【正文】 圖39 控制器充放電電路圖單片機的PWM控制充、放電驅(qū)動Q1和Q2。當(dāng)蓄電池充電到一定程度時要停止充電和減小充電電流，防止不合理的過充電對蓄電池造成損害。但是對于鋰電池的充電過程，要求是比較嚴格的。充放電控制器是太陽能充電器的核心部件，針對鋰蓄電池充電的特殊要求，本文巧妙地采用簡單電路檢測充放電電壓電流、軟件補償用于檢測的小電阻的溫度效應(yīng)，省去硬件補償?shù)馁M用，降低了成本。晶振用一種能把電能和機械能相互轉(zhuǎn)化的晶體在共振的狀態(tài)下工作，以提供穩(wěn)定，精確的單頻振蕩。當(dāng)復(fù)位電平持續(xù)兩個機器周期以上時復(fù)位有效。因此，它的開發(fā)工具較為簡單，只需1套PC環(huán)境下的調(diào)試軟件和1個連接于并口的仿真器。開漏端口帶有一個施密特觸發(fā)輸入以及一個干擾抑制電路。當(dāng)口線鎖存器跳變到1時，這個上拉用來加快準雙向口由邏輯4到邏輯1轉(zhuǎn)換。在3個上拉晶體管中，有1個上拉晶體管稱為“弱上拉”，當(dāng)口線寄存器為1且引腳本身也為1時打開。這樣就可實現(xiàn)無干擾地更新PWM。程序運行時能對其中的1段或多段進行擦/寫操作，因此兼有數(shù)據(jù)存儲器功能。目前市場上層壓組件最大規(guī)格有220W，最小的有5W。制作太陽能電池的材料是近年來發(fā)展最快、最具活力的研究領(lǐng)域，是最受矚目的項目之一。還了解了太陽能的等效電路和機的硬件結(jié)構(gòu)和單片機的基本結(jié)構(gòu)。當(dāng)系統(tǒng)執(zhí)行給定的指令時，必須對操作碼進行譯碼，以確定所要求的操作，指令譯碼器就是負責(zé)這項工作的。微處理器內(nèi)通過內(nèi)部總線把ALU、計數(shù)器、寄存器和控制部分互聯(lián)，并通過外部總線與外部的存儲器、輸入輸出接口電路聯(lián)接。（1）運算器運算器由運算部件算術(shù)邏輯單元（Arithmetic amp。 　　單片機是靠程序的，并且可以修改。圖 2圖 25 分別是太陽能電池陣列在溫度為25℃時，不同日照(S)下表現(xiàn)出的電流電壓(IV)和功率電壓(PV)特性。原則上講，可對輸出功率求導(dǎo)使其為0，即可得到該電池的最佳工作點Im，Um，從而求出最大輸出功率：P=Im*Vm。當(dāng)溫度升高時，Isc值略有上升。當(dāng)光照恒定時，由于光生電流Isc不隨光伏電池的工作狀態(tài)而變化，因此在等效電路中可以看作是一個恒流源。在太陽能板的保護中還用到一種防反充二極管，又稱阻塞二極管，其作用是避免由于太陽能板在陰雨天和夜間不發(fā)電時，或太陽能板出現(xiàn)短路故障時，蓄電池組通過太陽能板放電。這種硅錠可鑄成立方體，以便切片加工成方形太陽電池片，可提高材料利用率和方便組裝。它可以輸出幾百瓦，凡千瓦或更大的功率，是光伏電站的電能產(chǎn)生器。 另外，在受光面上，覆蓋著一層很薄的天藍色氧化硅薄膜以減少入射太陽光的反射，提高太陽能電池對于入射光的吸收率。因此，太陽能光伏電池都是由半導(dǎo)體構(gòu)成的。通過分析國內(nèi)外光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀和市場需求分析，了解光伏發(fā)電未來產(chǎn)業(yè)前景。獨立運行逆變器用于獨立運行的太陽能電池發(fā)電系統(tǒng)，為獨立負載供電。配套200A光伏電站系統(tǒng)還應(yīng)有限荷保護和防雷裝置，以保護系統(tǒng)設(shè)備的過負載運行及免遭雷擊，維護系統(tǒng)設(shè)備的安全使用[7]。我國當(dāng)前最大的光電市場仍然是通信領(lǐng)域，包括微波中斷站、衛(wèi)星通信地面站、衛(wèi)星電視接收差轉(zhuǎn)系統(tǒng)、程控電話交換機、部隊通訊臺站等，目前的市場占有率在50%左右。首先，我國生產(chǎn)規(guī)模較國外比較小，自動化水平比較低；其次，專用原材料國產(chǎn)化程度也不高。