【正文】 78P 0039P 0138P 0237P 0336P 0435P 0534P 0633P 0732P 2021P 2122P 2223P 2324P 2425P 2526P 2627P 2728P S E N29A L E /P30T X D11R X D10U18 0 5 1R11 0 KT21 1 .0 5 9 2 MC13 0 PC23 0 PX1X2X1X2S1 C31 0 uF+ 5VP 10P 11P 12P 13P 14P 15P 16P 17P 00P 01P 02P 03P 04P 05P 06P 07P 20P 21P 22P 23P 24P 25P 26P 27R X DT X DA L E /PP S E NRDWRE A /V PT0T1IN T 0IN T 1R E S E TR E S E T12345678J112345678J012345678J212345678J4P 00P 01P 02P 03P 04P 05P 06P 07P 20P 21P 22P 23P 24P 25P 26P 27P 10P 11P 12P 13P 14P 15P 16P 17R X DT X DIN T 0IN T 1T0T1WRRD 圖 43 單片機最小系統(tǒng)及外圍電路 第 4 章 系統(tǒng)硬件設(shè)計 DCDC 控制電路設(shè)計 (充電電路 ) 本設(shè)計 DCDC 變換器選用開關(guān)電源中的 BUCK 電路，它主要完成兩方面的功能，一方面要實現(xiàn)最大功率點跟蹤，一方面又要實現(xiàn)充電控制。 通常情況下， BUCK 變換器的效率根據(jù)取值為η =80%，則計算流過電感的電流 548 300%80 ????? oinoL UPII ? )(A 若此時電感上的紋波電流設(shè)定在 %10% ??? LL II )(A 則功率開關(guān)管所要承受的電流峰值計算如下 ?????? LLP III )(A 因此，系統(tǒng)設(shè)計選用 IRF840：額定電壓 500V，額定電流 8A，通態(tài)電阻 . ②輸出濾波電路的設(shè)計 在 BUCK 轉(zhuǎn)換電路中，如何選擇好一個電感元件是很重要的，若是取值過大，平波效果較好，輸出電流紋波小，但系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)較慢，同時增大電感體積，增加成本；若是取值過小，雖然系統(tǒng)動態(tài)響應(yīng)較快，但是流過電感的電流不連續(xù)，輸出電流的紋波很大。該器件需要驅(qū)動電路才能正常作用，本設(shè)計采用 HCNW3120 芯片實現(xiàn)驅(qū)動功能。 ADC0809 應(yīng)用說明 （ 1） ADC0809 內(nèi)部內(nèi)置輸出鎖存器，能和 AT89S51 單片機直接連接。本設(shè)計設(shè)計了由 AT89S1 和 SUN7474 連接為AD0809 提供工作時鐘。從種種數(shù)字可以看出，光伏發(fā)電市場的發(fā)展前景以及它在能源領(lǐng)域重要的戰(zhàn)略地位 [4]。 [16]姚金生、劉小利 :《元器件》 [M]，北京電子工業(yè)出版社。 參考文獻 [1]張耀明 .《人類理想能源太陽能發(fā)電》 [J].北京：中國建設(shè)動態(tài)：陽光能源， 2020. [2]黃亞平 .《太陽能光伏發(fā)電研究現(xiàn)狀與發(fā)展前景探討》 [M]. 北京：人民郵電出版社， 2020. [3]王秀玲 .《太陽能與市電互補的 LED照明控制系統(tǒng)研究》 [D].北京：電子工業(yè)出版社， 2020. [4]牛丹鳳 .《光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的最大功率跟蹤研究》 [D].