太陽(yáng)能路燈控制器設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-02-12 13:55 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 3導(dǎo)通， PWM占空比為零，此時(shí)太陽(yáng)能電板想蓄電池恒流充電；當(dāng)蓄電池電壓達(dá)到 ，單片機(jī)控制充電驅(qū)動(dòng) Q1為高電平時(shí)， Q3導(dǎo)通， Q1截止，通過(guò)控制占空比，使 Q1實(shí)現(xiàn)通斷控制， 此時(shí)處于恒壓浮充狀態(tài)；當(dāng)電流下降到某值時(shí)，進(jìn)行恒流充電；但蓄電池電壓達(dá)到設(shè)定的過(guò)充點(diǎn)，再進(jìn)行恒壓涓流充電；涓流小到某一值，單片機(jī)控制的充電驅(qū)動(dòng) Q1進(jìn)行短路保護(hù)；當(dāng)蓄電池電壓下降到某設(shè)定值時(shí)， Q3重新導(dǎo)通， Q1截止，恢復(fù)為正常充電狀態(tài)。 （ 2）當(dāng)蓄電池電壓處于正常情況下，單片機(jī)控制的放電驅(qū)動(dòng) MOS管 Q2（ IRFZ44）為低電平，三極管 Q4截 止， Q2導(dǎo)通，此時(shí)負(fù)載輸出正常；當(dāng)蓄電池電壓低于設(shè)定的過(guò)放點(diǎn)時(shí)，單片機(jī)控制的放電驅(qū)動(dòng) Q2為高電平， Q4導(dǎo)通， Q2截止，此時(shí)負(fù)載無(wú)輸出；當(dāng)蓄電池電壓達(dá)到 ，單片機(jī)控制的放電驅(qū)動(dòng) T2為低電平， Q4截止， MOS管 Q2導(dǎo)通，此時(shí)恢復(fù)對(duì)負(fù)載供電。 MOS 管驅(qū)動(dòng)電路 開(kāi)關(guān)管的選擇考慮到太陽(yáng)能電池的功率和負(fù)載的功率不一致，可用不同的MOS管做充放電的開(kāi)關(guān)管，用小功率的 MOS管要考慮溫度因素，必要的話必須加散熱器。為了提高可靠性，降低成本，經(jīng)大量的試驗(yàn)和分析比較，表明在 3A電流工作范圍內(nèi)，可選用 IRFZ44， IRF540， IRF530， 50N60等，基本不需加散熱器； 5A電流工作范圍內(nèi)，須加小散熱器； 8A 電流工作范圍內(nèi)， 2807， 3205， 150， 064等 要加小散熱器，帶載能力較強(qiáng)，價(jià)格高；其他 MOS管要加大散熱器， 10A以上都應(yīng)該加大散熱器。在元件選用上，應(yīng)根據(jù)具體情況加以選擇。 本設(shè)計(jì)采用 IRFZ44 驅(qū)動(dòng)信號(hào)由單片機(jī)發(fā)出，為 TTL 電平，不能直接驅(qū)動(dòng) MOS 管，用三極管進(jìn)行 平課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 9 頁(yè) 轉(zhuǎn)換。電路圖如 圖 24： 單片機(jī)R 1R 3R 2V dD W至 M O S 管 柵 極 C 圖 24 M0S管的驅(qū)動(dòng)電路圖 圖中 Vd為蓄電池正極電壓， R1為三極管基極限流電阻。 R2為集電極電阻。 DW為 18V穩(wěn)壓二極管，它與 R3一起限制控制信號(hào)的電壓 G18V。輸出信號(hào)與 G端信號(hào)反相。當(dāng)單片 機(jī)輸出“ 1”時(shí)， G端為 0V時(shí)， G端電壓為 Vd。 顯示電路 目前，多數(shù)太陽(yáng)能燈選用 LED作為光源， LED壽命長(zhǎng)，可以達(dá)到 100000小時(shí) 以上，而且工作電壓低，非常適合應(yīng)用在太陽(yáng)能路燈系統(tǒng)上。特別是 LED技術(shù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了其關(guān)鍵性的突破，其特性在過(guò)去的幾年中有了很大地提高，性能價(jià)格比也有較大地突破。其優(yōu)點(diǎn)如下： 節(jié)能： LED發(fā)光顏色更接近于自然光，與高壓鈉燈相比，人眼感到同樣亮度時(shí)所需的光強(qiáng)就低許多，例如，在道路照明中采用 98瓦的 LED路燈，其照明效果就相當(dāng)于 250瓦的高壓鈉燈。 