【正文】 。本文提供了一套24V/5A 太陽能控制器的電路，該電路采用低功耗的單片機 P87LPC767作為控制回路的核心 ,實時測量蓄電池的端電壓 ,通過脈寬調(diào)制控制太陽能電池陣列的充電電壓 ,并通過功率管控制蓄電池與負載的通斷 ,實現(xiàn)對蓄電池的放電保護。 中國人口眾多，相對資源匱乏，但中國的太陽能資源豐富。格林教授說：“政府的力量是決定這一能源能否在該國普及的關(guān)鍵因素。采用太陽能戶用系統(tǒng)能很好地解決上述問題。 1 太陽能電池的基本原理 當物體受到光照時 ,物體內(nèi)的電荷分布狀態(tài)發(fā)生變化會產(chǎn)生電動勢和電流 ,這種現(xiàn)象稱為光生伏打效應。從圖中可以看出 ,太陽能電池的伏安特性具有強烈的非線性。 首先，選擇較大的步長搜索最大功率點所在的區(qū)域，然后按比例搜小步長，再重復搜索，這樣搜索到的最大功率所在區(qū)域?qū)⒖s小一半，精度提高一倍，再如此循環(huán)下去，直到逼近 最大功率點。充電接受電流是充電時間的指數(shù)函數(shù) ,因此脈沖充電可以持續(xù)以大電流充電 ,極大縮短充電時間 ,達到快速充電目的。 對于一個發(fā)電設(shè)備來說 ,其最大輸出能量 fmax( e) 是一個固定的數(shù)值 ,而 f ( e) 則是由負載決定的能量。 ? 太陽電池的輸出功率 3）最大效率設(shè)計原則 由以上分析可知 ,為了保證充電效率 ,太陽能充電系統(tǒng)必須滿足 : ? 充電電池必須保證功率吸收能力 。Rb為蓄電池的內(nèi)阻 ,通常 Rb的值很小 ,可忽略不太陽能電池板 DCDC 轉(zhuǎn)換模塊 充電管理模塊 蓄電池 21 計 ,則蓄電池模型可處理為 : V=Vb=常數(shù) 若設(shè)定蓄電池在充 放電過程中其端電壓 Vb 的最大值和最小值分別為 Vmax 和 Vmin,則在蓄電池工作期間 ,其端電壓應在 Vmax 和Vmin 之間變化。 D2 為“防反接二極官”，當蓄電池極性接反時， D2 導通，使蓄電池通過 D2 短路放電，產(chǎn)生很大電流快速使保險絲 F1。 LM317 為三端可調(diào)正壓穩(wěn)壓器，其輸電壓范圍為 ~7 V，只 圖 7 單片機電源變換電路 25 需 2 個外接電阻即可設(shè)置輸出電壓。由于光線不足時，太陽能電池陣列的輸出電壓下降顯著，因此可通過對其輸出電壓 .進行分壓測量 (VAD2)，判斷光線情況，作為 S2 導通和截止的一個判斷依據(jù)。 9 系統(tǒng)軟件設(shè)計 根據(jù)系統(tǒng)的工作過程和設(shè)計需要 ,為提高軟件的可讀性和編程效率 ,采用模塊化編程 ,C 語言描述 ,主要包括主程序和子程序 2 部分 ,本文只給出相關(guān)主程序流程。北京；中國電力出版社， 2020。我學到了很多有用的知識，尤其是對我思想和方法上的指導。 作 者 簽 名： 日 期： 指導教師簽名： 日 期： 34 使用授權(quán)說明 本人完全了 解 大學關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計（論文）的規(guī)定，即：按照學校要求提交畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版本；學校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務；學?？梢圆捎糜坝　⒖s印、數(shù)字化或其它復制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉績?nèi)容。 作者簽名： 日期： 年 月 日 導師簽名： 日期： 年 月 日 36 致 謝 時間飛逝， 大學 的學習生活很快就要過去，在這 四年 的學習生活中，收獲了很多，而這些成績的取得是和一直關(guān)心幫助我的人分不開的。