“九五”期間，國家科委開始將太陽能屋頂系統(tǒng)列入國家科技攻關(guān)計劃，企業(yè)界率先在深圳和北京分別建成了17KW和7KW的光伏發(fā)電屋頂系統(tǒng)?？沙浞掷卯?dāng)?shù)刎S富的太陽能資源，采用太陽能發(fā)電技術(shù)，節(jié)約能源，發(fā)展經(jīng)濟，提高人民生活水平。 （3）清潔無污染，無任何物質(zhì)的排放，既不會留下污染物，也不會向大氣中排放廢氣。這些能源原本是人類的廢棄物所轉(zhuǎn)化過來的，只要有人類的存在，就會有生物能，所以這種能源也可以說是用之不竭的； （5）核能：與傳統(tǒng)能源的發(fā)電廠相比，核能的利用率較高，對環(huán)境的污染小，并且使用核燃料的成本遠遠低于傳統(tǒng)燃料的成本，而核燃料所釋放出來的能量卻遠遠高于傳統(tǒng)能源所釋放出來的能量。 能源是人類社會賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，21世紀是世界能源結(jié)構(gòu)發(fā)生巨大變革的世紀。因此，如不盡早設(shè)法解決常規(guī)能源的替代能源，人類遲早將面臨燃料枯竭的危險局面。光伏電源控制器通常由太陽能電池、蓄電池、充放電控制器和負載LED組成。常規(guī)能源在給人類社會帶來飛速發(fā)展的同時，也在很大程度上使人類社會面臨著前所未有的困難和挑戰(zhàn)。s discovery of a semiconductor material after irradiation light, to cause voltampere characteristics change. In the end, found the photovoltaic effect, which made from semiconductor photovoltaic cells. Thereafter, selenium, copper oxide semiconductor materials such as research, also found that the photovoltaic effect, also made a similar photovoltaic effect. This course is designed to introduce a kind of solar charger, using singlechip microputer control, the solar energy through to stabilize the dc charging circuit transformation, after pletion of the battery and can automatically stop charging, can also be used as a general dc power supply, so as to get rid of the dependence on the grid for the freedom of munication. Compared with the conventional charger, solar charger has obvious advantages.Key words: solar energy。太陽能發(fā)電的歷史可以追朔到1800年，伯克萊氏發(fā)現(xiàn)對某種半導(dǎo)體材料照射光后，會引起伏安特性改變。本課程設(shè)計介紹一種太陽能充電器，利用單片機控制，將太陽能經(jīng)過電路變換為穩(wěn)定直流電充電，并能在電池充電完成后自動停止充電，還可作為一般直流電源使用，從而擺脫對市電的依賴而獲得通信的自由。 Battery chargerIV第1章 緒論能源是經(jīng)濟、社會發(fā)展和提高人民生活水平的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，能源問題是一個國家至關(guān)重要的問題。其中，太陽能作為一種新型的綠色可再生能源，與其他新能源相比，是最理想的可再生能源?？