均流集成電路

㈠ 均流電路工作原理

Droop法均流開關電源變換技術(圖)
作者：航天科技集團五院五一○所 劉克承 王衛國 郭祖佑 日期：2006-1-1
對Droop法均流變換技術做了理論分析，建立了並聯供電的熱備份開關變換器的電路模型，進行了電路分析並給出了驗證結果
引言
航天用電源系統的發展方向之一是用分布式電源系統代替集中式電源系統，其好處是使供配電系統設計簡化，提高系統的整體可靠性。在分布式供配電系統中應用的DC/DC變換器為了進一步提高自身可靠性，一般採用並聯備份方式，形成可靠性並聯系統。
國內目前星上應用的DC/DC變換器常用的並聯備份方式為冷備份方式(主份承擔全部輸出功率，主份出現故障，需遙控指令進行主備份切換)、溫備份方式(主份承擔全部輸出功率，主份出現故障，備份自動輸出工作)。
國外有資料表明，電子元器件在工作溫度超過50℃時的壽命是常溫25℃時的1/6，或者說電子元器件的失效率隨溫度升高大大增加。為了更進一步提高 DC/DC變換器工作壽命和可靠性，主要影響DC/DC變換器壽命的功率器件要合理設計使用工作應力，在並聯供電系統中實現熱備份方式(主備份同時工作， 各承擔部分輸出功率)。
本文主要通過對Droop法DC/DC變換器並聯均流技術的研究，設計了一種基於反激式電路拓撲的兩個DC/DC變換器並聯輸出的均流變換器。
單端反激電路的電路拓撲及工作原理
• 電路拓撲

圖1 反激式變換器

反激式變換器是在基本Buck－Boost變換器中插入變壓器形成的，線路組成見圖1所示。變壓器原邊繞組其實是充當一個儲能電感的作用，後文將敘述到初級電感量的設計將影響到反激式變換器的工作模式。

電路工作的第一階段是能量存儲階段，此時開關管Tr導通，原邊繞組電流Ip的線性變化遵循式(1)。

(1)

電路工作的第二階段是能量傳送階段，此時開關管Tr關斷，原邊電流為零，副邊整流二極體D導通，出現感生電流。並且按照功率恆定原則，副邊繞組安匝值與原邊安匝值相等。副邊繞組電流Is遵循式(2)。

(2)

其中為副邊繞組電壓，為變壓器副邊的等效電感。
• 電路工作模式

(1)工作模式改變的條件

如圖1所示的變換器，設開關管導通占空比為D1，二極體導通占空比為D2，工作周期為Ts，按穩態電感電流增量相等原則有：

(3)

連續模式時，D1期間(開關管導通，二極體截止)存儲在L上的能量在D2期間(開關管截止，二極體導通)沒有完全放完，故有：

(4)

不連續模式時，D1期間(開關管導通，二極體截止)存儲在L上的能量在小於D2期間(開關管截止，二極體導通)已完全放完，故有：

(5)

從而可以推導臨界連續的條件是：
D1+D2=1且每周期開始時的IP=0
故有：

(6)

其中，Lc為臨界連續的電感值。
代入式(3)有：

(7)

利用狀態空間平均法可以建立CCM模式下的反激變換器的小信號模型，如圖2所示。

圖2 CCM模式下的反激變換器的小信號模型

從中可以導出開環輸出阻抗為：

(8)

其中

由式(8)可以看出，對設計好的Buck-Boost變換器，其輸出阻抗僅為開關管導通比的函數。通過PWM控制開關管的導通占空比D，就可以控制變換器的開環輸出阻抗。
Droop法均流原理
分布式電源系統並聯使用的好處是可以實現電源模塊化和標准化系統設計，可以實現冗餘設計，提高系統的可靠性。但同時要求並聯的電源之間採取均流(Current-sharing)措施，以保證並聯電源模塊之間的電流應力和熱應力均勻分配。
Droop法又叫改變輸出內阻法、斜率控製法、電壓下垂法、外特性下垂法、輸出特性斜率控製法，線路簡單，易於實現；均流精度不高，適用於電壓調整率要求不高的並聯系統。

圖3 開關電源電路模型

圖4 開關電源的輸出曲線
如圖3所示的單個開關電源，它的輸出特性曲線如圖4所示，其輸出電壓Vo與負載電流Io的關系為：

(9)

圖5 兩台開關電源並聯的電路模型
當兩台開關電源按圖5並聯時，每個開關電源的負載電流為：

(10)

(11)

其中

圖6 並聯後開關電源的外特性斜率
從圖6顯見，外特性斜率小(即輸出阻抗小)的電源，分配電流的增長量比外特性斜率大的電源增長量大。
Droop法實現均流的主要手段就是利用電流反饋調節每個變換器的外特性斜率，使並聯變換器的輸出阻抗接近一致，從而達到輸出均流。
由前文所述，反激電路的輸出阻抗為開關管導通占空比的函數，因此用反激電路實現Droop法均流的途徑，應該通過電流檢測信號控制開關管導通占空比來實現，或者說電流檢測信號要參與PWM控制。
本文用Droop法設計了兩個12V輸出的並聯DC/DC變換器，結構如圖7所示，技術指標要求如下。

圖7 Droop法均流DC-DC設計原理框圖
輸入電壓：17V～32VDC；
輸出電壓：12VDC；
輸出最大功率：30W；
工作頻率：200kHz。
電壓調整率：小於±3%；
負載調整率：小於±3%；
效率：大於70%；
紋波：於70mV。
設計結果
● 負載調整率
本文研究的反激式變換器的輸出方式是離線式設計，而且電壓采樣信號沒有從輸出端直接采樣，而是採用了磁隔離采樣技術。這種設計可以不藉助啟動隔離電 路和隔離驅動電路而實現離線式輸出，線路簡單，但帶來的缺點是負載調整率做不到很高。理論上很難把負載調整率做到±5%，有關文獻介紹這種 設計(輸出12V，電流從0.1～0.3A變化)可以實現的負載調整率±3%，本設計經過一些有效的措施，使得負載調整率在負載電流從 0.1～1.3A變化時達到±3%。
1. 變壓器耦合

由於電壓采樣信號是通過變壓器電壓采樣信號繞組耦合輸出電壓變化信號得到的，故信號耦合的好壞直接影響到輸出電壓負載調整率的好壞。經過反復試驗，得到兩點實踐經驗：
1. 變壓器的繞制採用「三明治」式繞法，即初級繞組先繞一半，再繞次級繞組，繞後再將初級繞組剩餘的匝數繞完，將次級繞組包裹在裡面，這樣漏感最小，見圖8所示。

