论文摘要
当今世界,由于世界经济的高速发展对能源的过分需求,传统能源已日益枯竭。据估计,到2050年左右,右油资源将会开采殆尽,如果新的能源体系尚未建立,能源危机将席卷全球。在我们国家,随着“节能减排”、“开发利用可再生能源”等号召的提出,以及一系列相关政策和法规出台,利用风能和太阳能发电的风光互补供电系统在国内得到广泛的应用。同时,另一个产品LED应用系统因其节能环保而受到大众的青睐。自从1968年第一批LED开始进入市场以来,至今已经有45年的历史。LED应用系统中的LED点阵显示屏等技术已在日常生活处处可见。我国疆土辽阔,平原多,风能和太阳能资源丰富,对于风光互补供电系统的应用非常有利。而LED应用系统本身就属于节能产品,耗电不高,很适合通过风光互补供电。故利用该特性,研究其在为LED应用系统供电及控制方面有一定的可行性和应用前景。本文对风能和太阳能以及LED应用系统的研究现状做了分析,分别对风机控制器、太阳能控制器、逆变器、LED显示屏等控制电路以及最大功率点跟踪策略（MPPT）进行相关的实验研究并做相应的技术阐述。以上述为前提,设计了以STM32F103VET6控制器为核心的控制系统。系统控制器硬件部分,风机采用TL494设计一个boost升压型电路将风机输出的电压升至26V,给24V蓄电池充电；太阳能光伏组件部分,设计一个由PWM控制开关管IRF3205中内部的通断为主要构成核心的DC-DC变换器。逆变器采用SG3525加TDS2285的方案,由SG3525构成的前级实现直流升压,TDS2285构成的后级通过SPWM调制的方式将前级升压后的直流电转换成50Hz的交流电。系统状态监控部分使用传感器加分压电路形式,电流采集用传感器ACS712、电压采集使用高精度电阻分压、温度采集使用AD590温度传感器。LED屏的软硬件设计部分讲述了74HC154加74HC595为行列控制核心的LED点阵单元体设计过程、介绍了控制LED显示屏显示内容的串口通信上位机的使用、对LED点阵显示屏的亮度控制等方面做了一定的研究和分析、STM32F103VET6控制器通过对外界光照度信息的实时采集,利用PWM输出的方式控制LED显示屏的亮度在“电流最大”、“电流中等”、“电流最小”等三种模式切换。该系统经测试,分别测得LED屏在以上三种模式下的功耗为113.6W、112W和86.4W,能够完成风光互补供电及随环境变化合理控制LED屏亮度的功能。