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智能型太阳能控制器的研制

发布时间:2010年6月18日

    摘  要    提出用微处理32实现太阳能控制器的智控制,描述了硬件实现、软件编制。
    关键词  微处理器  太阳能控制器  温度补偿

     引  言
  太阳能控制器是太阳能发电系统的重要设备,其性能的好坏直接影响太阳能发电系统的使用效果。目前。常规的控制器主要采用模拟电路,往往存在以下一些不足;   
    ①功能单一,难以实现全面保护;
    ②保护点参数较难改变;
    ⑧很难实现温度补偿,难以达到最佳工作效果:
    ④不适宜批量生产。
    
   1  采用微处理器控制的优点
   将微处理器应用于太阳能控制器,可以利用微处理器强大的功能,有效地提高太阳能控制器的性能,其优点主要表现在:
    ①各种保护功能齐全;
    ②可以通过单片机检测蓄电池的工作状态,根据不同工作状态随时调整控制器参数;
    ⑨简化电路,同一00件在傲处理器控制下可以实现不同功能;
    ④各种保护点参数可根据不同种类蓄电池通过拨码开关进行修改;
    ⑤硬件电路确定后,可通过修改软件来适应不同用户的要求。
   我们使用单片机PICl6C711,它的价格低、功能强、外围电路简单、性能稳定可靠。
     
    2  太阳能控制器的硬件实现
   太阳能控制器的硬件电路如图1所示。图中功率管T,作为过充保护无触点开关.功率菅T。作为过放保护无触点开关.整个电路的核心器件是微处理器PICl6C7ll,它是8位高速COMS单片机,具有四种中断方式、4路A/D转换通道、13条口线。体积小、功能全、外围电路简单。  

 

 

                                                                                                图1  太阳能控制器硬件电路
       PICl6C7ll通过电压检测电路检测蓄电池两端电压。当蓄电池电压超过过充保护值时,PIC16C7ll通过控制电路开通T,菅,实行过充保护;当蓄电池电压降至过充恢复值时,则断开T1,恢复充电.当蓄电池电压低于过放保护值时,PIC16C7ll通过控制电路关断T2管,切断负载,实行过放保护:i当曹电池电压升至垃压恢复值时,则开通T2,重新带上负载。   
      当蓄电池电压过高时,为保护负载,PICl6C7ll通过控制电路关断T2管,切断负载,实行过压保护;当蓄电池电压降至过压恢复值时,重新开通T2管。上述过充、过放,过压的保护值和恢复值均具有一定回差,可以避免系统发生振荡。
      电流检测电路借助T2(场效应管)的通态电阻。通过检测T2的D、S回的电压来监视负载电流。当负载电流过大或输出短路时,D、S间的电压会迅速上升,电流检测电路便及时关断T2管,切断负载,从而实现过载或短路保护。
      PICl6C7ll通过温度检测电路检测蓄电池工作温度,根据各种不同的温度值,调整充放电参数,从而实现温度补偿。
      数值设定拨码开关按不同组合状态送入P1C16C711,PICl6C711便及时修改过充、过放、过压的各种数值,以适应不同种类蓄电池的需要。
      报警电路对系统工作状态异常进行报警,包括蓄电池接反报警和过放、过压报警。过故和过压又通过软件控制发出不同的报警声音,以指示故障种类。   
      各种不同报警采用同—个蜂鸣器,报警电路如图2所示。 

 

                                                                                                                 图2  报警电路    
       当蓄电池接反时,蓄电池电流通过D6一蜂鸣器一D7形成回路,使蜂鸣器发出持续不断的鸣叫声,提示蕾电池接反;而当蕾电池正确接入时,蜂鸣器是否呜叫受控于T3.当T3导通时,会通过D5→蜂鸣器→T3→T8形成回路,使蜂鸣器鸣叫。控制T3的导通频率,蜂鸣器会发出不同的声音,这就巧妙地将同一个蜂鸣器用于不同的报警状态。
     
   3 太阳能控器的软件编制

       智能型太阳能控制器的主程序框图如3所示。

 

       拨码开关设定数值由中断服务于程序来完成。
       当任一位拨码开关拨动时,都会进入PICl6C711高4位电平变化中断服务于程序,从而完成对各比较值的设置。中断服务子程序框如图4所示。

 

 

 

 


    4  结  论
    
   采用微处理器实现太阳能控制器的智能控制,其各项性能指标明显优于常规控制器,井可针对不同蓄电池设定参数和进行温度补偿,又大大扩展了其使用功能.PICl6C7ll单片机价格低,外围电路简单。智能型太阳能控制器调试方便,适宜批量生产,具有较高的性能价格比,可望在不久的将来取代常规控制器






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