圖8 變壓器的繞制方法

2. 輸出繞組和電壓采樣繞組並繞以實現最佳耦合效果。
2. 工作模式

經過試驗發現，電路工作模式的不同對負載調整率影響也很大。當電路設計原邊電感較大，工作於連續模式(CCM)時，使得負載變化引起的電流信號(峰值電感電流)波形斜率比較平(變化率小)，影響輸出電壓負載調整率；而電路工作於不連續模式(DCM)時，又影響效率。

所以經過反復試驗，電路設計原邊電感適中(變壓器初級匝數調整為6匝)，電路工作於臨界連續模式，結果對輸出電壓負載調整率有一定改善。
3. 電壓采樣信號

試驗中還發現，減小電壓取樣繞組的輸出阻抗等效於對電壓采樣信號有一定的放大效果，可以一定程度地改善輸出電壓負載調整率，如圖9所示。

圖9 減小電壓取樣繞組的輸出阻抗可改善輸出電壓負載調整率
結論
根據本文的有關研究和討論，以及結合設計中遇到的實際問題的解決，所設計的單端反激熱備份均流開關電源性能比較好，各項輸出參數見表1。

表1
兩個並聯DC-DC變換器的均流結果見圖10。

圖10 兩個並聯DC-DC變換器的均流結果
從結果來看,由於DC/DC1的輸出阻抗小於DC/DC2的輸出阻抗，穩態調整的結果DC/DC1的輸出電流始終大於DC/DC2 的輸出電流，輸出電流的不平衡度為12.78%左右。
可以通過串聯電阻調節DC/DC1的輸出阻抗,能進一步降低不平衡度，但這樣一來輸出效率下降，二來導致輸出負載調整率增大。
從設計結果看，基本實現了熱備份DC/DC輸出，整體效率和各項指標比較好地達到了設計要求。
參考文獻
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㈡ 7815穩壓集成塊可以並聯嗎

可以的 不過電路圖忘了

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摘要：提出了一種簡單有效的限流保護電路，論述了該保護電路應用於寬范圍輸入正激變換器和寬范圍輸入反激變換器時工作狀況的區別，並給出了一個適用於寬范圍輸入反激變換器的補償電路。最後的實驗結果驗證了限流保護電路及補償電路的工作原理及其有效性。 關鍵詞：過流保護；正激；反激引言過流保護電路是電源產品中不可缺少的一個組成部分，根據其控制方法大致可以分為關斷方式和限流方式...

[圖文18]混合邏輯電平的介面技術
摘要：介紹了3.3和5.0邏輯電平、RS-C邏輯電平、LDS的電特性，討論了它們相互間的介面技術。 關鍵詞：介面 邏輯電平 電源變換在功耗低、體積小的攜帶型設備（蜂窩、PDA、筆記本電腦、數字相機等）的應用需求驅動下，越來越多的半導體器件採用低電壓設計技術，很多半導體器件廠家紛紛推出3．3和2．5等一系列超低功耗集成電路。這樣使很多低電...

[圖文18]基於柔性鎖相環路的動態電壓恢復器控制方案的研究
摘要：動態電壓恢復器（DR）是一種新型電能質量調節裝置，它能有效抑制電網電壓波動對敏感負載的影響。介紹了應用於DR的一種新型的鎖相技術—柔性鎖相環路〔soft phase locked loop(SPLL)〕和以此為基礎的控制方案。 關鍵詞：動態電壓恢復器；鎖相技術；電壓跌落 1 概述動態電壓恢復器（dynamic voltage restorers簡稱D...

[圖文18]基於交流永磁同步電機的全數字伺服控制系統
摘要：根據永磁同步電機的數學模型和矢量控制原理，通過模擬和實驗研究，出一套基於DSP控制的伺服系統，並給出了相應的實驗結果驗證該系統的可行性。 關鍵詞：永磁同步電機；矢量控制；數字處理器引言目前，交流伺服系統廣泛應用於數控機床，機器人等領域，在這些要求高精度，高動態性能以及小體積的場合，應用交流永磁同步電機（PM）的伺服系統具有明顯優勢。PM本...

[圖文18]兩種優化開關模式在高頻SPWM逆變電源中的應用
摘要：針對數字化高頻空間矢量脈寬調制（SPWM）逆變電源的特殊要求，對SPWM演算法進行了改進，並提出兩種適用於高頻SPWM演算法的優化開關模式。最後分別採用純軟體方法和硬體結合DSP內部空間矢量PWM集成硬體的混合方法，來實現兩種優化開關模式在一高頻SPWM逆變電源樣機中的應用。該樣機採用TMSLFA構成的最小控制系統，可輸出0～Hz連續可調的三相交流電。 &nbs...

[圖文18]次級控制的單端正激變換器
摘要：對比了初級控制的單端拓撲與次級控制的半橋拓撲的異同，給出了次級控制的單端正激變換器拓撲。並介紹了一個由初級啟動控制器UCC實現的實際電路及其實驗結果。 關鍵詞：單端正激變換；初級控制；次級控制；啟動控制器；脈沖邊緣傳輸引言近幾年來，隨著電子及信息產業進一步向小型化、智能化發展，電源在這些產品中的地位越來越重要。開關電源以其體積小、重量輕、效率高得...

[圖文18]功率因數校正(PFC)的數字控制方法
摘要：控制技術的數字化是開關電源的發展趨勢。相對於傳統的模擬控制技術，採用數字控制技術的功率因數校正（PFC）具有顯著的優點。詳細討論了採用數字處理器（DSP）作為控制核心時的設計事項和方法，最後提出了數字控制技術有待解決的問題。 關鍵詞：數字控制；數字處理器；功率因數校正；開關電源引言電力電子產品的廣泛使用，對電網造成了嚴重的諧波污染。這使得功率因數...

[圖文18]單級功率因數校正在AC-PDP開關電源小型化設計中的應用
摘要：傳統的交流等離子顯示器（AC-PDP）開關電源採用的是功率因數校正加DC/DC變換的兩級電路。針對其結構復雜，體積較大的缺點，設計了一種單級功率因數變換器，實現了小型化的目的。 關鍵詞：單級功率因數校正；反激變換；彩色交流等離子顯示器引言隨著社會信息化的不斷發展以及先進工藝的不斷提高，作為大屏幕壁掛式電視和高質量多媒體信息顯示的終端——彩色交流等離子...

