【正文】 熱端，內(nèi)部接地，貼在 PCB 板上減小熱阻 ESOP8 4,5 NC 無連接 ,接地或懸空 PT4115是一款連續(xù)電感電流導(dǎo)通模式 的降壓恒流源，用于驅(qū)動一顆或多顆串聯(lián) LED。 R21kR1 k618 U1T L 43 1D11N 41 4 8K1S R D 12 V D C蓄電池+ 12 VE A /V P31X119X218R E S E T / P 479P 37/ R D17P 36/ W R16P 32/ IN T 012P 33/ IN T 113P 34/ T 014P 35/ T 115P 10/ A D C 01P 11/ A D C 12P 12/ A D C 23P 13/ A D C 34P 14/ A D C 45P 15/ A D C 56P 16/ A D C 67P 17/ A D C 78P 00/ A D 039P 01/ A D 138P 02/ A D 237P 03/ A D 336P 04/ A D 435P 05/ A D 534P 06/ A D 633P 07A D / 732P 2021P 2122P 2223P 2324P 2425P 2526P 2627P 2728P S E N29A L E /P30P 31/ T X D11P 30/ R X D10GND20V C C40U3S T C 1 2C 5A 60S 2S1S W P BY112M H Z+C710u FC833p FC933p FR410k+ 5V+ 5V五邑大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 16 圖 38 電源電路 光敏電阻電壓 采樣電路如圖 39所示。 T R I G2OUT34C V O L T5T H O L D6D IS C H G781R E S E T V C CGNDU 20 2555 C 20 6 uFC 20 3 3u FC207 uFR 20 3 560L E D 20 1電荷（ Y ）L E D 20 3充滿（ G ）L E D 20 2正在充（ R ）S 20 1 強充S 20 2強關(guān)R P 20 120kR P 20 220k12J 20 1蓄電池接口D 20 11N 40 0 7C 20 410 0 0u FR 20 2 kR 20 1 kR 20 710kR 20 9 kR 20 4 100R 20 610kR 20 810kR 20 5 (L i m it ) 67Q 20 1S 80 50+ 14 V 16 VK 20 1H K 41 00 F 12 V ,5 10 A+ 12 V五邑大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 15 圖 36 欠壓保護 LED路燈控制模塊 本模塊 電路的控制 核心是帶 10 位 A/D 轉(zhuǎn)換和 PWM 輸出的 51 系列單片機STC12C5A60S2，其原理是對光敏電阻兩端的電壓采樣后送往單片機的 3腳 （ ） 進行A/D轉(zhuǎn)換，然后和 預(yù)先設(shè) 定的基準電壓 值 進行比較 后再從單片機的 4腳（ ） 輸出 PWM，通過調(diào)節(jié) PWM的占空比來控制 LED的亮度， LED的驅(qū)動由帶 PWM調(diào)光功能的驅(qū)動芯片PT4115實現(xiàn)。 當電源電壓大于 ， R2上分得的電壓 VR2大于 ，電壓比較器的輸出端為高電平，輸出晶體管導(dǎo)通， 圖 36中 的繼電器 K1的線圈有足夠大的驅(qū)動電流，其觸點閉合，輸出端由電 源供應(yīng)。因為 TL431參考 （ R）端的輸入電流僅有 2μA。 1 32V VGNDIN OUTU 2 0 17 8 L 1 2C 2 0 20 .3 3 u FC 2 0 50 .1 u FC 2 0 12 2 0 u FC 2 0 81 0 0 u F+ 1 2 V+ 1 5 V五邑大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 14 圖 35 蓄電池充電電路 蓄電池的欠壓保護電路 主要 由 基準 芯片 TL431以及 12V繼電器組成。在電瓶電壓經(jīng)取樣后處于滯回上、下限時，無論電路處于何種，按下 S201，電路都會強制轉(zhuǎn)為充電 狀態(tài) ；按下 S202，則強制退出充電。此時， NE555的 Pin 3腳輸出高電平，三極管 S8050導(dǎo)通，繼電器吸合 (與 電阻 R205連接 )，電源經(jīng) R205向 蓄電池 充電；經(jīng)過一段時間， 蓄電池的 電壓隨充電過程逐漸升高，當高于預(yù)先設(shè)定的電壓值 (如 )時，取樣電路輸出的電壓高于 NE555組成“滯回比較器”的上限。 