新疆：電子工業(yè)出版社， 2020 [5]馬洪莉 .《戶用獨立光伏發(fā)電系統(tǒng)控制電路的設(shè)計與研究》 [D].山東：北京電子工業(yè)出版社， 2020. [6]劉偉 .《獨立光伏系統(tǒng)中超級電容儲能的研究》 [D].北京：北京航空航天大學(xué)出版社， 2020. [7]閔江威 .《光伏發(fā)電系統(tǒng)的最大功率點跟蹤控制技術(shù)研究》 [D].北京：人民郵電出版社 2020. [8]沈培宏 .《 白光 LED技術(shù)及進展》 [J]. 北京：科學(xué)出版社， 2020年 2期 [9]馮垛生 .《太陽能發(fā)電原理與應(yīng)用》 .北京：人民郵電出版社， . [10]郭曼 .《愛護地球從綠色光源開始 — 記國家半導(dǎo)體照明工程研發(fā)及產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟》 [J].北京： 2020年 7期。程序設(shè)計時可通過改變 EOC 信號來決定單片機是否讀入已轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)，抑或是在開啟AD0809 后，設(shè)定適當(dāng)?shù)难訒r，單片機方可讀入被 AD 轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)。 （ 5）轉(zhuǎn)換完畢與否取決于 EOC 的信號情況。本設(shè)計轉(zhuǎn)換電路原理圖如圖 47 繼電器繼電器L E D 燈光伏發(fā)電放電電路市電線路P2.1P 2 .0 圖 47 切換電路 采樣電路設(shè)計 由于 AD 轉(zhuǎn)換器測量最大設(shè)定范圍為 5 V，因此要把蓄電池電壓成比例的縮小在 5V內(nèi)，才能利用 AD轉(zhuǎn)換功能進行轉(zhuǎn)換，然后再接入單片機，該系統(tǒng)電壓采樣電路由 50K、10K 的精密電阻構(gòu)成，電路圖如圖 48 所示?？紤]到 BUCK 轉(zhuǎn)換器的特征，若電感恰好在臨界工作，則需滿足如下關(guān)系 02 LL II ?? T△ ITLI L0onIt 圖 45 電感電流波形 臨界電感就是此時電路的電感值，其值為 )1(2 2 DfPUL sooc ?? 式中， LC 為臨界電感量； UO 為輸出電壓； fs為開關(guān)工作頻率； P0 為變換器輸出功率； D為開關(guān)管占空比。故本系統(tǒng)選用 MOSFET 作為開關(guān)器件。單片機的 18腳（ X2）、 19 腳（ X1）分別代表單片機內(nèi)反向放大器兩個端口即輸出端和輸入端，如果要組成單片機所需的時鐘電路，必須在單片機 18 腳（ X2）和19腳（ X1）之間連接一個特定值的晶振，然后附帶 2個 30PF 的瓷片電容。 燈具的選擇 一般的，燈具的實際效率可以用光源光效（ lm/W）與電源效率（ %）與、光照效率（ %）、燈具效率（ %）的乘積表示。然而由于普通鉛酸蓄電池需要很好的管理，而且容易對環(huán)境造成嚴(yán)重污染，因此，其在要求維護能力低和一般環(huán)境下才會得到使用。 和太陽能電池方陣組合的蓄電池一般工作在浮充下，蓄電池的端電壓隨著光伏組件的光電轉(zhuǎn)換效率以及負(fù)載用電量的變化而變化。 表 31 我國部分地區(qū)的輻射參數(shù)表 地區(qū) 緯度Φ 日輻射量 Ht 最佳傾角Φ op 斜面日輻射量 修正系數(shù) Kop 哈爾濱市 Φ＋ 長春市 Φ＋ 沈陽市 Φ＋ 北京市 Φ＋ 天津市 Φ＋ 呼和浩特市 Φ＋ 太原市 Φ＋ 烏魯木齊市 Φ＋ 西寧市 Φ＋ 蘭州市 Φ＋ 銀川市 Φ＋ 西安市 Φ＋ 上海市 Φ＋ 南京市 Φ＋ 合肥市 Φ＋ 杭州市 Φ＋ 南昌市 Φ＋ 福州市 Φ＋ 濟南市 Φ＋ 鄭州市 Φ＋ 武漢市 Φ＋ 長沙市 Φ＋ 廣州市 Φ－ ?？