【正文】 675的GPGP5腳采取不同的控制時可實現(xiàn)不同的功能，比如GP4作常規(guī)控制，GP5增加夜燈控制功能，只有在天黑以后蓄電池才對外供電。 RVDCC2等組成單片機5V穩(wěn)壓電源。PIC12F675可以選擇外部或內(nèi)部振蕩器，這里使用了內(nèi)部振蕩器，工作頻率為4MHz。 PIC12F675片內(nèi)含1KB的Flash只讀程序存儲器、64B數(shù)據(jù)存儲器RAM和128B的EEPROM，工作速度為0~20MHz，工作電壓為2~。 太陽能光伏系統(tǒng)控制器的原理圖 單片機電路ICRC3等組成單片機最小系統(tǒng)電路，其中RC3為上電復(fù)位電路，IC使用PIC12F675，它雖然只有8只引腳，功能卻比較強大。 元件清單序號元件名稱位號型號規(guī)格數(shù)量1單片機ICPIC12F67512電阻器R10金屬膜1/4W 680Ω13RR8金屬膜1/8W 1kΩ24RRR1R16金屬膜1/8W 2kΩ45R11金屬膜1/8W 16R15金屬膜1/8W 17RRRR13金屬膜1/8W 10kΩ48RRR14金屬膜1/8W 20kΩ39電容器C2110電解電容器C1100μF/16V111C310μF/16V112二極管VDVDVD610V穩(wěn)壓二極管313VD55V穩(wěn)壓二極管114VD71N5401115VDVD9SB560（5A60V）216發(fā)光二極管VD3φ3 綠色117VD4φ3 紅色118三極管VTVTVT52SC945319場效應(yīng)管VTVTVT6IRF3205320集成電路插座DIP8121保險絲FUSE5A122電路板PCB板13 光伏系統(tǒng)控制器的硬件設(shè)計 電路原理圖本文介紹的太陽能光伏系統(tǒng)控制器系統(tǒng)使用額定輸出電壓為18V的太陽能電池板，配用12V蓄電池，太陽能電池板的功率和蓄電池的容量可根據(jù)實際需要確定，同時考慮到充電時間和用電時間的長短，進(jìn)行合理搭配。 本次采用的場效應(yīng)管是SB560（5A60V），這類場效應(yīng)管也稱肖特基二極管。其次，VGS向負(fù)的方向變化，讓VGS=VGS(off)，此時過渡層大致成為覆蓋全區(qū)域的狀態(tài)。但是此時漏極源極間的電場，實際上是兩個過渡層接觸漏極與門極下部附近，由于漂移電場拉去的高速電子通過過渡層。這意味著過渡層將溝道的一部分阻擋，并不是電流被切斷。從門極向漏極擴展的過度層將溝道的一部分構(gòu)成堵塞型，ID飽和。更正確地說，ID流經(jīng)通路的寬度，即溝道截面積，它是由PN結(jié)反偏的變化，產(chǎn)生耗盡層擴展變化控制的緣故。 場效應(yīng)管屬于電壓控制元件，這一特點類似于電子管，但它的構(gòu)造與工作原理和電子管是截然不同的。它屬于電壓控制型半導(dǎo)體器件。 元件清單引腳號符號說明1VDD正電源輸入腳，2GP5復(fù)用功能輸出端口3GP4復(fù)用功能輸出端口4MCLR上電復(fù)位端5GP2復(fù)用功能輸出端口6AN1A/D轉(zhuǎn)換器7AN0A/D轉(zhuǎn)換器8Vss接地腳場效應(yīng)晶體管（Field Effect Transistor縮寫(FET)）簡稱場效應(yīng)管。片內(nèi)有一個帶有8 位可編程預(yù)分頻器的8 位定時器/計數(shù)器Timer0和一個帶有預(yù)分頻器的16 位定時器/ 計數(shù)器Timer1，一個看門狗定時器，4通道10位A/D轉(zhuǎn)換器，一個模擬比較器。有6個具有復(fù)用功能的I/O引腳GP0~GP5。PIC12F675單片機有以下特點：高性能的RISC CPU,特殊單片機功能，低功耗功能，多樣的外設(shè)功能。