【正文】 ............ 8 電源電路的設(shè)計(jì) ................................................................................................. 8 第四章 充電電路的設(shè)計(jì) ........................................................................................... 10 充電電路原理概述 ........................................................................................... 10 UC3906DW介紹 ........................................................................................ 10 6GFM200 特性分析 ................................................................................... 10 充電原理 ..................................................................................................... 11 充電電路設(shè)計(jì) ................................................................................................... 12 第五章 驅(qū)動(dòng)電路的研究與設(shè)計(jì) ............................................................................... 14 SA7527A 功率校正芯片介紹 ........................................................................... 14 原理概述與電路設(shè)計(jì) ....................................................................................... 14 原理概述 ..................................................................................................... 14 電路設(shè)計(jì) ..................................................................................................... 15 第六章 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ........................................................................................... 18 PIC16C7116/P 介紹 .......................................................................................... 18 目 錄 IV 控制部分軟硬件設(shè)計(jì) ....................................................................................... 18 控制系統(tǒng)硬件框圖 ..................................................................................... 19 光強(qiáng)檢測(cè)部分 .......................................................................................... 19 MCU 模塊設(shè)計(jì) ......................................................................................... 20 狀態(tài)顯示電路設(shè)計(jì) .................................................................................. 20 供電電路設(shè)計(jì) .......................................................................................... 21 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) ..................................................................................... 22 第七章 結(jié)論與展望 ................................................................................................... 26 誤差分析與結(jié)論 ............................................................................................... 26 誤差分析 ...................................................................................................... 26 結(jié)論 ............................................................................................................. 27 有待進(jìn)一步研究的問題 ................................................................................... 28 參考文獻(xiàn) ...................................................................................................................... 29 致 謝 .......................................................................................................................... 32 附錄 A 程序主要部分源代碼 .................................................................................... 33 附錄 B 程序使用說明書 ............................................................................................ 