[发明专利]一种宽范围输入的户外光储LED高功率密度变换方法

权利要求书

1.一种宽范围输入的户外光储LED高功率密度变换方法，其特征在于，包括MPPT功能的充电部分和LED恒流驱动部分,其MPPT功能的充电部分和LED恒流驱动部分受控于Buck-Boost型的双向主电路设计的同步整流DC-DC变换器和基于MPPT原理改进的PID控制方法；其双向主电路设计如下：包括LED端、PV端、Battery端、电容及其相互串联或并联的驱动开关Q1、Q2、Q3、Q4、Q5，并设置有3种工作方式：

（1）Buck工作，电感电流iL一直保持大于零，Q1工作Q2不工作，由PV端流至Battery端, iL不断增加直至t=ton时，Q1截止，D2续流工作，Q2无电流通过；

（2）Boost工作，电感电流iL一直保持小于零，由Battery端流向LED端，在ton到T时，Q2工作Q1不工作，iL不断增加，当达到T时刻时，Q2截止停止工作，D1续流工作，Q1无电流通过；

（3）交替工作，电感电流iL正负交替出现:在t0-t1时刻，Q1导通工作，在t1-ton时刻，Q1导通同时有电流通过，D2续流，iL会不断变小且值依然大于零；在ton-T时刻，Q2导通且有电流流过，iL不断上升但值小于零；

其基于MPPT原理改进的PID控制方法如下：

S1：输入给定量R，并将R值设定为零；

S2：设定PID控制器的输入量，即系统偏差量负的dp/du；

S3：PID控制器调节DC-DC变换器PWM波的占空比来改变光伏电池的输出等效负载，实现最大功率点跟踪。

2.根据权利要求1所述的一种宽范围输入的户外光储LED高功率密度变换方法，其特征在于，基于Buck-Boost型的双向主电路的工作模式设置有两种，即降压模式和升压模式；其降压模式为能量由PV流动到Battery时，电源端为PV端，Q1驱动，Q3、Q4打开，Q5关闭，组成Buck降压电路；升压模式为由Battery流动到LED时，电源端是Battery，此时Q2驱动，Q3、Q5打开，Q4关闭，组成Boost升压电路。

3.根据权利要求1所述的一种宽范围输入的户外光储LED高功率密度变换方法，其特征在于，MPPT功能的充电部分包括MPPT充电模式、恒压均充模式、恒压浮充模式、等待模式、准备放电模式和准备充电模式。

4.根据权利要求1所述的一种宽范围输入的户外光储LED高功率密度变换方法，其特征在于，LED恒流驱动部分包括第一时间段恒流驱动模式、第二时间段恒流驱动模式和第三时间段恒流驱动模式。

5.根据权利要求1所述的一种宽范围输入的户外光储LED高功率密度变换方法，其特征在于，DC-DC变换器正向运行时，充电环路采用Buck型拓扑结构，对蓄电池进行MPPT、恒压、恒流相结合的三阶段充电方法；当DC-DC变换器反向运行时，放电环路采用Boost型拓扑结构，实现LED灯的恒压输出，并具有PWM调光功能。