摘要：本文主要对太阳能光伏路灯各部分元器件及工作原理逐一介绍。由于该项技术较新，文献资料太少，论文中难免存在错误及其他问题。文章受篇幅限止，着重分别介绍太阳能光伏发电、蓄电池、控制器、驱动电路、太阳能路灯设计等五个部分。随着太阳能产业化过程和技术开发的深入，太阳能光伏技术应用前景广阔，将极大地推动我国绿色照明工程的快速发展。希望本文能对一些刚刚接触太阳能光伏路灯的朋友有些帮助。
关键词：城市照明太阳能 光伏发电 应用技术
太阳能光伏路灯驱动电路
太阳能光伏路灯的驱动根据光源和功率的不同可选择直流驱动和交流驱动。直流驱动一般用于LED光源，它采用DC/DC转换器，以恒流驱动方式驱动光源，如电阻限流驱动电路、Boost电路等。高压钠灯需要较高的启动电压触发，因此需用专用镇流器驱动。
目前我国光伏路灯用电系统是交、直流共用，但主要是交流系统。直流系统虽然结构简单，成本低廉，但由于负载直流电压的不同（如12Ｖ、24Ｖ、48Ｖ等），很难实现系统的标准化和兼容性。而且，直流驱动电路的功率损耗严重，不利于大功率LED的驱动。另外，光伏路灯最终将实现与市电并网运行，这就必须采用交流系统。
以下将对逆变器、超高亮LED驱动电路和电子镇流器的工作原理进行简要介绍：
（一）逆变器
逆变器是整流器的反方向转换，逆变器是将直流电转换为交流电。
1、晶闸管逆变器原理
图1为单相并联逆变器原理电路，图（a）中两个开关T1、T2表示两个晶闸管的导通和关断的开关作用，逆变变压器的原边和中心抽头，接直流电源电压U。当晶闸管T1触发导通、T2关断时，电流i1由直流电源的（＋）极→经变压器原边下半绕组→晶闸管T1→直流电源的（－）极构成回路，由于原边绕组电流和磁通由零增加，从而在变压器的原边和副边引起感应电动势。副边负载上得到某一方向的感应电压。当使T1关断和触发晶闸管T2导通时，电流i2由直流电源的（＋）极→经变压器原边上半绕组→晶闸管T2→直流电源的（－）极构成回路。由于i2与i1的方向相反，故在变压器中引起的感应电动势的方向与前者相反。因此当晶闸管T1、T2轮流交替地关断和导通时，在变压器副边的负载上便得到交变电压（矩形波）。如果在电路中接入滤波电抗器，可使输出的交变电压接近于正弦波。控制T1、T2每秒交替导通的次数，以得到所要求频率的交变电压。简单晶闸管并联逆变器如图1（b）所示，图中电容C用于关断晶闸管，因为在此晶闸管为直流开关。
2、逆变电路结构功能
逆变器的核心是逆变开关电路，简称逆变电路。它通过半导体开关器件的导通与关断完成逆变的功能。但一个完整的逆变电路，除了主逆变电路外，还要有控制电路、输入电路、输出电路、辅助电路和保护电路等构成，如图2所示。
各部分电路的主要功能如下：
(1)输入电路。输入电路为主逆变电路提供可确保其正常工作的直流电压。
(2)输出电路。输出电路对主逆变电路输出的交流电的质量(包括波形、频率、电压、电流幅值以及相位等)进行修正、补偿和调理，使之能满足用户要求。
(3)控制电路。控制电路为主逆变电路提供一系列的控制脉冲来控制逆变开关管的导通和关断，并配合主逆变电路完成逆变功能。在逆变电路中，控制电路与主逆变电路同样重要。
(4)辅助电路。辅助电路将输入电压转换成适合控制电路工作的直流电压。它包括多种检测电路。
(5)保护电路。保护电路包括输入过压欠压保护、输出过压欠压保护、过载保护、过流保护、短路保护及过热保护等。
(6)主逆变电路。主逆变电路是由半导体开关器件组成的变换电路，它分为隔离式和非隔离式两大类。变频器、能量回馈等都是非隔离式逆变电路，而UPS、通信基础开关电流等则是隔离式逆变电路。隔离式逆变电路还包括逆变电压器。无论是隔离式或非隔离式主逆变电路，基本上都是由升压电路Boost和降压电路Buck两种电路不同拓扑形成组合而成。这些组合在隔离式逆变器主电路中就构成了推挽式、半桥式和全桥式等形式的电路，其中常见的是后两种。
3、单相电压型逆变电路
(1)半桥逆变电路。半桥逆变电路结构如图3所示.其工作原理为：VT1和VT2栅极信号各半周正偏、半周反偏、互补，u0为矩形波,幅值为Um=Ud/2。I0波形随负载而异，感性负载时工作波形如图3(b)所示。
（a）电路图（b）波形图
VT1或VT2通时，I0和u0同方向，直流侧向负载提供能量。VDI或VD2通时，I0和u0反向，电感中贮能向直流侧反馈，VDI、VD2称为反馈二极管，还使I0连续，又称续流二极管。
半桥逆变电路的优点：简单，使用器件少。
半桥逆变电路的缺点：交流电压幅值Ud/2，直流侧需两电容器串联，要控制两电容器电压均衡。
半桥逆变电路广泛应用于几下瓦以下的小功率逆变电源，而单相全桥、三相桥式都可看成若干个半桥逆变电路的组合。
(2)全桥逆变电路。全桥逆变电路如图4所示，两个半桥电路的组合。VT1和VT4为一对，VT2和VT3为另一对。成对的桥臂同时导通,交替各导通1800。u0波形同图3(b)半桥电路的u0，幅值高出一倍，Um=Ud。I0波形和图3（b）中的I0相同，幅值增加一倍。当电源电压Vd和负载R不变时，桥式电路的输出功率是半桥式的4倍。单相全桥逆变电路的应用最多。（待续）