[圖文18]一種具有恆功率控制的單級功率因數校正電路
摘要：提出了一種具有恆功率控制的單級功率因數校正電路。該電路功率因數校正級工作在電流斷續模式，具有較低的總諧波畸變和較高的功率因數。該電路的直接能量傳遞方式降低了直流母線電壓並且提高了電路的效率。採用恆功率控制方式使得電路具有良好的輸出特性。並通過模擬和實驗結果證明了電路的可行性。 關鍵詞：變換器；單級功率因數校正；恆功率控制引言近年來，功率因數校正（PFC）...

[圖文18]改進的單級功率因數校正AC/DC變換器的拓撲綜述
摘要：單級功率因數校正(簡稱單級PFC)由於控制電路簡單、成本低、功率密度高在中小功率場合得到了廣泛的應用。但是，單級PFC中存在一些問題，如儲能電容電壓隨輸入電壓和負載的變化而變化，在輸入高壓或輕載時，電容電壓可能達到上千伏；變換器的效率低；開關損耗大等缺點。介紹了幾種改進的拓撲結構以解決這些問題。 關鍵詞：功率因數校正；AC/DC變換器；單級 1 概述為了減...

鋰離子電池的發展趨勢2
摘要：綜述了鋰離子電池的發展趨勢，簡述了鋰離子電池的充放電機理理論研究狀況，總結歸納了作為核心技術的鋰電池正負電極材料的現有的制備理論和近來發展動態，評述了正極材料和負極材料的各種制備方法和發展前景，重點介紹了目前該領域的問題和改進發展情況。 關鍵詞：鋰離子電池；電極材料；電循環容量；嵌鋰化合物引言電子信息時代使對電源的需求快速增長。由於鋰離子...

[圖文18]鋰離子電池的發展趨勢
摘要：介紹了將電源模塊並聯，並構成冗餘結構進行供電的好處，講述了幾種傳統的並聯均流電路，討論了各種方式下的工作過程及優缺點，並對均流技術的發展做了展望。 關鍵詞：並聯；冗餘；均流 1 概述隨著電力電子技術的發展，各種電子裝置對電源功率的要求越來越高，對電流的要求也越來越大，但受構成電源模塊的半導體功率器件，磁性材料等自身性能的影響，單個開關電源模塊的輸出參數（如...

[圖文18]蓄電池充電方法的研究
摘要：針對蓄電池的特點，研究了蓄電池充放電過程中的極化現象，提出和了幾種充電方式，並展望了其發展前景。 關鍵詞：蓄電池；充電；極化引言鉛酸蓄電池由於其成本低，容量大，價格低廉而得到了廣泛的使用。但是，若使用不當，其壽命將大大縮短。影響鉛酸蓄電池壽命的因素很多，而採用正確的充電方式，能有效延長蓄電池的使用壽命。研究發現：電池充電過程對電池壽命影響最大...

[圖文18]電源系統中多個子系統之間的電磁兼容問題
摘要：通過一個實例了在一個電源系統中多個子系統之間出現的電磁兼容問題，並且給出了解決方案。同時也提供了布局中應注意的細節問題。 關鍵詞：電源；子系統；電磁兼容引言電子產品間會通過傳導或者輻射等途徑相互干擾，導致電子產品不能正常工作。因此，電磁兼容在電源產品設計中處於非常重要的地位，若處理不當會帶來很多麻煩。開關電源是一個很強的騷擾源，這是由於開關管以很...

[圖文18]PWM控制電路的基本構成及工作原理
摘要：介紹了PWM控制電路的基本構成及工作原理，給出了美國Silicon General生產的高性能集成PWM控制器SG的引腳排列和功能說明，同時給出了其在不間斷電源中的應用電路。 關鍵詞：PWM SG 控制器引言開關電源一般都採用脈沖寬度調制（PWM）技術，其特點是頻率高，效率高，功率密度高，可靠性高。然而，由於其開關器件工作在高頻通斷狀...

[圖文18]解析幾種有效的開關電源電磁干擾的抑制措施
摘 要 本文先了開關電源產生電磁干擾的機理, ,就目前幾種有效的開關電源電磁干擾措施進行了比較，並為開關電源電磁干擾的進一步研究提出參考建議。 關鍵詞 開關電源 電磁干擾 抑制措施&...

[圖文18]鎖相放大技術在蓄電池內阻檢測中的應用
摘要：介紹了鎖相放大技術的基本原理以及採用交流注入法在線測量蓄電池內阻的裝置，詳細介紹了該裝置的工作大批量採用鎖相放大技術實現內阻測量實際電路。在該裝置中通過採用平衡調制解調晶元AD有效地抑制了雜訊和干擾，並且簡化了設計。 關鍵詞：蓄電池內阻 交流注入法 鎖相放大 AD 國內外的科研人員通過大量的實驗發現，蓄電池的內阻與容量有著密切的關系，根據蓄電池內阻...

[圖文18]SA三相PWM發生器的原理與應用
摘要：SA是英國MITEL推出的三相PWM發生器集成晶元。該晶元採用全數字化操作，工作方式靈活、頻率范圍寬、精度很高?並可與微處理器介面以實現智能化控制。文中介紹了該晶元的內部結構、引腳功能、主要特點和工作原理，給出了典型的應用電路。 關鍵詞：PWM發生器；SA；微處理器1 SA的功能特點PWM控制技術是通過控制電路按一定規律來控制...

[圖文18]新一代單片PFC+PWM控制器
摘要：CM是美國CMC半導體生產的新一代單片PFC+PWM控制器，該晶元採用了LETE（同步前沿PFC／後沿PWM技術）等多項專利技術，從而減小了電路中的濾波電容值且不再需要前饋電阻，同時具有綠色模式、軟啟動、故障檢測、欠壓、過壓保護等功能，其主動式PFC（功率因子校正）可使功率因子接近於1。文中介紹了CM的主要特點、引腳功能及內部結構，給出電壓模式及電流模式的應用電路。 ...

[圖文18]4A高效化學電池充電器控制LTC
摘要：LTC是一種同步電流模式PWM降壓轉換開關電池充電控制器。該控制器的充電電流可編程，輸出電流不小於4A，效率達96％，輸出電壓范圍為3～28，適合於對多化學電池充電器的控制。文中介紹了LTC的功能特點?給出了它的應用電路。 關鍵詞：頻率合成器；分頻器；電荷泵；LTC 1 概述LTC是美國凌特生產的一種恆流／恆壓多化學...