通過單片機GPGP5端口輸出高低電平，從而控制充放電電路。電路中R1R12和R1R16分別組成蓄電池和太陽能電池的電壓取樣電路，太陽能電池的電壓取樣電路在增加夜燈控制功能時使用。 系統(tǒng)控制器系統(tǒng)控制器主要由PIC12F675單片機、場效應(yīng)管、三極管、電阻、電容、發(fā)光二極管等元件組成。一但出現(xiàn)充電不足或負(fù)荷超常規(guī)量放電，經(jīng)常造成很長時間得不到足夠補充，使蓄電池工作在低的荷電狀態(tài)。但由于季節(jié)的變化，在日照充足時，使蓄電池產(chǎn)生過充。經(jīng)常設(shè)置高的充電電壓，提高充電電流，來減少蓄電池的欠充。這樣使得蓄電池難以得到完全的再充滿，而使其長期處于欠充狀態(tài)導(dǎo)致蓄電池底部酸濃度高于頂部酸濃度的酸分層現(xiàn)象，從而使極板由于在其上的硫酸濃度的不同，導(dǎo)致負(fù)極板底部硫酸鹽化，正極板腐蝕和膨脹，使蓄電池的壽命縮短。在光伏系統(tǒng)中蓄電池容量一般設(shè)計要能滿足日常生活需要的備用電要求，而由于考慮系統(tǒng)成本。綜上所述，為了較好的保護蓄電池，并實現(xiàn)蓄電池的快速充電，可采用快速充電法和三階段充電法相結(jié)合的方法，即把三階段充電法第一階段的恒流階段改為快速充電階段，這樣既可快速給蓄電池充電，又能夠通過PWM控制實現(xiàn)最大功率點跟蹤。③變電壓變電流波浪式間歇正負(fù)零脈沖快速充電法：綜合了多種充電的優(yōu)點，此方法控制模式，脈沖電流幅值和PWM信號的頻率均固定，PWM占空比可調(diào)。間歇脈沖使蓄電池有較充分的反應(yīng)時間，減少了析氣量．提高了蓄電池的充電電流接受率?？焖俪潆姺?。在浮充時，蓄電池的充電電壓比恒壓階段的充電電壓要低，這種方法可以將出氣量減到最少，提高蓄電池的電性能及延長使用壽命。當(dāng)電流衰減到預(yù)定值時，由第二階段轉(zhuǎn)換到第三階段，再繼續(xù)以很小的電流向蓄電池充電。三階段充電法在充電開始和結(jié)束時采用恒流充電，中間階段用恒壓充電。一般兩階段之間的轉(zhuǎn)換電壓就是第二階段恒壓的電壓。二階段充電法是采用恒流充電法和恒壓充電法相結(jié)合的快速充電方法。階段充電法。這兩種方法簡單容易實現(xiàn)，簡易的控制系統(tǒng)即可實現(xiàn)此類控制。鉛酸蓄電池電壓的變化很難補償，充電過程中對落后電池的完全充電也很難完成。相對恒流充電法來說，此法的充電電流自動減少，所以充電過程中析氣量小，充電時間短，能耗低。但隨著鉛酸蓄電池電壓的逐漸升高，充電電流逐漸減少。恒壓充電就是以一恒定電壓對鉛酸蓄電池進(jìn)行充電。這種充電方式的不足之處在于：鉛酸蓄電池開始充電電流偏小，在充電后期充電電流又偏大，充電電壓偏高，整個充電過程時間長。恒流充電就是以一確定的電流進(jìn)行充電，在充電過程中隨著鉛酸蓄電池電壓的變化要進(jìn)行調(diào)整使電流恒定不變。本文中不對充放電過程的化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行介紹，下面各方法對化學(xué)反應(yīng)的影響可參見文獻(xiàn)。蓄電池充電和放電狀況的好壞，將直接影響到蓄電池的電性能及使用壽命。太陽能電池發(fā)電充足時會對蓄電池貯存電能、恢復(fù)容量，以避免產(chǎn)生的電能因無法存儲而浪費。 蓄電池目前．鉛酸蓄電池由于其制造成本低，容量大，價格低廉而得到了廣泛的使用。在光伏系統(tǒng)中蓄電池起著至關(guān)重要的作用：白天它既能作為太陽能不足補充，又能作為多余太陽能的存儲：夜晚它是負(fù)載的唯一能源。 