【正文】 感謝給予我?guī)椭拿恳粋€人，正是他們幫助我學(xué)會了很多專業(yè)知識和技能，在人生路途上給了我許多寶貴的人生饋贈，是我順利地完成了學(xué)業(yè)以及學(xué)士論文的寫作。能有機會成為老師的學(xué)生是我的榮幸。在我整個的論文工作中，老師始終給予我悉心的指導(dǎo)和幫助。 五邑大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 23 參考文獻(xiàn) [1] Development of bifacial PVcells for new applications of atplate modules, , , , , Solar Energy Materials amp。 PWM的輸出通過帶 10位 A/D轉(zhuǎn)換以及 PWM輸出的 51 系列單片機STC12C5A60S2實現(xiàn)， A/D轉(zhuǎn)換的輸入端，通過對光敏電阻兩端電壓的實時采樣，決定是否輸出一定占空比的 PWM， PWM輸出口，該端口的輸出內(nèi)置圖騰驅(qū)動，因此一般不需要考慮驅(qū)動能力的問題。 第二部分， 對于蓄電池充電電路的設(shè)計采用了較 為 簡單 且實用性很強的 基于 定時器555的 時基電路 ，該電路通過 滯回比較 的方法不僅 能較好地實現(xiàn)恒壓限流充電， 而且對蓄電池的浮充也有比較精確的控制，電路中還 加上了基于 TL431的欠壓保護(hù)功能，當(dāng)蓄電池電壓降為 ，從而保護(hù)了蓄電池 。 PWM 初始化 寄存器清零 計數(shù)器清零 PWM 頻率設(shè)置 PWM 輸出設(shè)定 占空比初始化（驗證 A/D 轉(zhuǎn)換） 開始計數(shù) 開總中斷 結(jié)束 五邑大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 22 結(jié) 論 風(fēng)光互補發(fā)電控制 LED路燈裝置的設(shè)計主要分為三部分： 第一部分， 根據(jù)實際情況，對于發(fā)電部分所采用的方案稍微簡單， 沒有充分體現(xiàn)到風(fēng)光互補的功能，原因是發(fā)電系統(tǒng)的功率非常小，鑒定于 效率的問題，就放棄了對這方面的考慮。設(shè)計流程圖如圖 44所示。其時鐘源基于 Fosc（本設(shè)計 中 晶振選擇的頻率），由 于 PWM是 8 位A/D 轉(zhuǎn)換子程序 口為 A/D轉(zhuǎn)換輸入通道 設(shè)置 A/D轉(zhuǎn)換速度 4 個空操作來延時 存放結(jié)果清零 啟動 A/D 轉(zhuǎn)換 A/D轉(zhuǎn)換是否結(jié)束？ N Y A/D 轉(zhuǎn)換關(guān)閉 返回 高 8位的結(jié)果 A/D初始化子程序 口設(shè)置 為A/D 轉(zhuǎn)換 清除寄存器以前存放的結(jié)果 打開 A/D 轉(zhuǎn)換通道 結(jié)果的存放 五邑大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 21 的，所以 有： PWM的頻率 =PWM時鐘源輸入 /256。這里選用默認(rèn)連接到 0。A/D轉(zhuǎn)換的設(shè)計流程圖如圖 42所示。 進(jìn)行 A/D轉(zhuǎn)換時，建議先對 A/D初始化，流程圖如圖 42所示。 流程圖如 圖 41所示。在循環(huán)中每次 都會 改變 A/D采樣的結(jié)果 ，將 A/D轉(zhuǎn)化的結(jié)果轉(zhuǎn)為模擬量的公式 adresult_A=(adresult_D/2n)* (41) 式中， n表示 A/D轉(zhuǎn)化結(jié)果的位數(shù)，這里取高八位為轉(zhuǎn)換的存放結(jié)果，故 2n的值為 256； 為單片機的工 作電源電壓 Vcc，根據(jù)實際情況進(jìn)行設(shè)置。本程序設(shè)計中 adresult_D表示 A/D轉(zhuǎn)換后的結(jié)果 （數(shù)字量）， adresult_A為 A/D轉(zhuǎn)換后的模擬量 ， Vsun為基準(zhǔn)電壓值 。 L133 0 uHD2LEDD3LEDC S N1V I N2SW3NC4NC5GNDP6GNDA7D IM8U1P T 41 15R1 2+C31uFD41N 58 2 2蓄電池P 13五邑大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 19 第 4 章 風(fēng)光互補發(fā)電 LED 路燈控制 器 軟件設(shè)計 LED路燈調(diào)光主要由 PWM控制，現(xiàn)在就對 A/D轉(zhuǎn)換的子程序、 PWM輸出子程序以及控制主程序 的主要設(shè)計方法 一一介紹 。 