[圖文18]用負阻原理設計高穩定度CO
摘要：介紹了利用負阻原理、採用改進型克拉潑電路設計的高穩定度LC壓控振盪器（CO），其頻率范圍為MHz~MHz。用ADS進行了模擬，最後給出了測量結果，實際表明它們是一致的。該電路採用相角補償，提高了頻率穩定度，降低了相位雜訊。該方法設計簡單、調試方便、成本低。 關鍵詞：負阻 CO 克拉潑電路 相位雜訊壓控振盪器(C0)是鎖相環路的重要組成部分。...

[圖文18]DC-DC變換器AP控制方法的
摘要：隨著電壓調整模塊（RM）輸入容量的越來越大和動態要求的越來越嚴格，適應降壓（AP）控制在RM中的應用被人們重新認識。本文對AR控制策略的有源法和無源法進行了理論，並採用一種新式檢測方法實現AP控制，並通過比較實驗證實了AP控制方法的優越性。 關鍵詞：電壓調整模塊 降壓控制 有源法 無源法 CPU和DSP對數據處理速度和容量的要求不斷提高，對電源...

[圖文18]IPM驅動和保護電路的研究
摘要：介紹了IPM的基本工作特性和常用IPM驅動和保護電路的設計方法，並給出了一個驅動和保護電路的設計實例。 關鍵詞：IGBT（絕緣柵雙極性晶體管） IPM（智能功率模塊） PIC（功率集成電路）智能功率模塊（IPM）是Intelligent Power Mole的縮寫，是一種先進的功率開關器件，具有GTR(大功率晶體管)高電流密度、低飽和電壓和耐高壓的優點，...

[圖文18]一種實用的逆變橋功率開關管門極關斷箝位電路
摘要：針對1kA高頻在線式UPS主功率電路的設計，並結合實際電路調試中所遇到的問題，提出了一種實用的電路——逆變橋功率開關管門極關斷箝位電路,它可以有效地抑制開關管門極的干擾，從而提高電路的可靠性；同時給出了部分電路的實驗波形和實驗結果。 關鍵詞：逆變 抑制 可靠性 箝位不間斷電源（Uninterrupted Power Supply，簡稱UPS）是一種穩頻、穩...

㈤ 電源的種類有哪些TV/DV/AV類的電源的主要IC有哪些型號

下面還有電源方面的說明，主要還應用到電源控制方面
1. 電力電子技術的發展

現代電力電子技術的發展方向,是從以低頻技術處理問題為主的傳統電力電子學,向以高頻技術處理問題為主的現代電力電子學方向轉變。電力電子技術起始於五十年代末六十年代初的硅整流器件,其發展先後經歷了整流器時代、逆變器時代和變頻器時代,並促進了電力電子技術在許多新領域的應用。八十年代末期和九十年代初期發展起來的、以功率MOSFET和IGBT為代表的、集高頻、高壓和大電流於一身的功率半導體復合器件,表明傳統電力電子技術已經進入現代電力電子時代。

1.1 整流器時代

大功率的工業用電由工頻(50Hz)交流發電機提供,但是大約20%的電能是以直流形式消費的,其中最典型的是電解(有色金屬和化工原料需要直流電解)、牽引(電氣機車、電傳動的內燃機車、地鐵機車、城市無軌電車等)和直流傳動(軋鋼、造紙等)三大領域。大功率硅整流器能夠高效率地把工頻交流電轉變為直流電,因此在六十年代和七十年代,大功率硅整流管和晶閘管的開發與應用得以很大發展。當時國內曾經掀起了-股各地大辦硅整流器廠的熱潮,目前全國大大小小的製造硅整流器的半導體廠家就是那時的產物。

1.2 逆變器時代

七十年代出現了世界范圍的能源危機,交流電機變頻惆速因節能效果顯著而迅速發展。變頻調速的關鍵技術是將直流電逆變為0~100Hz的交流電。在七十年代到八十年代,隨著變頻調速裝置的普及,大功率逆變用的晶閘管、巨型功率晶體管(GTR)和門極可關斷晶閘管(GT0)成為當時電力電子器件的主角。類似的應用還包括高壓直流輸出,靜止式無功功率動態補償等。這時的電力電子技術已經能夠實現整流和逆變,但工作頻率較低,僅局限在中低頻范圍內。

1.3 變頻器時代

進入八十年代,大規模和超大規模集成電路技術的迅猛發展,為現代電力電子技術的發展奠定了基礎。將集成電路技術的精細加工技術和高壓大電流技術有機結合,出現了一批全新的全控型功率器件、首先是功率M0SFET的問世,導致了中小功率電源向高頻化發展,而後絕緣門極雙極晶體管(IGBT)的出現,又為大中型功率電源向高頻發展帶來機遇。MOSFET和IGBT的相繼問世,是傳統的電力電子向現代電力電子轉化的標志。據統計,到1995年底,功率M0SFET和GTR在功率半導體器件市場上已達到平分秋色的地步,而用IGBT代替GTR在電力電子領域巳成定論。新型器件的發展不僅為交流電機變頻調速提供了較高的頻率,使其性能更加完善可靠,而且使現代電子技術不斷向高頻化發展,為用電設備的高效節材節能,實現小型輕量化,機電一體化和智能化提供了重要的技術基礎。

2. 現代電力電子的應用領域

2.1 計算機高效率綠色電源

高速發展的計算機技術帶領人類進入了信息社會,同時也促進了電源技術的迅速發展。八十年代,計算機全面採用了開關電源,率先完成計算機電源換代。接著開關電源技術相繼進人了電子、電器設備領域。

計算機技術的發展,提出綠色電腦和綠色電源。綠色電腦泛指對環境無害的個人電腦和相關產品，綠色電源系指與綠色電腦相關的高效省電電源,根據美國環境保護署l992年6月17日「能源之星"計劃規定,桌上型個人電腦或相關的外圍設備,在睡眠狀態下的耗電量若小於30瓦,就符合綠色電腦的要求,提高電源效率是降低電源消耗的根本途徑。就目前效率為75%的200瓦開關電源而言,電源自身要消耗50瓦的能源。

2.2 通信用高頻開關電源

通信業的迅速發展極大的推動了通信電源的發展。高頻小型化的開關電源及其技術已成為現代通信供電系統的主流。在通信領域中,通常將整流器稱為一次電源,而將直流-直流(DC/DC)變換器稱為二次電源。一次電源的作用是將單相或三相交流電網變換成標稱值為48V的直流電源。目前在程式控制交換機用的一次電源中,傳統的相控式穩壓電源己被高頻開關電源取代,高頻開關電源(也稱為開關型整流器SMR)通過MOSFET或IGBT的高頻工作,開關頻率一般控制在50-100kHz范圍內,實現高效率和小型化。近幾年,開關整流器的功率容量不斷擴大,單機容量己從48V/12.5A、48V/20A擴大到48V/200A、48V/400A。