41 附錄 C 整機(jī)電路圖 .................................................................................................... 42 第一章 緒論 1 第一章 緒論 課題的背景和意義 21 世紀(jì)資源與環(huán)境是關(guān)乎人類自身生存的熱點(diǎn)話題，隨著石油、煤礦等化石資源的不斷枯竭，迫切要求人們加快對(duì)太陽(yáng)能，風(fēng)能，潮汐能等新能源的研究。截止到 2020 年底，我國(guó)安裝的光伏電池約為 5兆瓦，并且應(yīng)用領(lǐng)域主要是邊遠(yuǎn)地區(qū)、交通控制以及遠(yuǎn)程第一章 緒論 2 通信中繼等領(lǐng)域，應(yīng)用范圍面比較窄，而且主要是集中在了偏遠(yuǎn)地區(qū)，主要是由于設(shè)備技術(shù)價(jià)格昂貴，無法大面積進(jìn)行推廣。 第二章 整體方案設(shè)計(jì) 3 第二章 整體方案設(shè)計(jì) 方案選擇與論證 光伏發(fā)電 LED控制系統(tǒng)主要包括直流電壓變換電路、電池充電控制部分、功率驅(qū)動(dòng)部分和系統(tǒng)控制部分。因此此次設(shè)計(jì)使用 Buck 結(jié)構(gòu)電路。如圖 21。 電路參數(shù)計(jì)算 （ 1）占空比 D 計(jì)算 由設(shè)計(jì)指標(biāo)可以確定 VMAX=37V 為最大電壓， VMIN=25V 為最小輸入電壓，占空比 D 可以根據(jù)電路輸入電壓和輸出電壓之間比例關(guān)系確定。它的應(yīng)用領(lǐng)域相當(dāng)廣泛，主要適用于時(shí)不變的線性系統(tǒng)。閉環(huán)反饋原理如圖 32。當(dāng) fC為 時(shí)， Gvd(s)的相位為148176。 圖 35 電源模塊電路 主電路通過開關(guān)管、電容、電感實(shí)現(xiàn)降壓變換，將輸入電壓變換至 18V 左右，補(bǔ)償電路采用兩個(gè) 1KΩ的電阻實(shí)現(xiàn)， PID 控制器的基準(zhǔn)電壓為 9V，由蓄電池通過分壓得到，控制開關(guān)管的 PWM 信號(hào)由 PIC16C7116/P 單片機(jī)產(chǎn)生。 第四章 充電電路的設(shè)計(jì) 11 表 41 電池主要特性表 容量 (25℃ ) 20HR 200Ah 10HR 190Ah 5HR 164Ah 1HR 110Ah 內(nèi)阻 (完全充電狀態(tài) ) ?(25℃ ) 不同溫度下蓄 電池的容量 40℃ 109% 25℃ 100% 0℃ 88% 15℃ 76% 容量保存率 (25℃ ) 儲(chǔ)存期 3個(gè)月 92% 充電特性 (25℃ ) 循環(huán) ,不大于 40A 浮充 ,不大于 40A 表 42 恒定功率放電時(shí)刻表 終止電壓 (伏 /單體 ) 30M 40M 50M 60M 2H 3H 5H 8H 10H 20H 316 260 226 206 125 334 276 238 216 129 348 288 248 222 132 364 298 258 224 134 376 302 262 228 135 408 308 268 234 136 充電原理 傳統(tǒng)的充電器由于充電電流不穩(wěn)定，有時(shí)候甚至充電電流很太，容易損壞電池。 剛開始蓄電池電量低，充電電路以較大值的電流對(duì)電池進(jìn)行充電，同時(shí)對(duì)電池電壓進(jìn)行不間斷檢測(cè)。過充電狀態(tài)下，電池電壓繼續(xù)升高，隨著電池電壓上第四章 充電電路的設(shè)計(jì) 13 升至過充電閾值時(shí)，開始進(jìn)行恒壓充電，并且輸出電壓穩(wěn)定在過充電閾值。主要包括以下幾個(gè)特性：（ 1）寬電壓輸入特性；（ 2）溫度補(bǔ)償和光 衰補(bǔ)償特性；（ 3）恒流和恒壓特性。 通過分析可知 SA7527A 的 MUL 引腳可承受輸入電壓值為為 之內(nèi)，為 得到比較寬的電壓輸入范圍，此處設(shè)定工作時(shí)電壓值： 2V。 因此，整個(gè)恒流反饋電路由三極管 Q取樣電阻 R12 和 PC817 組成，輸出負(fù)載發(fā)生時(shí)，驅(qū)動(dòng)輸出電流會(huì)相應(yīng)增大或減小，引起 R12 的取樣電壓發(fā)生改變，同時(shí)通過 Q3 以及反饋線圈繞組，控制流過 PC817 的電流發(fā)生相應(yīng)改變，最終使輸出電流穩(wěn)定在預(yù)定值。 (4)模塊電路圖 根據(jù)預(yù)期目標(biāo)以及以上參數(shù)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)出如圖 55 的功率自適應(yīng)驅(qū)動(dòng)電路。雖然時(shí)鐘頻率在一定程度上可以說明單片機(jī)的功能，但不能僅依靠時(shí)鐘頻率來評(píng)價(jià)其性能， 因?yàn)椴煌w系的 CPU 機(jī)構(gòu)也會(huì)影響處理能力。光強(qiáng)檢測(cè)部分采用光敏電阻，輸出信號(hào)經(jīng)放大電路放大后，直接傳送至單片機(jī)， PIC16 單片機(jī)對(duì)送入的光強(qiáng)信息進(jìn)行處理，控制整個(gè)系統(tǒng)的工作狀態(tài)，并通過顯示狀態(tài)顯示系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)。 電阻值隨著 入射光 的增強(qiáng)，電阻值不斷下降； 入射光消失后， 電阻值逐漸加大 ， 因此導(dǎo)致 ADIN1ADIN4 的采樣電壓也不短變化， 從而實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換。 而且功耗低，因此成為系統(tǒng)顯示設(shè)備理想的選擇。另外， 圖 67 供電電路圖 第六章 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 22 還需要正 12V電源給電路中的 BUCK 電路提供 9V 基準(zhǔn)電壓。 41( R e ( ) 5 1 0 / 2 5 6 ) / 4iY a d A D C X i?? ? ?? (63) “環(huán)路數(shù)據(jù)單元”的定義原理如圖 68。因此運(yùn)用“環(huán)形數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元”可以有效的節(jié)省系統(tǒng)的硬件存儲(chǔ)資源，并且可實(shí)現(xiàn)連續(xù)對(duì)一定室間隔的數(shù)據(jù)區(qū)平均，有效的判別采樣電壓的可信性。 程序流程圖的第二部分是定時(shí)器中斷處理，程序中定時(shí)器主要負(fù)責(zé)提供 PWM控制信號(hào)以及定時(shí)信號(hào)，由于單片機(jī)采用 1MHZ 外部晶體，機(jī)器周期是 1us，因 N1 N 1 2 … … Pointe 第六章 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 24 開始 初始化 檢測(cè) ADC 轉(zhuǎn)換完成標(biāo)志位 置位 無置位 判斷是否是干擾信號(hào)？ 是 否 更新光強(qiáng)信息數(shù)組 處理光強(qiáng)信息數(shù)據(jù) 設(shè)置相應(yīng)片選信號(hào) 第六章 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 25 圖 69 程序流程圖