梢哉f，世界經(jīng)濟的現(xiàn)代化，得益于傳統(tǒng)能源，如石油、天然氣、煤炭與核裂變能的廣泛的投入應(yīng)用。這種由環(huán)境污染衍生的環(huán)境效應(yīng)具有滯后性，往往在污染發(fā)生的當(dāng)時不容易被察覺或預(yù)料到，然而一旦發(fā)生就表示環(huán)境污染已經(jīng)發(fā)展到相當(dāng)嚴重的地步。很多國家都在認真探索能源多樣化的途徑，積極開展新能源和可再生能源的研究開發(fā)工作。因為它具有以下的特點： （1）存儲量巨大：太陽能是取之不盡的可再生能源，可利用量巨大。從全國太陽年輻射總量的分布來看，青藏高原和西北地區(qū)、華北地區(qū)東北大部以及云南、廣東、海南等部分低緯度地帶的年太陽輻射總量都在8000MJ/m2以上，是我國太陽能資源豐富或較豐富的地區(qū)。（2）國內(nèi)現(xiàn)狀 我國的太陽能應(yīng)用起步較晚，但是發(fā)展速度很快。至2003年底，我國光伏產(chǎn)業(yè)總的生產(chǎn)能力達到38MW，太陽能電池/組件的實際生產(chǎn)量達到13MW。世界光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，一直保持著加速發(fā)展的勢頭?！熬盼濉逼陂g建成各種規(guī)模的縣、鄉(xiāng)、村級光伏電站400余座，裝機總?cè)萘?00kW左右，推廣應(yīng)用家用光伏電源系統(tǒng)約15萬套，并在約80所農(nóng)村學(xué)校建立了總功率100kW左右的光伏發(fā)電系統(tǒng)。在光生伏打效應(yīng)的作用下，太陽能電池的兩端產(chǎn)生電動勢，將光能轉(zhuǎn)換為電能，是能量轉(zhuǎn)換的條件。（3） 充放電控制器 是能自動防止蓄電池過沖和過放電的設(shè)備。方形逆變器電路簡單，造價低，但諧波分量大，一般用于幾百瓦以下和對諧波要求不高的系統(tǒng)。被吸收的光，當(dāng)然有一些變成熱，另一些光子則同組成半導(dǎo)體的原子價電子碰撞，于是產(chǎn)生電子空穴對。半導(dǎo)體內(nèi)在P型和N型交界面兩邊形成勢壘電場，能將電子驅(qū)向N區(qū)，空穴驅(qū)向P區(qū)，從而使得N區(qū)有過剩的電子，P區(qū)有過剩的空穴，在PN結(jié)附近形成與勢壘電場方向相反的光生電場。它的尺寸約4平方厘米到100平方厘米。單晶硅太陽電池是當(dāng)前開發(fā)最快的一種太陽電池，它的結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)工藝已定型，產(chǎn)品已廣泛用于空間和地面。這種保護分為兩類機械化學(xué)方面的保護和電方面的保護。 圖 21 太陽能電池等效電路 圖中，太陽能電池等效電路由4個部分組成：電池的光電流Isc，PN 結(jié)的非線性電阻Rj，串聯(lián)電阻RS，和旁漏電阻Rsh，R是電池外的負載電阻。 電池的光電流Isc是當(dāng)RL=0?時，所測的電池兩端的短路電流。 太陽能電池板的輸出特性 受到光照、電池陣列結(jié)溫及負載的影響，太陽能電池輸出電壓和電流也隨之發(fā)生改變[11]。 圖 23 太陽能電池的PV特性曲線 從圖23可見，Im和Vm的乘積就是最佳工作點的縱橫坐標(biāo)所確定的矩形面積，在曲線范圍內(nèi)這個面積越大，表明電池的輸出特性越優(yōu)越。 圖 24 不同日照下的IV關(guān)系曲線圖 圖 25 不同日照下PV曲線圖 圖 26，圖 27 分別給出了太陽能電池陣列在日照射為1000W/m2，和在變化溫度(T)的情況下，表現(xiàn)出典型的IV和PV特性。一個可視化高級語言編寫的小程序里面即使只有一個按鈕，也會達到幾十K的尺寸！對于家用PC的硬盤來講沒什么，可是對于單片機來講是不能接受的。ALU能完成對這兩個數(shù)據(jù)進行加、減、與、或、比較大小等操作，最后將結(jié)果存入累加器。（3）主要寄存器　　1) 累加器A；2) 累加器A是微處理器中使用最頻繁的寄存器。