因通信設備中所用集成電路的種類繁多,其電源電壓也各不相同,在通信供電系統中採用高功率密度的高頻DC-DC隔離電源模塊,從中間母線電壓(一般為48V直流)變換成所需的各種直流電壓,這樣可大大減小損耗、方便維護,且安裝、增加非常方便。一般都可直接裝在標准控制板上,對二次電源的要求是高功率密度。因通信容量的不斷增加,通信電源容量也將不斷增加。

2.3 直流-直流(DC/DC)變換器

DC/DC變換器將一個固定的直流電壓變換為可變的直流電壓,這種技術被廣泛應用於無軌電車、地鐵列車、電動車的無級變速和控制,同時使上述控制獲得加速平穩、快速響應的性能,並同時收到節約電能的效果。用直流斬波器代替變阻器可節約電能(20~30)%。直流斬波器不僅能起調壓的作用(開關電源), 同時還能起到有效地抑制電網側諧波電流雜訊的作用。

通信電源的二次電源DC/DC變換器已商品化,模塊採用高頻PWM技術,開關頻率在500kHz左右,功率密度為5W~20W/in3。隨著大規模集成電路的發展,要求電源模塊實現小型化,因此就要不斷提高開關頻率和採用新的電路拓撲結構,目前已有一些公司研製生產了採用零電流開關和零電壓開關技術的二次電源模塊,功率密度有較大幅度的提高。

2.4 不間斷電源(UPS)

不間斷電源(UPS)是計算機、通信系統以及要求提供不能中斷場合所必須的一種高可靠、高性能的電源。交流市電輸入經整流器變成直流,一部分能量給蓄電池組充電,另一部分能量經逆變器變成交流,經轉換開關送到負載。為了在逆變器故障時仍能向負載提供能量,另一路備用電源通過電源轉換開關來實現。

現代UPS普遍了採用脈寬調制技術和功率M0SFET、IGBT等現代電力電子器件,電源的雜訊得以降低,而效率和可靠性得以提高。微處理器軟硬體技術的引入,可以實現對UPS的智能化管理,進行遠程維護和遠程診斷。

目前在線式UPS的最大容量已可作到600kVA。超小型UPS發展也很迅速,已經有0.5kVA、lVA、2kVA、3kVA等多種規格的產品。

2.5 變頻器電源

變頻器電源主要用於交流電機的變頻調速,其在電氣傳動系統中占據的地位日趨重要,已獲得巨大的節能效果。變頻器電源主電路均採用交流-直流-交流方案。工頻電源通過整流器變成固定的直流電壓,然後由大功率晶體管或IGBT組成的PWM高頻變換器, 將直流電壓逆變成電壓、頻率可變的交流輸出,電源輸出波形近似於正弦波,用於驅動交流非同步電動機實現無級調速。

國際上400kVA以下的變頻器電源系列產品已經問世。八十年代初期,日本東芝公司最先將交流變頻調速技術應用於空調器中。至1997年,其佔有率已達到日本家用空調的70%以上。變頻空調具有舒適、節能等優點。國內於90年代初期開始研究變頻空調,96年引進生產線生產變頻空調器,逐漸形成變頻空調開發生產熱點。預計到2000年左右將形成高潮。變頻空調除了變頻電源外,還要求有適合於變頻調速的壓縮機電機。優化控制策略,精選功能組件,是空調變頻電源研製的進一步發展方向。

2.6 高頻逆變式整流焊機電源

高頻逆變式整流焊機電源是一種高性能、高效、省材的新型焊機電源,代表了當今焊機電源的發展方向。由於IGBT大容量模塊的商用化,這種電源更有著廣闊的應用前景。

逆變焊機電源大都採用交流-直流-交流-直流(AC-DC-AC-DC)變換的方法。50Hz交流電經全橋整流變成直流,IGBT組成的PWM高頻變換部分將直流電逆變成20kHz的高頻矩形波,經高頻變壓器耦合, 整流濾波後成為穩定的直流,供電弧使用。

由於焊機電源的工作條件惡劣,頻繁的處於短路、燃弧、開路交替變化之中,因此高頻逆變式整流焊機電源的工作可靠性問題成為最關鍵的問題,也是用戶最關心的問題。採用微處理器做為脈沖寬度調制(PWM)的相關控制器,通過對多參數、多信息的提取與分析,達到預知系統各種工作狀態的目的,進而提前對系統做出調整和處理,解決了目前大功率IGBT逆變電源可靠性。

國外逆變焊機已可做到額定焊接電流300A,負載持續率60%,全載電壓60~75V,電流調節范圍5~300A,重量29kg。

2.7 大功率開關型高壓直流電源

大功率開關型高壓直流電源廣泛應用於靜電除塵、水質改良、醫用X光機和CT機等大型設備。電壓高達50~l59kV,電流達到0.5A以上,功率可達100kW。

自從70年代開始,日本的一些公司開始採用逆變技術,將市電整流後逆變為3kHz左右的中頻,然後升壓。進入80年代,高頻開關電源技術迅速發展。德國西門子公司採用功率晶體管做主開關元件,將電源的開關頻率提高到20kHz以上。並將乾式變壓器技術成功的應用於高頻高壓電源,取消了高壓變壓器油箱,使變壓器系統的體積進一步減小。

國內對靜電除塵高壓直流電源進行了研製,市電經整流變為直流,採用全橋零電流開關串聯諧振逆變電路將直流電壓逆變為高頻電壓,然後由高頻變壓器升壓,最後整流為直流高壓。在電阻負載條件下,輸出直流電壓達到55kV,電流達到15mA,工作頻率為25.6kHz。

2.8 電力有源濾波器

傳統的交流-直流(AC-DC)變換器在投運時,將向電網注入大量的諧波電流,引起諧波損耗和干擾,同時還出現裝置網側功率因數惡化的現象,即所謂「電力公害」,例如,不可控整流加電容濾波時,網側三次諧波含量可達(70~80)%,網側功率因數僅有0.5~0.6。

電力有源濾波器是一種能夠動態抑制諧波的新型電力電子裝置,能克服傳統LC濾波器的不足,是一種很有發展前途的諧波抑制手段。濾波器由橋式開關功率變換器和具體控制電路構成。與傳統開關電源的區別是:(l)不僅反饋輸出電壓,還反饋輸入平均電流;