蓄電池常用的蓄電池有開口鉛酸蓄電池、閥控鉛酸蓄電池、鎘鎳（NiCd）、鎳氫（NiH）電池。此時能夠?qū)μ柲苓M(jìn)行最大效率的利用。在太陽能電池溫度一定，光照強度確定的條件下有其唯一的最大功率點。但是VOC增加的幅度沒有ISC的大，所以光照強度主要影響太陽能電池的短路電流ISC。在光照強度一定，溫度確定的條件下有其唯一的最大功率點。從曲線中可以看出，當(dāng)光照強度一定時，電池溫度升高，太陽能電池開路電壓VOC降低，太陽能電池的短路電流ISC增加，但其增加的程度不如開路電壓VOC，所以溫度主要影響太陽能電池的開路電壓VOC。根據(jù)得到的工程用數(shù)學(xué)模型，在已知相應(yīng)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，可繪制出在環(huán)境變化下太陽能電池的IV、PV特性曲線。最大功率點功率Pm：在給定溫度和日照強度下最大功率點的輸出功率，即Pm=VmIm太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率η：輸出功率Po與光照投射到電池表面上的功率Ps之比，其值取決于太陽能電池的工作點。最大功率點電壓Vm：在給定的溫度和日照強度下相應(yīng)于最大功率點的電壓。這些是太陽能電池在實際應(yīng)用中的重要技術(shù)參數(shù)[10]：開路電壓VOC：在給定的溫度和日照強度下的最大輸出電壓。太陽能電池的輸出IV和PV曲線。根據(jù)半導(dǎo)體理論，為方便研究太陽能電池的特性，人們得出太陽能電池的理論分析模型。 太陽能板實物圖目前市面上用得最多的是硅太陽能電池，所以本文主要分析硅太陽能電池的輸出特性，及光照、溫度對輸出特性的影響。它們在PN結(jié)附近形成與勢壘方向相反的光生電場。 太陽能板實物圖太陽能電池是直接將光能轉(zhuǎn)換成電能的一種半導(dǎo)體器件，太陽能電池能量轉(zhuǎn)換的基礎(chǔ)是結(jié)合光生伏特效應(yīng)。本次設(shè)計中由于考慮到成本的原因，使用了18V的多晶硅太陽能板。在陰雨天比較多、陽光相對不是很充足的南方地區(qū)，采用單晶硅太陽能電池為好，因為單晶硅太陽能電池性能參數(shù)比較穩(wěn)定。在眾多太陽光電池中較普遍且較實用的有單晶硅太陽能電池、多晶硅太陽能電池及非晶硅太陽能電池等有三種。充放電控制器12V蓄電池DC12V負(fù)載太陽能電池 LED光伏系統(tǒng)太陽能電池板是太陽能光伏系統(tǒng)控制器的核心部分，也是太陽能光伏系統(tǒng)控制器中價值最高的部分。本太陽能光伏系統(tǒng)控制器由以下幾個部分組成：太陽能電池板、太陽能光伏控制器、鉛酸蓄電池、負(fù)載。本課題的太陽能光伏發(fā)電裝置是適合于家用場所的。 太陽能光伏系統(tǒng)控制器是太陽能發(fā)電的重要部件之一。并且隨著光伏發(fā)電技術(shù)的發(fā)展，太陽能太陽能電池的成本逐漸下降，各類太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率不斷提高。本電路特色功能： ；；。本課題制作是以單片機電路設(shè)計來制作的。其太陽能光伏系統(tǒng)控制器一般基于單片機所設(shè)計，外接部件有鉛蓄電池，太陽能板，負(fù)載。小型的太陽能光伏發(fā)電不僅能為移動設(shè)備提供電能，而且能成為家中的備用電源。并網(wǎng)光伏發(fā)電已經(jīng)成為光伏發(fā)電領(lǐng)域研究和發(fā)展的最新亮點。在世界各國尤其是美、日、德等發(fā)達(dá)國家先后發(fā)起的大規(guī)模國家光伏發(fā)展計劃和太陽能屋頂計劃的刺激和推動下，光伏工業(yè)近幾年保持著年均30%以上的高速增長。自20