郭謙功老師淵博的知識、嚴謹?shù)淖黠L和誨人不倦的態(tài)度給我留下了深刻的印象。 回首四年，取得了些許成績，生活中有快樂也有艱辛。他無論在理論上還是在實踐中，都給與我很大的幫助，使我得到不少的提高這對于我以后的工作和學習都有一種巨大的幫助，感謝 他 耐心的輔導。 在我的十幾年求學歷程里，離不開父母的鼓勵和支持，是他們辛勤的勞作，無私的付出，為我創(chuàng)造良好的學習條件，我才能順利完成完成學業(yè)，感激他們一直以來對我的撫養(yǎng)與培育。 另外，我還要感謝大學四年和我一起走過的同學朋友對我的關(guān)心與支持，與他們一起學習、生活，讓我在大學期間生活的很充實，給我留下了很多難忘的回憶。經(jīng)過這次畢 業(yè)設(shè)計，我的能力有了很大的提高，比如操作能力、分析問題的能力、合作精神、嚴謹?shù)墓ぷ髯黠L等方方面面都有很大的進步。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔。 書到用時方恨少，在這篇論文的寫作過程中，我深感自己的水平還非常的欠缺。沒有他們的支持和鼓勵，我也不可能完成我的學業(yè)。太陽電池充電器中的自適應算法。由于MOSFET的柵極驅(qū)動電壓不能超過 20 V，因此當 ，Vs 截止，蓄電池電壓經(jīng) R9 和 R,3 分壓后產(chǎn)生 S1 的驅(qū)動信號。電路中單片機的主要功能就是測量蓄電池端電壓，進而控制 S1 和 S2 的導通狀況，保證電路的穩(wěn)定運行。 需要指出的是，當控制電路切斷負載回路后，控制電路仍然要消耗蓄電池能量，因此控制電路要盡量減少電子元器件以降低功耗出于此目的，該電路采用 PHILIPS 公司的單片機 P87LPC767 作為 CPU。 22 圖 5 太陽能電池陣列和蓄電池直接耦合圖 8 太陽能控制器電路分析 圖 6 太陽能控制器主回路電路圖 圖 6 為 24 V/5 A 太陽能控制器主回路電路圖。 20 圖 3 系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu) 太陽能電池板受其接受太陽光的影響 ,輸出為呈顯著變化的直流電壓 ,經(jīng) DCDC 轉(zhuǎn)換模塊將其轉(zhuǎn)換為蓄電池充電所需要的穩(wěn)定電壓 ,再經(jīng)過電路的合理調(diào)整 ,使其輸出為合適的電脈沖 ,并經(jīng)充電管理模塊的可靠保護對蓄電池進行充電。對于充電電路 ,這部分消耗的能量是電池充電 中所經(jīng)過電路的損耗 ,對于控制電路 ,這部分是完成所需要的充電控制所需要消耗的能量。 DCDC 轉(zhuǎn)換最大的特點就是升 P降壓保持以及穩(wěn)定電壓 ,采 DCDC 轉(zhuǎn)換模塊可以很好地解決太陽能電池板輸出電壓不穩(wěn)的問題 ,達到充電可靠、安全、穩(wěn)定的目的。影響 電池快速充電的因素就是蓄電池充電過程中的各種極化現(xiàn)象。 太陽能陣列輸出功率表達式為： P=U*I （ 1） 由太陽能輸出功率特性曲線可知，在 dp/dv=0 處，即為最大功 14 率點。 2 太陽能電池的輸出特性 對于太陽能電池方陣而言 ,應按照用戶的要求和負載的用電量及技術(shù)條件確定太陽能電池組件的串并聯(lián)數(shù)。它從軍事領(lǐng)域、通信領(lǐng)域到城市建設(shè)領(lǐng)域等都起到了重大的作用。光伏發(fā)電具有傳輸方便的特點 ,在通用性、可存儲性等方面具有光熱利用和光化學轉(zhuǎn)換利用無法替代的優(yōu)勢。 10 然而 ，比發(fā)達國家對太陽能的利用，我們做的遠遠不夠，差距主要在產(chǎn)業(yè)規(guī)模和政策支持上。 太陽能