能利用率不高等不足。業界普遍認為LED的恒流驅動對抑制光衰效果顯著。

　　傳統的太陽能路燈充電系統中，通常經過防電流倒灌二極管將太陽能板與蓄電池直接相連，這將導致太陽能板的工作點偏移最大功率點（MaximPower Point，簡稱MPP），而未有效利用太陽能板的可輸出功率；同時容易使蓄電池因供能不足而長期處于欠充滿狀態，造成壽命縮減。本文在研究太陽電池電路模型的基礎上，分析了恒壓追蹤［1］、擾動觀察［2，3］等最大功率追蹤（MPP Tracking，即MPPT）法，提出了一種數模混合的MPPT 策略，它可使太陽電池的輸出穩定在MPP 附近，從而有效利用了太陽能板可輸出的最大功率。

　　2 太陽電池的電路模型

　　圖1 示出太陽電池的電路模型。通常，材料內部的等效并聯電阻Rsh 值大，而材料內部的等效串聯電阻Rs 值很小。

　　圖1 太陽電池的電路模型

　　圖中Is---由光生伏特效應產生的電流

　　輸出負載RL 上的電壓電流關系為：

　　式中q，k---電子電荷量及波耳茲曼常數

　　A---太陽能板的理想因素，A=1~5

　　T---太陽能板的溫度

　　Ios---太陽能板的逆向飽和電流，與T有關

　　由上述關于太陽能板電路模型的分析可見，太陽電池的輸出是一個隨光照條件及溫度等因素變化的復雜變量。圖2示出太陽電池在標準測試條件下，即光照1kW/m2 ，T=25℃ 時的典型輸出特性。

　　圖2 太陽能板的典型輸出特性曲線

　　太陽能板的輸出開路電壓uoc 和輸出短路電流isc的值由生產廠給出。