隨著技術(shù)的快速發(fā)展，發(fā)光二極管（Light-Emitting Diode，LED）和太陽(yáng)能光伏電池的性能得到顯著提高，這進(jìn)而有助于提升最終應(yīng)用的性能。對(duì)于同時(shí)采用這兩種技術(shù)的應(yīng)用（如太陽(yáng)能照明應(yīng)用），這兩大核心技術(shù)的進(jìn)步將大大增強(qiáng)改善最終應(yīng)用性能的潛力。此時(shí)，由于太陽(yáng)能電池效率更高，可將更多的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，因此可減小所需太陽(yáng)能電池的面積，促使高效LED的夜間照明時(shí)間更長(zhǎng)，燈光也更明亮。不過(guò)，太陽(yáng)能照明解決方案制造商面臨的挑戰(zhàn)將是如何能夠快速且經(jīng)濟(jì)高效地利用技術(shù)進(jìn)步的成果。最大程度發(fā)揮系統(tǒng)性能的其中一個(gè)辦法是利用能量轉(zhuǎn)換策略。借助堅(jiān)實(shí)的能量轉(zhuǎn)換策略，用戶能夠快速開(kāi)發(fā)與部署充分利用最新技術(shù)的解決方案。在本文中，我們將檢視組件，開(kāi)發(fā)系統(tǒng)，并介紹一種分析系統(tǒng)特性的高級(jí)方法。

　　背景

　　太陽(yáng)能照明的示例不勝枚舉。無(wú)論是在電網(wǎng)不穩(wěn)定的地區(qū)使用太陽(yáng)能臺(tái)燈作為夜間閱讀的照明燈，還是對(duì)公共街道照明進(jìn)行全面部署，對(duì)太陽(yáng)/LED照明組合系統(tǒng)的需求都具有多樣性、接受度高及全球化的特點(diǎn)。唯一不同之處僅在于最終應(yīng)用的需求規(guī)模（閱讀與一般照明的要求截然不同）。

　　所有此類系統(tǒng)的核心組件均包括：i） 太陽(yáng)能電池；ii） 電池；iii） LED。如果采用更廣義的描述，這些組件分別為：太陽(yáng)能采集器（太陽(yáng)能電池）、儲(chǔ)能裝置（電池）以及耗能裝置（LED）。雖然這并不十分準(zhǔn)確，但有助于突出分析的靈活性。圖1a給出了最基本的系統(tǒng)配置。

　　圖1：兩種系統(tǒng)配置

　　不過(guò)，為使這種方案生效，每個(gè)組件的特性必須彼此兼容。對(duì)于本例而言，這意味著太陽(yáng)能電池的輸出電壓/電流特性必須與電池的充電曲線匹配，電池的放電曲線必須滿足LED的驅(qū)動(dòng)要求。我們很快發(fā)現(xiàn)，圖1（a）中的配置不能滿足上述要求。

　　組件概述

　　回顧一下每個(gè)組件的性能特性，如圖2（a到d）所示的伏安特性，我們發(fā)現(xiàn)，盡管可以在有限的配置集中使這些組件的特性相互接近，但幾乎無(wú)法保證能達(dá)到合理的性能水平。我們很快發(fā)現(xiàn)，太陽(yáng)能電池的電壓（單片電池）最高為1V左右，而NiMH電池的工作電壓介于0.9V與1.4V之間，而且雖然LED的正向電壓通常高于3V，但需要恒流源。此外，NiMH電池為延長(zhǎng)使用壽命，還有一些特殊的充電要求。

　　雖然可以開(kāi)發(fā)相應(yīng)系統(tǒng)直接連接所有組件，但應(yīng)清楚，這種配置存在很大的局限性，并且會(huì)對(duì)系統(tǒng)整體效率與穩(wěn)定性產(chǎn)生不利影響。

　　圖2：組件伏安特性以及驅(qū)動(dòng)要求

　　要打破這些限制，我們可以看一下圖1（b）所示的備選系統(tǒng)圖。此系統(tǒng)配置在三大核心組件之間分別添加了電力電子接口，可大幅提高系統(tǒng)的靈活性，并且可以優(yōu)化系統(tǒng)的整體性能。在此配置中，單片機(jī)并非必不可少。可以采用獨(dú)立的電池充電器集成電路（IC）來(lái)滿足NiMH充電曲線的要求，與此類似，可以采用LED驅(qū)動(dòng)器IC將電池電壓轉(zhuǎn)換為恒流源。