【正文】 板對蓄電池的充電以及控制蓄電池對負(fù)載的供電 。單片機 在軟件程序的控制下 輸出 PWM 控制信號， 經(jīng)光耦驅(qū)動 MOSFET 管 開啟 與 關(guān)閉 來控制 充放電 電路。 輸出電壓波形如圖 23 所示。充電脈沖使 蓄電池充滿電量，而間歇期使蓄電池經(jīng)化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的氧氣和氫氣有時間 重新化合而被吸收掉，從而 減輕了蓄電池的內(nèi)壓，使下一輪的充電能夠更加順利地進(jìn)行，使蓄電池可以吸收更多的電量。 （ 2） 改進(jìn)的充放電方式 針對目前市場上控制器的主要問題是由于對于 蓄電池的保護(hù)不夠充分，不合適的充電方式容易導(dǎo)致蓄電池的損壞，同時 通過對蓄電池的工作原理和對影響蓄電池使用壽命因素的 分析，本論文提出了 PWM (Pulse Width Modulation)脈寬調(diào)制充電方法。階段充電法這種方法雖然可以將出氣量減到最少，但作為一種快速充電方法 使用，實際應(yīng)用中受到一定的限制。這種充電控制方法簡單，但由于電池的可接受電流能力是隨著充電過程的進(jìn)行而逐漸下降的，到充電后期，充電電流多用于電解水，產(chǎn)生氣體，使出氣過多，影響蓄電池的使用壽命。根據(jù)蓄電池的工作原理，結(jié)合實際應(yīng)用情況，在光伏發(fā)電系統(tǒng)中，影響鉛酸蓄電池壽命的主要因素有：充電電壓的設(shè)置、過放控制點的設(shè)置、溫度、運行環(huán)境等。 （ 3） 充電控制器 一般太陽 能極板輸出電壓的不穩(wěn)定，不能直接應(yīng)用于負(fù)載，需要將太陽能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芎蟠鎯Φ絻δ茉O(shè)備如蓄電池中，而控制器在這個過程中起著樞紐作用 ， 其性能的好壞將會直接影響實際應(yīng)用的使用效果。 工作原理搞懂了之后，接著看蓄電池在整個系統(tǒng)中的 作用 。 一般鉛酸蓄電池是由正極板、負(fù)極板、隔板、電池槽、電解液和接線端子等部分組成，極板 主要有鉛制成 ，電解液是硫酸溶液。光照在半導(dǎo)體 P/N 結(jié)上， 就會在其兩端產(chǎn)生光生電壓， 當(dāng)外部接通電路時，在該電壓的作用下，將會有電流流過外部電路產(chǎn)生一定的輸出功率。 太 陽 能 電 池 板 蓄 電 池 照 明 電 路充 電 控 制 器 圖 21 太陽能路燈系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu) 從圖 21 中可以看出，太陽能極板陣列將太陽能轉(zhuǎn)換為電能并將電能存儲到蓄電池中，蓄電池再將存儲的電能輸出給照明電路供電，完成能量的傳遞。 山東科技大學(xué)課程設(shè)計 3 2 太陽能充電控制器的總體設(shè)計方案 在確定 設(shè)計 方案之前， 需要結(jié)合 應(yīng)用實例，進(jìn)行 一定的綜合分析， 更加 明確 控制器的作用 ，最后 來 確定 整體方案。 （ 1） 要能自動檢測太陽能電池板電壓是否高于蓄電池電壓，若高于蓄電池 電壓，則可開啟充電；若低于蓄電池電壓，則不能開啟充電，否則蓄電池電流會反向流向太陽能電池板而造成點亮損耗。 另一方面， 當(dāng)蓄電池給負(fù)載供電時， 由于控制器不能 時刻檢測蓄電池 的電壓，這樣很容易發(fā)生蓄電池的過放電，將會導(dǎo)致蓄電池的深度放電， 嚴(yán)重影響其壽命。同時太陽能充放電控制器還控制蓄電池對負(fù)載的供電，保護(hù)蓄電池和負(fù)載電路，避免蓄電池發(fā)生過放現(xiàn)象，由此可見，控制器具有舉足輕重的作用。目前太陽能光伏發(fā)電裝置已廣山東科技大學(xué)課程設(shè)計 2 泛應(yīng)用于通訊，交通，電力等各個方面。為了更高效的利用太陽能，白天 可 將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，利用蓄電池將電能儲存起來，需要用電時即可由蓄電池供電。 我國幅員遼闊，有著十分豐富的太陽能資源。 （ 3） 長久性。 而且太陽輻射能與煤炭、石油等常規(guī)能源 相比較， 更有 如下的優(yōu)點： （ 1） 普遍性。 新 能源包括水能、風(fēng)能、太陽能等。山東科技大學(xué)課程設(shè)計 III 目 錄 1 緒論 ............................................................................................................................ 1 課題研究背景和意義 ......................................................................................... 1 太陽能充放電控制器現(xiàn)狀 .................................................................................. 1 設(shè)計主要任務(wù) ................................................................................................... 2 2 太陽能充電控制器的總體設(shè)計方案 .............................................................................. 3 太陽能路燈系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu) .................................................................................. 3 充電控制器的控制策略 ..................................................................................... 4 控制器的整體設(shè)計方案 ..................................................................................... 5 3 太陽能充電控制器的硬件電路設(shè)計 .............................................................................. 7 系統(tǒng)層次原理圖 ................................................................................................ 7 單片機最小系統(tǒng) ................................................................................................ 7 STC89C52 的簡介 ................................................................................... 