圖 33 NE555 內(nèi)部結(jié)構(gòu) NE555的電源電壓由 三端 固定 式集成穩(wěn)壓器 LM7812實現(xiàn)穩(wěn)定 12V的輸入。當這個接腳的電壓從 31 VCC 電壓F E E D B A C K4O U T P U T2V I N1GND3ON/OFF5U1L M 25 76 A D J+ C125 V 10 00 U F+C325 V 22 0U FL122 0 U HD11N 58 2 2 R110KR3S U NF E E D B A C K4O U T P U T2V I N1GND3ON/OFF5U2L M 25 76 A D J+ C225 V 10 00 U F+C425 V 22 0U FL222 0 U HD21N 58 2 2R210KR4W IN DO U T + 15 VD31N 41 4 8D41N 41 4 8五邑大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 13 以下移至32VCC 以上時啟動這個動作。它通常 被接到正電源或忽略不用 。 Pin 3（ 輸出 ） 當時間周期開始 555 的輸出輸出腳位，移至比電源電壓少 V的高電位。 NE555 各 引腳的詳細介紹如下。 五邑大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 12 圖 32 風光互補發(fā)電系統(tǒng)中的電源原理圖 對于蓄電池的充電采用恒壓限流法，主要由 NE555定時器完成“滯回比較器”的設(shè)計，同時用 TL431設(shè)定閥 值電壓來對蓄電池進行欠壓（過放）保護。 COUT用來 輸出濾波以及提高環(huán)路的穩(wěn)定性。 （ 3） 儲能電感 要求有高的通流量和對應(yīng)的電感值，電感的直流通流量直接影響輸出電流。 太陽能發(fā)電 風力發(fā)電 鉛酸蓄電池充電以及欠壓保護 單片機 STC12C5A60S2 控制 LED 燈亮度 五邑大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 11 圖 31 LM2576ADJ 的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 外圍元件的選擇： （ 1） 輸入電容 CIN 要選低 ESR（ Equivalent Series Resistance，譯為“ 等效串聯(lián)電阻 ”） 的鋁或鉭電容作為旁路電容，防止在輸入端出現(xiàn)大的瞬態(tài)電壓。 LM2576ADJ的管腳 （ 1） VIN— 輸入電壓端 ， 最高輸入電壓： LM2576系列的輸入 范圍 是 ～ 37V，LM2576HV系列的輸入電壓 范圍是 ～ 60V， 為減小輸入瞬態(tài)電壓和給調(diào)節(jié)器提供開關(guān)電流 ， 此管腳應(yīng)接旁路電容 CIN。A（典型值）待機電流。其他特征包括：在指定輸入電壓和輸出條件下保證輸出電壓的 177。 LM2576系列 的穩(wěn)壓器是單片集成電路，能提供壓降開關(guān)穩(wěn)壓電源（ BUCK）的各種功能，這些器件的固定輸出電壓有 ，5V， 12V， 15V，還有可調(diào)輸出的型號。風光發(fā)電系統(tǒng)中采用穩(wěn)壓芯片 LM2567ADJ輸出穩(wěn)定的電壓。 h，其 開路電壓為 20V，短路電流為 75mA；代替風力發(fā)電機的直流電源的輸出功率 選定 為 4W， 工作時間 ，對應(yīng)于風力發(fā)電機輸出電壓不 穩(wěn)定的情況， 電壓 范圍設(shè)定為 20V~30V。 （ 3） 以風電、太陽能分別單獨作為用戶提供日最低用電量估算風力發(fā)電機組與太陽能電池組件的功率。 （ 2） 風力發(fā)電機組供電能力的測算方法。 （ 1） 太陽能電池方陣發(fā)電能力估算。 系統(tǒng)的總用電量按下式計算 mQ =?iP iN it (25) 式中 mQ 為系統(tǒng)負荷最大用電量（ kW 由于太陽能電池板的價格較貴，目前 風光互補發(fā)電系統(tǒng)中風電與光電的匹配比例一般為 3:1左右。蓄電池選用鉛酸蓄電池，壽命為 3~5年，放電率 30%。 h。 式 (21)一般用于 24h工作的負載，式 (22)一般用于風光互補發(fā)電站，式 (23)一般用于估算。最大放電深度的選擇由廠商給定，一般有 80%放電深度（ DOD）和 50%DOD。選擇的蓄電池容量大于太陽能電池組、風力發(fā)電機發(fā)電峰值電流和的 25倍。在特殊氣候條件下，蓄電池允許放電達到蓄電池所剩容量占正常額定容量的 20%。 （ 2） 太陽能電池組件和風力發(fā)電機輸出的電能極為不穩(wěn)定，配備蓄電池后，用電負載才能穩(wěn)定正常工作。它的容量比負載所需的電量大得多。 在采樣光敏電阻兩端電壓 中，選用獨立的 模數(shù)（ A/D） 轉(zhuǎn)換芯片以及 單片機（ MCU）處理數(shù)字輸出 PWM的話需要接光耦進行隔離來消除干擾，使電路變得更加復(fù)雜。電壓或電流源是以一種通（ ON）或斷（ OFF）的重復(fù)脈沖序列被加到模擬負載五邑大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 7 上去的。 因此本課題選用 PWM技術(shù)實現(xiàn) LED路燈的智能調(diào)光控制。第二種， 恒流電源調(diào)控 ，主要是 用模擬線性技術(shù)輕易調(diào)整電流 的大小 ，從而改變燈的亮度 。 因此，降低 電路中 功耗的損失是必須要考慮的 問題。各階段充電時間的長短，各種蓄電池的具體要求和標準不一樣。 階段等流充電法所需充電時間短，充電效果也好。而在充電后期充電電流又過小，使極板深處的活性物質(zhì)得不到充電 反應(yīng)，形成長期充電不足，影響蓄電池的使用壽命。但隨著充電的進行，蓄電池端電壓逐漸升高，充電電流逐漸減小。但在充電后期若充電電流仍不變，這時由于大部分電流用于電解水上，電解液出氣泡過多而顯沸騰狀，這不僅消耗電能，而且容易使極板上活性物質(zhì)大量脫落，溫升過高，造成極板彎曲，容量迅速下降而提前報廢。 蓄電池常用的充電方法 有以下三種 : （ 1） 恒定電流充電法 在充電過程中充電電流始終保持不變，叫做恒定電流充電法，簡稱恒流充電法或等流充電法。充電的目的是使蓄電池貯存電能及時地恢復(fù) 容量，以滿足用電設(shè)備的需要。 鉛酸蓄電池 產(chǎn)品 主要有下列幾種 。 因此選用集成開關(guān)電源 功能 的芯片來實現(xiàn)電壓的穩(wěn)定輸出。本課題選用直流發(fā)電機 作為五邑大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 5 風光互補發(fā)電的電能來源， 原因是省略了 AC/DC轉(zhuǎn)換這一部分，節(jié)省了資源。本課題太陽能電池板的 額定 功率屬于低功率 組件 ，所以不采用 BUCK型或 BOOST型電路，而選 用 效率為 75%~90%的集成開關(guān)電源芯片來完成 DC/DC變換。也就是說要使輸出功率最大，必須使陣列的電導(dǎo)變化率等于負的電導(dǎo)值。這種方法控制比較簡單， 但是只適合于那些光照強度變化很緩慢的場合，當外部環(huán)境變化較快時，此法則會損失較大功率，很可能發(fā)生誤判，且最大功率點有小范圍的振 蕩。 圖 22 不同光照下太陽能電池 PU 特性曲線 （ 1） 恒 定電壓跟蹤法（ CVT） 由圖 22所示 ，在日照強度較高時，各曲線的最大功率點幾乎分布于一條垂直直線的兩側(cè)，這說明了陣列的最大功率輸出點大致對應(yīng)于某個恒定電壓，這就大大簡化了系統(tǒng) MPPT的控制設(shè)計，即人們只需從生產(chǎn)商處獲得最大功率點輸出對應(yīng)的電壓數(shù)據(jù)，并時陣列的輸出電壓鉗位于 VPmax（ 虛線 B與圖中曲線的交點） 值即可，實際上是把 MPPT控制簡化為穩(wěn)壓控制，這 就構(gòu)成了 CVT式的 MPPT控制。圖 22中 光照強度由 KW/m2的值決定，曲 線的拐彎處附近就是其最大功率的位置， 即 為“最大功率點”。由于單晶硅的效率比較高，因此選用其來進行發(fā)電。 綜合到經(jīng)費的問題，本次課題研究的裝置是基于小功率的系統(tǒng) ，主要由風光發(fā)電、蓄電池充電、 LED路燈控制三部分組成。 隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，人們對于便利的智能系統(tǒng)需求越來越廣泛。華南理工大學(xué)設(shè)計了新型無刷雙饋發(fā)電機 ， 并通過權(quán)值調(diào)節(jié)方式實現(xiàn)太陽能逆變器最優(yōu)功率傳輸。在國外 ， 加拿大 Saskatchewan大學(xué) 的 Rajesh Karki等人研究了獨立小型風光發(fā)電系統(tǒng)的成本及可靠性 ， 得出根據(jù)負載和風光資源條件合理配置發(fā)電系統(tǒng) ， 是降低發(fā)電成本、提高系統(tǒng)可靠性的重要途徑 ， 并指出互補發(fā)電系統(tǒng)擴容的可行性。在軟件方面的開發(fā) ， 主要有西班牙 Zaragoza大學(xué) 的 Rodolfo Dufo Lopez等