圖 311 LED 驅(qū)動電路 本章著重對系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計，大致上分為三部分來完成。 此 外， 為了保證最大的效率以及性能，二極管（ D4）應(yīng)選擇快速恢復(fù)、低正向壓降、低寄生電容、低漏電的肖特基二極管 。電流通過電感（ L1）、電流采樣電阻（ 1R ）、 LED和內(nèi)部功率開關(guān)從 VIN流到地，電流上升的斜率由 VIN、電感（ L1）和 LED壓降決定，在 1R 上產(chǎn)生一個壓差 VCSN， 當(dāng) (VINVCSN) 115mV時，CS比較器的輸出變低，內(nèi)部功率開關(guān)關(guān)斷，電流以另一個斜率流過電感（ L1）、電流采樣電 阻（ 1R ）、 LED和肖特基二極管（ D4），當(dāng) (VINVCSN) 85mV時，功率開關(guān)重新打開，這樣使得在 LED上的平均電流為 1/ RRI O U T ???? (31) 在應(yīng)用中， 等式 (31)成立的前提是 DIM端浮空或外加 DIM端電壓高于 （但必須低于5V）。 VIN上電時，電感（ L1）和電流采樣電阻（ 1R ）的初始電流為零， LED輸出電流也為零。 （ 1） 極少的外部元器件 （ 2） 很寬的輸入電壓范圍：從 8V到 30V （ 3） 最大輸出 （ 4） 復(fù)用 DIM引腳進(jìn)行 LED開關(guān)、模擬調(diào)光和 PWM調(diào)光 （ 5） 5%的輸出電流精度 （ 6） LED開路自然保護(hù) （ 7） 高達(dá) 97%的效率 （ 8） 輸出可調(diào)的恒流控制方法 （ 9） 增強散熱能力的 ESOP8封裝可用于大功率驅(qū)動 根據(jù)驅(qū)動芯片 PT4115的基本信息設(shè)計的 LED驅(qū)動電路如圖 311所示。當(dāng) DIM的電壓低于 ，功率開關(guān)關(guān)斷， PT4115進(jìn)入極低工作電流的待機狀態(tài)。根據(jù)不同的輸入電壓和外部器件， PT4115可以驅(qū)動高達(dá)數(shù)十瓦的 LED。 圖 310 PT4115 的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 1 32V VGNDIN OUTU2L M 78 05+C122 0 uF+C510 0 uFC2C4D1 1N 40 0 1蓄電池 + 5V12R2光敏電阻R3 10kP 1 2+ 5 V五邑大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 17 表 31 PT4115 管腳名稱及功能 管腳號 管腳名稱 功能 描述 1 SW 功率開關(guān)的漏端 2 GND 信號和功率地 3 DIM 開關(guān)使能、模擬和 PWM 調(diào)光端 4 CSN 電流采樣端，采樣電阻接在 CSN 和 VIN 端之間 5 VIN 電源輸入端，必須就近接旁路電容 Exposed PAD 散熱端，內(nèi)部接地，貼在 PCB 板上減小熱阻 ESOP8 4,5 NC 無連接 ,接地或懸空 PT4115是一款連續(xù)電感電流導(dǎo)通模式 的降壓恒流源，用于驅(qū)動一顆或多顆串聯(lián) LED。 圖 39 電壓采樣電路 當(dāng)選用的 LED為大功率（對于 LED來講大于 1W稱為大功率）時，選用專門的 LED驅(qū)動芯片能 達(dá)到 比較好的效率。 R21kR1 k618 U1T L 43 1D11N 41 4 8K1S R D 12 V D C蓄電池+ 12 VE A /V P31X119X218R E S E T / P 479P 37/ R D17P 36/ W R16P 32/ IN T 012P 33/ IN T 113P 34/ T 014P 35/ T 115P 10/ A D C 01P 11/ A D C 12P 12/ A D C 23P 13/ A D C 34P 14/ A D C 45P 15/ A D C 56P 16/ A D C 67P 17/ A D C 78P 00/ A D 039P 01/ A D 138P 02/ A D 237P 03/ A D 336P 04/ A D 435P 05/ A D 534P 06/ A D 633P 07A D / 732P 2021P 2122P 2223P 2324P 2425P 2526P 2627P 2728P S E N29A L E /P30P 31/ T X D11P 30/ R X D10GND20V C C40U3S T C 1 2C 5A 60S 2S1S W P BY112M H Z+C710u FC833p FC933p FR410k+ 5V+ 5V五邑大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 16 圖 38 電源電路 光敏電阻電壓 采樣電路如圖 39所示。 