長(zhǎng)壽：由于大功 率 LED路燈是由很多 LED光源組成，即使個(gè)別損壞了也不課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 10 頁(yè) 會(huì)對(duì)正常照明產(chǎn)生太大影響，不像高壓鈉燈損壞時(shí)全燈熄滅，因此大功率 LED路燈的可靠性比高壓鈉燈的可靠性提高了許多倍，大功率 LED路燈壽命長(zhǎng)達(dá) 5萬(wàn)小時(shí)是高壓鈉燈的十幾倍，戶外使用壽命長(zhǎng)達(dá) 10年以上。 顯色性好：大功率 LED路燈顯色性大大高于高壓鈉燈，高壓鈉燈以金屬鈉蒸汽為發(fā)光源，光線呈單一偏黃，與陽(yáng)光相差甚遠(yuǎn)，而 LED路燈發(fā)出的是白色光， 色彩更真實(shí)，也不存在危害性的紫外光線和紅外光線，不吸引昆蟲(chóng)。 無(wú)頻閃：大功率 LED路燈采用直流供電，加上光電獨(dú)有的 恒流裝置，使大功率 LED路燈發(fā)光恒定，徹底無(wú)閃爍。 此控制器采用兩個(gè)雙色 LED發(fā)光二極管， LED1顯示充電狀態(tài)， LED2顯示放電狀態(tài)。 (1)充電時(shí)蓄電池電壓高于 ， LED1顯示紅色；當(dāng)蓄電池電壓在， LED2顯示橙色；當(dāng)蓄電池電壓高于 ， LED1顯示綠色。 (2)放電時(shí)當(dāng)蓄電池電壓高于 ， LED2顯示紅色；當(dāng)蓄電池電壓在， LED2顯示橙色；當(dāng)蓄電池電壓高于 ， LED2顯示綠色。兩個(gè)雙色 LED發(fā)光二極管顯示非常直觀 ，取代了以往多個(gè)指示燈。 3 鋰蓄電池電壓電流的檢測(cè) 鋰蓄電池電壓的檢測(cè) PIC16C711單片機(jī)帶有 4路 8位 A／ D轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換器的輸入電壓范圍為： 0～ 5V，轉(zhuǎn)換后相應(yīng)的數(shù)字量范圍： 0～ 255。將蓄電池電壓 Vd的最高值定于 25． 5V，利用電阻分壓的方式將其轉(zhuǎn)換為 0～ 5V。電路如 圖 41 課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 11 頁(yè) P I C 1 6 C 7 1 1V dR 1R 2V i 圖 41 Vi=R2/(R1+R2) Vd，取 R2=20 KΩ， R1=82 KΩ， 代入數(shù)值則由 Vi=10/51Vd 故蓄電池電壓： Vd=025． 5V； 相應(yīng)模擬電壓： V i=；相應(yīng)的數(shù)字量：D=0255。 當(dāng)計(jì)算機(jī)采樣值為 X時(shí)，計(jì)算蓄電池電壓公式為： Vx=X/10 V A／ D轉(zhuǎn)換數(shù)字波動(dòng)范圍為177。 1LSB。故電壓測(cè)量波動(dòng)范圍177。 0． 1V。 鋰蓄電池電流的檢測(cè) 檢測(cè)比較大的直流的方法不多，本設(shè)計(jì)采用一個(gè)小電阻 R( )來(lái)檢測(cè)電流，小電阻兩端的電壓通過(guò)運(yùn)放放大，經(jīng) A/D轉(zhuǎn)換后輸入單片機(jī)中，測(cè)得電壓后除以放大倍數(shù)得到實(shí)際電壓，再根據(jù)歐姆定律 U=I/R計(jì)算出電流 I的大小。 用一個(gè)小電阻來(lái)檢測(cè)電流存在的問(wèn)題是：小電阻的阻值會(huì)發(fā)生變化。實(shí)際上絕對(duì)線性的電阻是不存在的。例如，絕大多數(shù)金屬導(dǎo)體的電阻都隨溫度的升高而升高，當(dāng)電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)，將電能轉(zhuǎn)化為熱能，使金屬的導(dǎo)體的溫度升高，阻值就不是常數(shù)，而是隨著電流或電壓變化。本系統(tǒng)中檢測(cè)出來(lái)的充電電流跟實(shí)際的充電電流不一樣，但存在一個(gè)規(guī)律是：電流越大檢測(cè)出來(lái)的充電電流
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