(2)電流環基準信號為電壓環誤差信號與全波整流電壓取樣信號之乘積。

2.9 分布式開關電源供電系統

分布式電源供電系統採用小功率模塊和大規模控制集成電路作基本部件,利用最新理論和技術成果,組成積木式、智能化的大功率供電電源,從而使強電與弱電緊密結合,降低大功率元器件、大功率裝置(集中式)的研製壓力,提高生產效率。

八十年代初期,對分布式高頻開關電源系統的研究基本集中在變換器並聯技術的研究上。八十年代中後期,隨著高頻功率變換技術的迅述發展，各種變換器拓撲結構相繼出現,結合大規模集成電路和功率元器件技術,使中小功率裝置的集成成為可能,從而迅速地推動了分布式高頻開關電源系統研究的展開。自八十年代後期開始,這一方向已成為國際電力電子學界的研究熱點,論文數量逐年增加，應用領域不斷擴大。

分布供電方式具有節能、可靠、高效、經濟和維護方便等優點。已被大型計算機、通信設備、航空航天、工業控制等系統逐漸採納,也是超高速型集成電路的低電壓電源(3.3V)的最為理想的供電方式。在大功率場合,如電鍍、電解電源、電力機車牽引電源、中頻感應加熱電源、電動機驅動電源等領域也有廣闊的應用前景。

3. 高頻開關電源的發展趨勢

在電力電子技術的應用及各種電源系統中，開關電源技術均處於核心地位。對於大型電解電鍍電源,傳統的電路非常龐大而笨重,如果採用高頓開關電源技術,其體積和重量都會大幅度下降,而且可極大提高電源利用效率、節省材料、降低成本。在電動汽車和變頻傳動中,更是離不開開關電源技術，通過開關電源改變用電頻率,從而達到近於理想的負載匹配和驅動控制。高頻開關電源技術,更是各種大功率開關電源(逆變焊機、通訊電源、高頻加熱電源、激光器電源、電力操作電源等)的核心技術。

3.1 高頻化

理論分析和實踐經驗表明,電氣產品的變壓器、電感和電容的體積重量與供電頻率的平方根成反比。所以當我們把頻率從工頻50Hz提高到20kHz,提高400倍的話,用電設備的體積重量大體下降至工頻設計的5~l0%。無論是逆變式整流焊機,還是通訊電源用的開關式整流器,都是基於這一原理。同樣,傳統「整流行業」的電鍍、電解、電加工、充電、浮充電、電力合閘用等各種直流電源也可以根據這一原理進行改造, 成為「開關變換類電源」,其主要材料可以節約90%或更高,還可節電30%或更多。由於功率電子器件工作頻率上限的逐步提高,促使許多原來採用電子管的傳統高頻設備固態化,帶來顯著節能、節水、節約材料的經濟效益,更可體現技術含量的價值。

3.2 模塊化

模塊化有兩方面的含義,其一是指功率器件的模塊化,其二是指電源單元的模塊化。我們常見的器件模塊,含有一單元、兩單元、六單元直至七元,包括開關器件和與之反並聯的續流二極體,實質上都屬於「標准」功率模塊(SPM)。近年,有些公司把開關器件的驅動保護電路也裝到功率模塊中去,構成了「智能化」功率模塊(IPM),不但縮小了整機的體積,更方便了整機的設計製造。實際上,由於頻率的不斷提高,致使引線寄生電感、寄生電容的影響愈加嚴重,對器件造成更大的電應力(表現為過電壓、過電流毛刺)。為了提高系統的可靠性,有些製造商開發了「用戶專用」功率模塊(ASPM),它把一台整機的幾乎所有硬體都以晶元的形式安裝到一個模塊中,使元器件之間不再有傳統的引線連接,這樣的模塊經過嚴格、合理的熱、電、機械方面的設計,達到優化完美的境地。它類似於微電子中的用戶專用集成電路(ASIC)。只要把控制軟體寫入該模塊中的微處理器晶元,再把整個模塊固定在相應的散熱器上,就構成一台新型的開關電源裝置。由此可見,模塊化的目的不僅在於使用方便,縮小整機體積,更重要的是取消傳統連線,把寄生參數降到最小,從而把器件承受的電應力降至最低,提高系統的可靠性。另外,大功率的開關電源,由於器件容量的限制和增加冗餘提高可靠性方面的考慮,一般採用多個獨立的模塊單元並聯工作,採用均流技術,所有模塊共同分擔負載電流,一旦其中某個模塊失效,其它模塊再平均分擔負載電流。這樣,不但提高了功率容量, 在有限的器件容量的情況下滿足了大電流輸出的要求, 而且通過增加相對整個系統來說功率很小的冗餘電源模塊,極大的提高系統可靠性,即使萬一出現單模塊故障,也不會影響系統的正常工作,而且為修復提供充分的時間。

3.3 數字化

在傳統功率電子技術中,控制部分是按模擬信號來設計和工作的。在六、七十年代,電力電子技術完全是建立在模擬電路基礎上的。但是,現在數字式信號、數字電路顯得越來越重要,數字信號處理技術日趨完善成熟,顯示出越來越多的優點:便於計算機處理控制、避免模擬信號的畸變失真、減小雜散信號的干擾(提高抗干擾能力)、便於軟體包調試和遙感遙測遙調,也便於自診斷、容錯等技術的植入。所以,在八、九十年代,對於各類電路和系統的設計來說,模擬技術還是有用的,特別是:諸如印製版的布圖、電磁兼容(EMC)問題以及功率因數修正(PFC)等問題的解決,離不開模擬技術的知識,但是對於智能化的開關電源,需要用計算機控制時,數字化技術就離不開了。

3.4 綠色化

電源系統的綠色化有兩層含義:首先是顯著節電, 這意味著發電容量的節約,而發電是造成環境污染的重要原因,所以節電就可以減少對環境的污染;其次這些電源不能(或少)對電網產生污染,國際電工委員會(IEC)對此制定了一系列標准,如IEC555、IEC917、IECl000等。事實上,許多功率電子節電設備,往往會變成對電網的污染源:向電網注入嚴重的高次諧波電流,使總功率因數下降,使電網電壓耦合許多毛刺尖峰,甚至出現缺角和畸變。20世紀末,各種有源濾波器和有源補償器的方案誕生,有了多種修正功率因數的方法。這些為2l世紀批量生產各種綠色開關電源產品奠定了基礎。