由于內(nèi)存與CPU之間存在著速度上的差異，所以必須使用地址寄存器來保持地址信息，直到內(nèi)存讀/寫操作完成為止。更好的保護了鋰電池。（2）太陽能電池組件的概述具有封裝及內(nèi)部連接的、能單獨提供直流輸出的、不可分割的最小太陽能電池組合裝置，叫做太陽能電池組件或叫做太陽能電池板。硅太陽能電池片若直接暴露在大氣中，易受到大氣尤其是潮濕空氣的腐蝕；灰塵、冰雹、風(fēng)沙等也都會落在電池的表面，導(dǎo)致電池轉(zhuǎn)換率下降，電池的電極也會氧化、銹蝕脫落甚至?xí)?dǎo)致電池失效。它們區(qū)別在于Flash的容量大小，本設(shè)計所用到的STC12C5412AD的Flash容量為10K。輸出頻率取決于PCA定時器的時鐘源。4種類型分別為:準雙向口(標(biāo)準8051輸出模式)、推挽輸出、僅為輸入(高阻)和開漏輸出功能。推挽模式一般用于需要更大驅(qū)動電流的情況。上電復(fù)位后P1口是弱上拉型的I/O口，可以通過軟件設(shè)置將8路中的任何一路設(shè)置為A/D轉(zhuǎn)換，不需作為A/D使用的口可繼續(xù)作為I/O口使用。（1）單片機最小系統(tǒng)介紹單片機最小系統(tǒng)主要由電源、復(fù)位、振蕩電路以及擴展部分等部分組成。如圖35所示。有些通訊系統(tǒng)的基頻和射頻使用不同的晶振，而通過電子調(diào)整頻率的方法保持同步。如果用戶把充電池接反了電路會實現(xiàn)自動報警來提醒用戶。在天氣晴朗的夏日，蓄電池放電深度小。如果電壓高于5V就不必進行這個步驟。沖量指窄脈沖的面積。如果周期性地施加上述脈沖，則響應(yīng)i(t)也是周期性的。模擬信號的值可以連續(xù)變化，其時間和幅度的分辨率都沒有限制。盡管模擬控制看起來可能直觀而簡單，但它并不總是非常經(jīng)濟或可行的。液晶是介于固態(tài)和液態(tài)間的有機化合物。DSTN：雙層超扭曲向列型（Double layer STN）。STN型的顯示原理與TN相類似。為了配合這種結(jié)構(gòu)，IPS要求對電極進行改良，電極做到了同側(cè)，形成平面電場。TFTLCD的構(gòu)成主要由螢光管(或者LED Light Bar）、導(dǎo)光板、偏光板、濾光板、玻璃基板、配向膜、液晶材料、薄模式晶體管等等構(gòu)成。從技術(shù)上簡單地說，液晶面板包含了兩片相當(dāng)精致的無鈉玻璃素材，稱為Substrates，中間夾著一層液晶。 圖313液晶顯示電路 報警電路設(shè)計。 圖315按鍵接線圖對電路總體考慮后，將 ADC0809 采集電路接在了單片機的 P0 口，并用 P2 口做采集控制，這樣 P0 口僅用接收數(shù)據(jù)，不用發(fā)送數(shù)據(jù)，有 P0 口的硬件構(gòu)成知 道，其做輸出的話需接上拉電阻，做輸入的不用接，這樣整體上減少了電路的硬 件開支，而 P3 口要做串口傳輸?shù)裙ぷ?，所以在本電路中將按鍵接在 P1 口，其中 是數(shù)字減鍵， 為數(shù)字加鍵， 鍵位確定鍵， 為過電流保護指示 燈，、 為輸出功能選擇鍵，按下 代表給手機電池充電，按下 則做普通直流電源使用，其中 5V 輸出可直接用 USB 連接線給手機充電，電池 充電控制則有手機提供。5) 元件表面溫度超過125攝氏度時，不應(yīng)與基板接觸。2) 單面板印制板上的導(dǎo)線不能交叉，因此迫使導(dǎo)線繞道或是平行布設(shè)平行線越長，不僅會使引線電感增大，而且導(dǎo)線之間，電路之間的寄生耦合也會增大。4) 印制導(dǎo)線的布局應(yīng)盡可能短，特別是電子管的柵極，半導(dǎo)體管的基極和高頻回路等更應(yīng)這樣。仔細分析方案。故電壓測量波動范圍177。 由于蓄電池白天的充電,晚上的放電,導(dǎo)致蓄電池的兩端電壓也是在變化的,所以為了準確的檢測到任何時刻的蓄電池電壓,采樣處的電壓需要小于IV,否則會被穩(wěn)壓管穩(wěn)定在IV,這里電容CS的作用是濾波。（2）完成了控制器的硬件設(shè)計、電路板的繪制，電路的焊接。在這次的學(xué)習(xí)過程中與遇到了前所未有的困難，最后在老師和同學(xué)的幫助下還是解