【正文】 我做人，對老師的感激之情是無法用語言來表達的。 成品圖如下： 致 謝 本課題在選題及研究過程中得到 葉俊明老師 的悉心指導(dǎo)。在這里我非常感謝幫助我的老師和同學(xué)。 經(jīng)過一周的努力 .太陽能充電器幾乎完成了，雖然還存在一些瑕疵，但是我相信以后不斷地努力會有進步的。 本論文所采用的軟件編程思想，還需要進一步在實際的運行中驗證其穩(wěn)定性及可靠性。 將充 放 電控制器應(yīng)用于太陽能 手機充電器 系統(tǒng)，設(shè)計整個系統(tǒng)的總體方案。實現(xiàn)控制器通過對單片機 STC12C5408AD的 PWM輸出來控制開關(guān) MOS管的通斷，從而控制充電放電。 論文的主要工作有： 對 鋰蓄 蓄電池的充、放電過程、影響鉛酸蓄電池使用壽命的各種因素作了分析，確定了太陽能充電控制器的總體設(shè)計方案。 結(jié) 論 由于能源的日益緊張，引起人們對太陽能應(yīng)用的熱潮，由太陽能極板、充放 電控制器、蓄電池等構(gòu)成的產(chǎn)品都有了相對成熟的發(fā)展，國內(nèi)外很多專家也在這方面做了深入的研究。 要求硬件與軟件相對應(yīng)，燒入程序后控制器滿足課題的各項設(shè)計指標(biāo)。通過檢測蓄電池兩端的電壓，確定 LED 的電位高低，使 LED 直觀地顯示紅色、橙色或綠色。對于溫度信號一般來說是緩變的，通過單片機的軟件編程，采用查表法實現(xiàn)，不同的溫度對應(yīng)不同的過充點，其他點位按照電壓差值依次與過充點對應(yīng)。 4．具體的程序見附件 系統(tǒng) 主程序流程 主程序流程圖如圖 51所示 圖 51 系統(tǒng) 主程序流 程圖 初始化子程序 在初始化程序中，主要對 STC12C5408AD的系統(tǒng)資源，包括定時器、中斷、串行通訊等初始化工作，還有對液晶的的驅(qū)動等等 A/D 采集 子程序 A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)果的讀入采用查詢方式。 在有太陽 處理程序中，要判斷蓄電池的兩端電壓，在決定是否采取充電控制，充電控制方式采用 PWM控制。 由于本系統(tǒng)是 5V自動識別，因此要在程序中必須判別。在電流的檢測時用到小電阻補償?shù)姆椒ǎ箼z測結(jié)果精確。 0． 1V。 1LSB。將蓄電池電壓 Vd的最高值定于 5V，利用電阻分壓的方式將其轉(zhuǎn)換為 0～ 5V。整理出方案的方框圖，并重點分析介紹系統(tǒng)中的每個重點模塊。 PCB 圖如下； 本章小結(jié) 本章主要是介紹課題的方案選擇，確定課題方案后。 7）印制導(dǎo)線在不影響電氣的基礎(chǔ)上，應(yīng)盡量采用大面積銅箔。 5）印制導(dǎo)線拐彎一般為圓形，而直角和尖角在高頻電路和布線密度高的情況下會影響電氣的性能。 3）在布線密度比較低時，可加粗導(dǎo)線，信號線的檢舉可適當(dāng)加大。仍 然不能滿足的時候再考慮多層。 5）印制導(dǎo)線需要屏蔽，但要求不高時，可采用印制屏蔽線，屏蔽網(wǎng)等屏蔽措施。 3）對外連接宜采用接插形式的印制板，為便于安裝，往往將輸入，輸出，反饋電線和地線均勻的平行排列為插頭。 （ 1）布線原則 1）一般應(yīng)將公共地布置在最邊緣，便于印制板安裝在機殼上， 也便于與機殼連接。 2 布線 布線是實施印制板線路設(shè)計的最后階段，要使電子電路獲得可能的最佳性能，封裝期間的布置和導(dǎo)線的布設(shè)是很重要的。 6）在保證電性能合理的原則下，元件應(yīng)相互平行或是垂直排列，以求整齊，美觀。 5）圓形元件不易跨在金屬化通信孔上，以利于焊接 時孔內(nèi)熱空氣的流通。 4）元件表面溫度超過 125 攝氏度時，不應(yīng)與基板接觸。 2）能采用單面板的盡可能使用單面板，即元件盡可能布設(shè)在印制板不焊接的一面，以便加工和安裝。 1 印制線路板的設(shè)計 （ 1）印制線路板的條件 1） 具備電路原理圖； 2） 已知印制線路板板面需要容納的電路以及該電路內(nèi)各種元器件的型號，規(guī)則及尺寸； 3） 明確各元器件和導(dǎo)線對印制板板面安排的特殊要求； 4） 確定印制線路板在總體布局中的位置及其連接形式以及對印制線路板板面的尺寸限制或是要求等； （ 2）元件布局： 就一 般情況而言，元件布局應(yīng)從以下幾個方面考慮： 1）面上的元件應(yīng)按原理圖順序成直線排列，并力求安排緊湊，密集，以縮短引線。PADS Logic 提供了在沒頁進行快速的存 取、在線元件編輯和方便的庫管理，以及快速的幫助向?qū)А? 1602B 外觀如下圖所示： 報警電路設(shè)計 為了能使有效地保護電路 .本產(chǎn)品還設(shè)計了蓄電池反接報警電路 .主要利用到二極管的單向?qū)щ娞匦詠韺崿F(xiàn) .該設(shè)計還有一個功能就是當(dāng)用戶把電充滿的時候他也會實現(xiàn)自動報警來提醒用戶電已充滿 .請用戶注意。 第 15～ 16 腳：空腳或背燈電源。 