現代電力電子技術是開關電源技術發展的基礎。隨著新型電力電子器件和適於更高開關頻率的電路拓撲的不斷出現,現代電源技術將在實際需要的推動下快速發展。在傳統的應用技術下,由於功率器件性能的限制而使開關電源的性能受到影響。為了極大發揮各種功率器件的特性,使器件性能對開關電源性能的影響減至最小,新型的電源電路拓撲和新型的控制技術,可使功率開關工作在零電壓或零電流狀態,從而可大大的提高工作頻率,提高開關電源工作效率,設計出性能優良的開關電源。

總而言之,電力電子及開關電源技術因應用需求不斷向前發展,新技術的出現又會使許多應用產品更新換代,還會開拓更多更新的應用領域。開關電源高頻化、模塊化、數字化、綠色化等的實現,將標志著這些技術的成熟,實現高效率用電和高品質用電相結合。這幾年,隨著通信行業的發展,以開關電源技術為核心的通信用開關電源,僅國內有20多億人民幣的市場需求,吸引了國內外一大批科技人員對其進行開發研究。開關電源代替線性電源和相控電源是大勢所趨,因此,同樣具有幾十億產值需求的電力操作電源系統的國內市場正在啟動,並將很快發展起來。還有其它許多以開關電源技術為核心的專用電源、工業電源正在等待著人們去開發。

㈥ 充電電路原理圖解釋

上圖為充電器原理圖，下面介紹工作原理。

1.恆流、限壓、充電電路。該部分由02、R6、R8、ZD2、R9、R10和R13等元件組成。當接通市電叫，開關變壓器T1次級感應出交流電壓。經D4、C4整流濾波後提供約12.5V直流電壓。一路通過R6、R1l、R14、LED3(FuL飽和指示燈)和R15形成迴路，LED3點亮，表示待充狀態：另一路電壓通過R8限流，ZD2(5V1)穩壓，再由並聯的R9、R10和R13分壓為Q2b極提供偏置，使Q2處於導通預充狀態。恆流源機構由Q2與其基極分壓電阻和ZD2等元件組成。當裝入被充電池時12.5V電壓即通過R6限流，經Q2的c—e極對電池恆流充電。這時由於Ul(Ul為軟封裝IC型號不詳)與R6並聯。R6兩端的電壓降使其①腳電位高於③腳，②腳就輸出每秒約兩個負脈沖。

使LED2(CH充電指示燈)頻頻閃爍點亮，表示正在正常充電。隨著被充電池端電壓的逐漸升高，即Q2 e極電位升高，升至設定的限壓值(4.25V)時，由於Q2的b極電位不變，使Q2轉入截止，充電結束。這時Q2c極懸空，Ul的③腳呈高電位，U1的②腳輸出高電平，LED2熄滅。這時電流就通過R6、R11、R14限流對電池涓流充電，並點亮LED3。LED3作待充、飽和、涓流充電三重指示。

2.極性識別電路。此部分由R12和LEDl(TEST紅色極性指示燈)構成。保護電路由Q3和R7等元件構成。假設被充電池極性接反了。

LED1就正偏點亮，警告應切換開關K，才能正常充電。如果電池一旦接反，Q3的I)極經R7獲得正偏置，Q3導通，Q2的b極電位被下拉短路而截止，阻斷了電流輸出(否則電池就會被反充而報廢)，從而保護了電池和充電器兩者的安全。

㈦ 太陽能草坪燈的詳細資料

太陽能草坪燈主要利用太陽能電池的能源來進行工作，當白天太陽光照射在太陽能電池上，把光能轉變成電能存貯在蓄電池中，再由蓄電池在晚間為草坪燈的LED（發光二極體）提供電源。其優點主要為安全、節能、方便、環保等。
太陽能草坪燈控制器它包含一塊我公司專項開發的集成電路（XD6601）以及部分外圍元件。主要功能包含充電電路，驅動電路，光敏控制電路和脈寬調制電路等。
該控制器具有高轉換效率：80~85％（典型值），可以減少太陽能電池版的功率要求；低啟動電壓：0.9V（最大值）；可調輸出電流等特點。XD6601D為DIP8封裝，安裝極為方便。
太陽能草坪燈光源及電源系統設計方法由於太陽能草坪燈獨特的優點，近年來得到迅速發展。草坪燈功率小，主要以裝飾為目的，對可移動性要求高。另外，電路鋪設困難，防水要求高，這些使得由太陽電池供電的草坪燈顯示出許多前所未有的優勢。尤其國外市場對太陽能草坪燈需求十分巨大，2002年，僅廣東和深圳用於製造出口太陽能草坪燈消耗的太陽能電池就達到2MW，相當於當年國內太陽能電池產量的1/3，今年仍然保持強勁的發展勢頭，這是人們沒有預料到的。同時，由於發展太快，有些產品技術上不夠成熟，在光源的選擇以及電路設計中存在許多缺陷，降低了產品的經濟性和可靠性，浪費了許多資源。本文針對上述存在的問題，提出我們的看法，供生產太陽能草坪燈的工廠參考。

太陽能草坪燈光源的選擇

目前多數草坪燈選用LED作為光源，LED壽命長，可以達到100000h以上，工作電壓低，非常適合應用在太陽能草坪燈上。特別是LED技術已經經歷了其關鍵的突破，並且其特性在過去5年中有很大提高，其性能價格比也有較大的提高。另外，LED由低壓直流供電，其光源控製成本低，使調節明暗，頻繁開關都成為可能，並且不會對LED的性能產生不良影響。還可以方便地控制顏色，改變光的分布，產生動態幻景，所以它特別適用在太陽能草坪燈上。但是LED有它許多固有的特性，使用時如果不注意就會造成不良後果。LED目前市場上銷售的發光效率僅能達到15 lm�W，只能達到三色基色高效節能燈1�3，三色基色高效節能燈的發光效率可以達到50－60 lm�W，從價格上看，目前生產每1m的成本：三色基色高效節能燈（含電子鎮流器）0．022元，2002年φ5mm白光LED價格為1．9－3．0元，目前生產每1m的成本價格相差懸殊。從使用壽命上看，三色基色高效節能燈（含電子鎮流器）的壽命可以達到6000h，LED可以達到100000h以上，從表面上看LED壽命是三色基色高節能燈（含電子鎮流器）的幾十倍，但是事實並非如此。目前太陽能草坪燈大多數採用超高亮白光LED，它在20mA下超高亮白光LED光通維持率達到初始強度50％的時間（壽命）不到10000h，復旦大學電光源所曾經證明上述論點。這就是說，目前在許多情況下LED並非最好的太陽能草坪燈光源，除非它是低檔的使用年限僅1－2年的太陽能草坪燈，或者是1W以下的太陽能草坪燈。對於1W以上的太陽能草坪燈，最好使用三色基色高效節能燈。目前有一些太陽能草坪燈用30－40隻超高亮白光LED，輸入功率2W以上，在這種情況下如果用三色基色高效節能燈，價格只有LED的1�10，光通量是原來的4倍，可喜的是現在已經研製成功2－10W的低壓直流三色基色高效節能燈，壽命可以達到6000h。