由輕觸開關(guān)控制的復(fù)位電路以及外部晶振提供工作頻率所組成。 T R I G2OUT34C V O L T5T H O L D6D IS C H G781R E S E T V C CGNDU 20 2555 C 20 6 uFC 20 3 3u FC207 uFR 20 3 560L E D 20 1電荷（ Y ）L E D 20 3充滿（ G ）L E D 20 2正在充（ R ）S 20 1 強充S 20 2強關(guān)R P 20 120kR P 20 220k12J 20 1蓄電池接口D 20 11N 40 0 7C 20 410 0 0u FR 20 2 kR 20 1 kR 20 710kR 20 9 kR 20 4 100R 20 610kR 20 810kR 20 5 (L i m it ) 67Q 20 1S 80 50+ 14 V 16 VK 20 1H K 41 00 F 12 V ,5 10 A+ 12 V五邑大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 15 圖 36 欠壓保護(hù) LED路燈控制模塊 本模塊 電路的控制 核心是帶 10 位 A/D 轉(zhuǎn)換和 PWM 輸出的 51 系列單片機STC12C5A60S2，其原理是對光敏電阻兩端的電壓采樣后送往單片機的 3腳 （ ） 進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，然后和 預(yù)先設(shè) 定的基準(zhǔn)電壓 值 進(jìn)行比較 后再從單片機的 4腳（ ） 輸出 PWM，通過調(diào)節(jié) PWM的占空比來控制 LED的亮度， LED的驅(qū)動由帶 PWM調(diào)光功能的驅(qū)動芯片PT4115實現(xiàn)。 TL431允許通過的最大電流是 100mA。 當(dāng)電源電壓大于 ， R2上分得的電壓 VR2大于 ，電壓比較器的輸出端為高電平，輸出晶體管導(dǎo)通， 圖 36中 的繼電器 K1的線圈有足夠大的驅(qū)動電流，其觸點閉合，輸出端由電 源供應(yīng)。 為了避免蓄電池過放，欠壓保護(hù)的期望動作閾值 VTH設(shè)定在 ，可選 R2為 1k? 電阻， R1為 ? 電阻 。因為 TL431參考 （ R）端的輸入電流僅有 2μA。 圖 35 TL431 內(nèi)部結(jié)構(gòu) 根據(jù)欠壓保護(hù)的要求，設(shè)定好欠壓保護(hù)的動作閾值 VTH。 1 32V VGNDIN OUTU 2 0 17 8 L 1 2C 2 0 20 .3 3 u FC 2 0 50 .1 u FC 2 0 12 2 0 u FC 2 0 81 0 0 u F+ 1 2 V+ 1 5 V五邑大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 14 圖 35 蓄電池充電電路 蓄電池的欠壓保護(hù)電路 主要 由 基準(zhǔn) 芯片 TL431以及 12V繼電器組成。根據(jù)工作原理可知：當(dāng) LED202點亮?xí)r，表示 蓄電池 正在充電；當(dāng) LED202熄滅而 LED201和 LED203點亮?xí)r，則表示 蓄電池處于 正常荷電。在電瓶電壓經(jīng)取樣后處于滯回上、下限時，無論電路處于何種，按下 S201，電路都會強制轉(zhuǎn)為充電 狀態(tài) ；按下 S202，則強制退出充電。若 蓄電池 放電，則當(dāng) 蓄電池 電壓再次低于所設(shè)定的下限時，電路才再次翻轉(zhuǎn)為充電狀態(tài)。此時， NE555的 Pin 3腳輸出高電平，三極管 S8050導(dǎo)通，繼電器吸合 (與 電阻 R205連接 )，電源經(jīng) R205向 蓄電池 充電；經(jīng)過一段時間， 蓄電池的 電壓隨充電過程逐漸升高，當(dāng)高于預(yù)先設(shè)定的電壓值 (如 )時，取樣電路輸出的電壓高于 NE555組成“滯回比較器”的上限。 圖 34 12V 穩(wěn)壓電路 電路核心是 NE555時基電路， 如圖 35所示。 圖 33 NE555 內(nèi)部結(jié)構(gòu) NE555的電源電壓由 三端 固定 式集成穩(wěn)壓器 LM7812實現(xiàn)穩(wěn)定 12V的輸入。 Pin 8（ V +） 這是 555定 時器 IC的正電源電壓端。當(dāng)這個接腳的電壓從 31 VCC 電壓F E E D B A C K4O U T P U T2V I N1GND3ON/OFF5U1L M 25 76 A D J+ C125 V 10 00 U F+C325 V