第 6 腳： E(或 EN)端為使能 (enable)端。 第 4 腳： RS為寄存器選擇，高電平 1時選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平 0 時選擇指令寄存器。 （ 1） 當(dāng)蓄電池電壓 處于正常情況下，單片機控制的充電驅(qū)動 三極管 管 Q1（ 2N5551）為高電平 導(dǎo)通 ，三極管 Q1導(dǎo)通 ，此時太陽能電板想蓄電池恒流充電；當(dāng)蓄電池電壓達到 5V時，單片機控制充電驅(qū)動 Q1為 低 電平時， Q1截止，通過控制占空比，使 Q1實現(xiàn)通斷控制，此時處于恒壓浮充狀態(tài)；當(dāng)電流下降到某值時，進行恒流充電；但蓄電池電壓達到設(shè)定的過充點 5V時，再進行恒壓涓流充電；涓流小到某一值，單片機控制的充電驅(qū)動 Q1進行短路保護；當(dāng)蓄電池電壓下降到某設(shè)定值時， Q1重新導(dǎo)通，恢復(fù)為正常充電狀態(tài)。 控制器 充 放 電 電路 充放電 電路圖如圖 23。隨著充電的進行，電池電壓逐漸升高。如果電壓高于 5V就不必進行這個步驟。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。為了延長蓄電池的壽命，必須合理的控制蓄電池的放電與充電。在天氣陰沉的冬日，蓄電池放電深度大。在光伏系統(tǒng)中蓄電池的放電深度不是恒定的，它隨天氣狀況和季節(jié)而變。但是對于鋰電池的充電過程，要求是比較嚴(yán)格的。鋰電池的能量密度很高，它的容量是同重量的鎳氫電池的 倍，而且具有很低的自放電率。 STC12C5408DA 管腳圖 他的管腳說明圖、 具體的單片機說明我這就 不說了 .如果要對該單片機進一步了解，請上宏晶官網(wǎng) 鋰 蓄電池的充電特性 鋰 蓄電池選用鋰離子電池。大型系統(tǒng)中還要防雷。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。被屏蔽的太陽能電池組件將發(fā)熱，這叫熱斑效應(yīng)。機械化學(xué)方面的保護是指在封裝及安裝太陽能板的時候要考慮其防腐，防風(fēng)，防雹，防雨的能力電方面的太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的基本組成與基本原理保護是指連接旁路二極管，連接防反充二極管等。 （ 2）太陽能電池的保護 光伏系統(tǒng)在運行中要注意對太陽能電池組件 (俗稱太陽能板 )的保護。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。單晶硅太陽能電池的制造成本最高，但光電轉(zhuǎn)化效率也最高，最高的達到 24%。這種太陽電池以高純的單晶硅棒為原料，純度要求 %。目前世界上有三種己經(jīng)商品化的硅太陽能電池 :單晶硅太陽能電池，多晶硅太陽能電池和非晶硅太陽能電池。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。它的功率從幾瓦到幾百瓦，可以單獨作為電源使用。太陽能電池單體工作電壓為 一 伏，一般不能單獨作為電源使用。太陽能電池單體是用于光電轉(zhuǎn)換的最小單元。太陽能電池板接收光照并把太陽能轉(zhuǎn)化為電能，通過充放電控制器為鋰蓄電池充電。延長整個太陽能路燈系統(tǒng)的使用年限。實現(xiàn)充放電控制 ，是使充放電系統(tǒng)能穩(wěn)定有效地運行。以及介紹課題的各項檢測指標(biāo)和設(shè)計思路等。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。由 單片機根據(jù)采集到的充放電電壓電流參數(shù)，發(fā)出各種摔制信號，實現(xiàn)充放電控制，使充放電系統(tǒng)能穩(wěn)定何效地運行 。采用 PWM 脈沖調(diào)制控制保護技術(shù) 。為了對太陽能光伏資源進行全面的開發(fā)和利用，控制器的穩(wěn)定性和可靠性也有待進 一 步提高。 然而，現(xiàn)已研制出來的光伏電源控制器還存在許多急需解決的問題。蓄電池允電策略直接影響到蓄電池的壽命，研究智能化的充電方法，提高蓄電池的充電接受率，減少充電時問，對于整個光伏系統(tǒng)的工作狀況具有重要意義。目前日本、德國、美國等發(fā)達國家外對于獨立光伏系統(tǒng)電源控制器的研究辛要側(cè)重在以下三個方面 ： 提高太陽能電池的輸出功率、完善蓄電池允電策略和提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。中科院電工所、北京自動化研究院、北京索英、北京日佳、北京計科等氽業(yè)開發(fā)出的并網(wǎng)逆變器都在實際工程中得到了應(yīng)用，性能和效果良好。在歐美、日本和美國，并網(wǎng)發(fā)電技術(shù)已經(jīng)相對完善，對于光伏電源控制的研究主要集巾在改進逆變器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，優(yōu)化控制策略，孤島效應(yīng)的檢測和解決、降低系統(tǒng)能耗，提高系統(tǒng) _T作效率等問題上。