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智能型太陽能控制器的研制

發布時間:2010年6月18日

    摘  要    提出用微處理32實現太陽能控制器的智控制,描述了硬件實現、軟件編制。
    關鍵詞  微處理器  太陽能控制器  溫度補償

     引  言
  太陽能控制器是太陽能發電系統的重要設備,其性能的好壞直接影響太陽能發電系統的使用效果。目前。常規的控制器主要采用模擬電路,往往存在以下一些不足;   
    ①功能單一,難以實現全面保護;
    ②保護點參數較難改變;
    ⑧很難實現溫度補償,難以達到最佳工作效果:
    ④不適宜批量生產。
    
   1  采用微處理器控制的優點
   將微處理器應用于太陽能控制器,可以利用微處理器強大的功能,有效地提高太陽能控制器的性能,其優點主要表現在:
    ①各種保護功能齊全;
    ②可以通過單片機檢測蓄電池的工作狀態,根據不同工作狀態隨時調整控制器參數;
    ⑨簡化電路,同一00件在傲處理器控制下可以實現不同功能;
    ④各種保護點參數可根據不同種類蓄電池通過撥碼開關進行修改;
    ⑤硬件電路確定后,可通過修改軟件來適應不同用戶的要求。
   我們使用單片機PICl6C711,它的價格低、功能強、外圍電路簡單、性能穩定可靠。
     
    2  太陽能控制器的硬件實現
   太陽能控制器的硬件電路如圖1所示。圖中功率管T,作為過充保護無觸點開關.功率菅T。作為過放保護無觸點開關.整個電路的核心器件是微處理器PICl6C7ll,它是8位高速COMS單片機,具有四種中斷方式、4路A/D轉換通道、13條口線。體積小、功能全、外圍電路簡單。  

 

 

                                                                                                圖1  太陽能控制器硬件電路
       PICl6C7ll通過電壓檢測電路檢測蓄電池兩端電壓。當蓄電池電壓超過過充保護值時,PIC16C7ll通過控制電路開通T,菅,實行過充保護;當蓄電池電壓降至過充恢復值時,則斷開T1,恢復充電.當蓄電池電壓低于過放保護值時,PIC16C7ll通過控制電路關斷T2管,切斷負載,實行過放保護:i當曹電池電壓升至垃壓恢復值時,則開通T2,重新帶上負載。   
      當蓄電池電壓過高時,為保護負載,PICl6C7ll通過控制電路關斷T2管,切斷負載,實行過壓保護;當蓄電池電壓降至過壓恢復值時,重新開通T2管。上述過充、過放,過壓的保護值和恢復值均具有一定回差,可以避免系統發生振蕩。
      電流檢測電路借助T2(場效應管)的通態電阻。通過檢測T2的D、S回的電壓來監視負載電流。當負載電流過大或輸出短路時,D、S間的電壓會迅速上升,電流檢測電路便及時關斷T2管,切斷負載,從而實現過載或短路保護。
      PICl6C7ll通過溫度檢測電路檢測蓄電池工作溫度,根據各種不同的溫度值,調整充放電參數,從而實現溫度補償。
      數值設定撥碼開關按不同組合狀態送入P1C16C711,PICl6C711便及時修改過充、過放、過壓的各種數值,以適應不同種類蓄電池的需要。
      報警電路對系統工作狀態異常進行報警,包括蓄電池接反報警和過放、過壓報警。過故和過壓又通過軟件控制發出不同的報警聲音,以指示故障種類。   
      各種不同報警采用同—個蜂鳴器,報警電路如圖2所示。 

 

                                                                                                                 圖2  報警電路    
       當蓄電池接反時,蓄電池電流通過D6一蜂鳴器一D7形成回路,使蜂鳴器發出持續不斷的鳴叫聲,提示蕾電池接反;而當蕾電池正確接入時,蜂鳴器是否嗚叫受控于T3.當T3導通時,會通過D5→蜂鳴器→T3→T8形成回路,使蜂鳴器鳴叫。控制T3的導通頻率,蜂鳴器會發出不同的聲音,這就巧妙地將同一個蜂鳴器用于不同的報警狀態。
     
   3 太陽能控器的軟件編制

       智能型太陽能控制器的主程序框圖如3所示。

 

       撥碼開關設定數值由中斷服務于程序來完成。
       當任一位撥碼開關撥動時,都會進入PICl6C711高4位電平變化中斷服務于程序,從而完成對各比較值的設置。中斷服務子程序框如圖4所示。

 

 

 

 


    4  結  論
    
   采用微處理器實現太陽能控制器的智能控制,其各項性能指標明顯優于常規控制器,井可針對不同蓄電池設定參數和進行溫度補償,又大大擴展了其使用功能.PICl6C7ll單片機價格低,外圍電路簡單。智能型太陽能控制器調試方便,適宜批量生產,具有較高的性能價格比,可望在不久的將來取代常規控制器






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