谑? Φ＋ 南寧市 Φ＋ 成都市 Φ＋ 貴陽市 Φ＋ ②太陽能電池方陣日發(fā)電量 QP ZOPOCP CHKIQ ? 其中， IOC 是太陽能電池方陣最佳工作電流； KOP 代表斜面修正系數(shù)（參考表 31）；CZ是修正系數(shù)，通常取用 [13]. ③最長連續(xù)陰雨天之間的最短間隔天數(shù) 本設(shè)計的特殊之處就在于此，是因為設(shè)計時將此段時間內(nèi)損耗的蓄電池量補充考慮進來，蓄電池容量補充計算方法如下 NKQB Lcb? NVPQ LL ?? / 太陽能電池組件并在一起的選擇可按下式計算： )/()( WPLWcbP NNBN ?? 根據(jù)太陽能電池方陣的串并聯(lián)數(shù)，便能夠計算出所選取的 組件的功率 [13] PSo NNPP ??? )(W 其中， P0 代表光伏電池方陣的額定功率。太陽能電池組件的串聯(lián)數(shù)必須適當(dāng)，太陽能電池方陣方才可以對蓄電池充電。 （ 3）非晶硅電池：非晶硅薄膜光伏電池制造方便，原材料及生產(chǎn)價格較低， 適于擴大規(guī)模生產(chǎn)，廣泛倍受人們的青睞并實現(xiàn)飛速發(fā)展，光 電轉(zhuǎn)換率通常會超過百分之十四點五，不足之處在于其穩(wěn)定性不是很好。 當(dāng)前，廣泛應(yīng)用的光伏電池仍以硅材料的光伏電池為主，主要包括單晶硅電池、多晶硅電池、非晶硅電池等。如果從內(nèi)部靜電場的兩端引出電極，然后帶動恰當(dāng)?shù)呢?fù)載，便會產(chǎn)生電壓、電流。庫克變換器電路去除了降壓式、升壓式和升降壓式變換器的缺點，同時又兼?zhèn)淞松鲜鰩追N變換器的優(yōu)點。②穩(wěn)態(tài)電壓比一直比 1大，只可以升高電壓。其在 PWM 中是最基本、使用最方便的一種變換結(jié)構(gòu)。 DC/DC 變換器 DC/DC 變換器，又稱直流斬波器，它的工作方式是根據(jù)改變占空比來控制輸出 DC電壓的均值?，F(xiàn)在已研究出部分改善的恒壓跟蹤算法，可以通過改變電位器的值輸出不同電壓值，通過溫度查表改變電壓等等。因為 N點與光伏電池的最大功率點處于同一點上，所以此時光伏電池獲得最大功率。盡管 DC/DC變換電路以及光伏電池都是非線性的，然而在短時間里，可以把它們看作是線性的。在實際的應(yīng)用系統(tǒng)中，太陽光的輻射強度和大氣的透光率都是動態(tài)變化的，這就給建設(shè)太陽能發(fā)電系統(tǒng)帶來了困難。我國的太陽能發(fā)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展實現(xiàn)了兩次跳躍，首次是在 20世紀(jì) 80 年代后期，我國正處于改革開放蓬勃發(fā)展時期，國內(nèi)相繼引入了多條光伏電池生產(chǎn)線，我國的光伏電池生產(chǎn)能力由起初的 3 個小工廠生產(chǎn)的幾百 KW提高到 6個工廠生產(chǎn)的 106W，中央政府、地方政府、國家工業(yè)部委和國家大型企業(yè)在引進的太陽電池生產(chǎn)設(shè)備以及生產(chǎn)線的投資中占了主導(dǎo)地位。 近幾年，全球光伏電池的生產(chǎn)量以平均每年近百分之四十的速度增長， 2020 年全世界總產(chǎn)量便達到了 1 109W。而且，硅作為光伏電池的主要原料存儲量極為豐富，并且伴著太陽電池研究技術(shù)的不斷發(fā)展以及轉(zhuǎn)換效率的持續(xù)改善和與它關(guān)聯(lián)系統(tǒng)科技技術(shù)的不斷成熟，產(chǎn)業(yè)成本費用己經(jīng)呈現(xiàn)急劇走低的勢頭。但是人類已經(jīng)在這個星球上生活在了數(shù)