到 2020年，我國太陽能光伏產(chǎn)業(yè)的技術(shù)水平有望達到世界先進行列。 h)； 20xx— 2020年，太陽能光伏發(fā)電將會由獨立光伏發(fā)電系統(tǒng)轉(zhuǎn)向并網(wǎng) 發(fā)電系統(tǒng)，發(fā)電成本到2020年將約為 0． 60元／ (kw我國光伏組件生產(chǎn)能力逐年增強，裝機容量逐年增加， 20xx年累計容量達 100MW。今后太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)主要圍繞高效率、低成本、長壽命、美觀實用等方向發(fā)展。 20xx年世界太陽能光伏發(fā)電裝機總?cè)萘窟_到 5． 6Gw。由于系統(tǒng)的穩(wěn)定性嚴(yán)格受到蓄電池和 LED壽命的影響，本課題研制的 充放電 控制器通過實時監(jiān)測系統(tǒng)允放電回路的相關(guān)信息，確定相應(yīng)的允放電策略，實現(xiàn)了穩(wěn)定太陽能電池輸出、優(yōu)化蓄電池充電方法和保護蓄電池及負(fù)載的 目 的，最終提高了太陽能電池的利 用 率和整個照明系統(tǒng)的可靠性。本課題為研制一套獨立光伏電源控制器，廊州于 LED路燈照明系統(tǒng)。 光伏發(fā)電具有取之不盡且無污染等優(yōu)點，日前在我國，光伏發(fā)電主要應(yīng)用在如下領(lǐng)域：西部偏遠地區(qū)電力供應(yīng)、通訊及交通設(shè)施、氣象臺站、航標(biāo)燈和照明路燈。我國低溫光熱利用已經(jīng)具有可觀的規(guī)模，相關(guān)技術(shù)研究也比較成熟。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。這些問題最終將迫使人們改變能源結(jié)構(gòu)，依靠科技進步，大規(guī)模地開發(fā)利用可再生潔凈能源，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。而每年排放的大量二氧化碳 帶來的溫室效應(yīng)，使全球氣候變暖，自然災(zāi)害頻繁。自 20世紀(jì) 70年代的世界石油危機以來，人們才真正意識到，化石燃料的儲量是有限的，能源危機迫在眉睫。s emphasis on environmental protection are also rising, look for clean alternative energy issues bee more urgent. Solar energy as a renewable energy it has an inexhaustible and clean and safe and so on, so have a broad application prospects, photovoltaic power generation technology is more and more attention, with the PV module continue to lower prices and photovoltaic technology, solar PV systems will gradually supplement the energy from the current transition to alternative energy. People who use mobile phones have had the experience, go out or travel no electricity when the battery suddenly, and because they can not be found or does not timely 220V electricity and not to charge their cell phones affect the normal use of mobile phones. To solve this problem, the course design introduces a multipurpose solar charger, use MCU control, will transform solar energy through the circuit to stabilize the direct current to charge their cell phones and can charge the battery automatically stops charging after, but also as a general DC power use, so get rid of dependence on electricity obtained the freedom of munication. Com