根據上面分析，我們認為1W以下的小功率太陽能草坪燈，有調節明暗，頻繁開關的功能，一般應該使用LED作為光源。但是在使用超高亮白光LED時特別要注意光通維持率問題，否則容易引起質量事故。對於功率較大的太陽能草坪燈，目前使用三色基色高效節能燈比較合理。這里要強調的是，以上結論僅僅是目前的分析，當LED技術水平提高以後，價格下降，以上結論需要調整。

升壓電路效率的提高
小功率太陽能草坪燈一般都有升壓電路，目前各廠家採用震盪電路，電感升壓。電感採用標准色碼電感器，標准色碼電感器中使用開放磁路，磁通損失大，所以電路效率低。如果採用閉合磁路製造電感升壓，如磁環，升壓電路效率將有很大提高。我們曾經用φ10磁環製造電感，在同等條件下進行對照實驗，對比樣品分別是浙江寧波某工廠及江蘇鎮江某工廠生產的小功率太陽能草坪燈，採用閉合磁路製造電感要比採用標准色碼電感器效率提高20％～40％。

（1）LED的特性接近穩壓二極體，工作電壓變化0．1V，工作電流可能變化20mA左右。為了安全，普通情況下使用串聯限流電阻，極大的能量損失顯然不適合太陽能草坪燈，並且LED亮度隨工作電壓變化。升壓電路是一個好辦法，也可以用簡單的恆流電路，總之一定要自動限流，否則將損壞LED。
（2）一般LED的峰值電流50－100mA，反高能電池反接或者蓄電池空載，升壓電路峰值電壓過高時很可能超過這個極限，損壞LED。
（3）LED溫度特性不好，溫度上升5℃，光通量下降3％，夏季使用要注意。
（4）工作電壓離散性大，同一型號，同一批次的LED工作電壓都有一定差別，不宜並聯使用。一定要並聯使用，應該考慮均流。
（5）超高亮白光LED色溫為6400L－3000K，目前低色溫的超高亮白光LED尚沒有進入市場，所以用超高亮白光LED製造的太陽能草坪燈光穿透能力比較差，所在光學設計上要注意。
（6）靜電對超高亮白光LED影響很大，在安裝時要有防靜電設施，工人要佩帶防靜電手腕帶，受靜電傷害的超高亮白光LED當時可以憑眼睛看不出來，但是使用壽命將變短。
蓄電池充放電控制及溫度補償
由於太陽能光伏發電系統的輸入能量極不穩定，太陽能光伏發電系統中對蓄電池充放電控制要比普通蓄電池充放電控制復雜一些。太陽能草坪燈充放電控制電路設計的成功將決定產品的成功，一個正確的控制電路應該具有以下功能：防止反充電功能，防止過充電功能，防止蓄電池過放電功能，鉛酸蓄電池的溫度補償功能。對於太陽能草坪燈來說，如果使用Ni－Cd電池，不需要防止蓄電池過放電功能，如果太陽能電池功率相對蓄電池不大的話，也可以不考慮防止過充電功能。這就是目前許多太陽能草坪燈都使用Ni－Cd電池的原因。但是如果使用其他電池就要考慮上面的功能。

（1）防止反充電功能。一般來說就是在太陽能電池迴路中串聯一個二極體，二極體防止反充電，這個二極體應該是肖特基二極體，肖特基二極體的壓降比普通二極體低。
（2）防止過充電功能。可以在輸入迴路中串聯或者並聯一個泄放晶體管，電壓鑒別電路控制晶體管的開關，較多餘的太陽能電池能量通過晶體管泄放，保證沒有過高的電壓給蓄電池充電。關鍵是防止過充電壓的選擇，單節鉛酸蓄電池為2．2V。
（3）除了Ni－Cd電池外，其他蓄電池一般都需要防止蓄電池過放電功能，因為蓄電池過放會造成永久性損壞。需要注意的是太陽能電池系統一般相對蓄電池是小倍率放電，所以放電截止電壓不宜過低。
（4）溫度補償，上面敘述蓄電池電壓控制點是隨著環境溫度而變化的，所以太陽能草坪燈系統應該有一個受溫度控制的基準電壓。對於單節鉛酸蓄電池是－3～－7mV�℃，我們通常選用－4mV�℃

系統組合中的幾個問題
（1）光敏感測器。太陽能草坪燈需要光控開關，設計者往往會用光敏電阻來自動開關燈，實際上太陽能電池本身就是一個極好的光敏感測器，用它做光敏開關，特性比光敏電阻好。對於僅僅使用一隻1．2VNi－Cd電池的太陽能草坪燈來說，太陽能電池組件由四片太陽能電池串聯組成，電壓低，弱光下電壓更低，以至天沒有黑電壓已經低於0．7V，造成光控開關失靈。在這種情況下，只要加一隻晶體管直接耦合放大，即可解決問題。
（2）按蓄電池電壓高低控制負載大小。太陽能草坪燈往往對連續陰雨可維持時間要求很高，這就增加系統成本。我們在連續陰雨蓄電池電壓降低時減少LED接入個數，或者減少太陽能草坪燈每天的發光時間，這樣就能減少系統成本。
（3）太陽能電池封裝形式。目前太陽能電池的封裝形式主要有兩種，層壓和滴膠。層壓工藝可以保證太陽能電池工作壽命25年以上，滴膠雖然當時美觀，但是太陽能電池工作壽命僅僅1－2年。因此，1W以下的小功率太陽能草坪燈，在沒有過高壽命要求的情況下，可以使用滴膠封裝形式，對於使用年限有規定的太陽能草坪燈，建議使用層壓的封裝形式。
（4）閃爍變光。漸亮漸暗是節能的好辦法，它一方面可以增加太陽能草坪照射效果，另一方面可以通過改變閃爍占空比控制蓄電池平均輸出電流，延長系統工作時間，或者在同等條件下，可減小太陽能電池的功率，成本將大幅度下降。
（5）三色基色高效節能燈的開關速度。這個問題非常重要，它甚至決定著太陽能草坪燈的使用壽命，三色基色高效節能燈啟動時有高達10－20倍的啟動電流，系統在承受這樣大的電流情況下可能電壓有大幅度下降，太陽能草坪燈無法啟動或者反復啟動，直至損壞。