7 單片機的最小系統(tǒng)及擴(kuò)展電路 ................................................................ 9 充放電電路 ..................................................................................................... 10 光耦驅(qū)動電路 .................................................................................................. 11 A/D 轉(zhuǎn)換 電路 .................................................................................................. 12 ADC0804 的簡介 ................................................................................... 12 ADC0804 外圍接線電路 ..................................................................... 13 LCD 顯示電路 ................................................................................................. 15 E2PROM 數(shù)據(jù)存儲電路 .................................................................................... 16 串口通信電路 ................................................................................................. 17 4 太陽能充電控制器的軟件設(shè)計 ................................................................................... 20 系統(tǒng)主程序設(shè)計 .............................................................................................. 20 電壓采集轉(zhuǎn)換模塊 .......................................................................................... 21 顯示模塊 ........................................................................................................ 22 數(shù)據(jù)存儲模塊 ................................................................................................. 24 軟件調(diào)試和仿真 .............................................................................................. 26 5 總結(jié)與展望 ............................................................................................................... 29 設(shè)計總結(jié) ........................................................................................................ 29 展望 ............................................................................................................... 29 參考文獻(xiàn) ...................................................................................................................... 31 致 謝 .......................................................................................................................... 32 附錄Ⅰ 源程序 ............................................................................................................. 33 附錄 Ⅱ 硬件電路圖 ...................................................................................................... 43 山東科技大學(xué)課程設(shè)計 1 1 緒論 課題研究 背景和 意義 能源資源是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要基礎(chǔ)之一，隨著人民生活水平的不斷提高和科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，能源的缺口增大，能源問 題作為困擾人類長期穩(wěn)定發(fā)展的一 大因素擺在了人們面前。 關(guān)鍵詞： 充電控制器； 太陽能光伏發(fā)電 ； PWM 脈寬調(diào)制； 山東科技大學(xué)課程設(shè)計 II Abstract Solar photovoltaic power generation has bee an important part of new energy and renewable energy, it is considered the current world39。 在總體方案的指導(dǎo)下，本設(shè)計使用低功耗、高性能，超強抗干擾的 STC89C52 單片機作為核心器件對整個電路進(jìn)行控制。山東科技大學(xué)課程設(shè)計 I 太陽能充放電控制器設(shè)計 摘 要 太陽能光伏發(fā)電現(xiàn)已成為新能源和可再生能源的重要組成部分，也被認(rèn)為是當(dāng)前世界最有發(fā)展前景的新能源技術(shù)。在太陽能對蓄電池的充放電方式、控制器的功能要求和實際應(yīng)用方面做了一定分析，完成了硬件電路設(shè)計和軟件編制，實現(xiàn)了對蓄電池的高效率 管理。實驗表明，該控制器性能優(yōu)良，可靠性高，可以時刻監(jiān)視太陽能電池板和蓄