智能型太陽能控制器的研制
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關(guān)鍵詞 微處理器 太陽能控制器 溫度補(bǔ)償
0 引 言
太陽能控制器是太陽能發(fā)電系統(tǒng)的重要設(shè)備，其性能的好壞直接影響太陽能發(fā)電系統(tǒng)的使用效果。目前。常規(guī)的控制器主要采用模擬電路，往往存在以下一些不足；
①功能單一，難以實(shí)現(xiàn)全面保護(hù)；
②保護(hù)點(diǎn)參數(shù)較難改變；
⑧很難實(shí)現(xiàn)溫度補(bǔ)償，難以達(dá)到最佳工作效果：
④不適宜批量生產(chǎn)。
1 采用微處理器控制的優(yōu)點(diǎn)
將微處理器應(yīng)用于太陽能控制器，可以利用微處理器強(qiáng)大的功能，有效地提高太陽能控制器的性能，其優(yōu)點(diǎn)主要表現(xiàn)在：
①各種保護(hù)功能齊全；
②可以通過單片機(jī)檢測(cè)蓄電池的工作狀態(tài)，根據(jù)不同工作狀態(tài)隨時(shí)調(diào)整控制器參數(shù)；
⑨簡(jiǎn)化電路，同一00件在傲處理器控制下可以實(shí)現(xiàn)不同功能；
④各種保護(hù)點(diǎn)參數(shù)可根據(jù)不同種類蓄電池通過撥碼開關(guān)進(jìn)行修改；
⑤硬件電路確定后，可通過修改軟件來適應(yīng)不同用戶的要求。
我們使用單片機(jī)PICl6C711，它的價(jià)格低、功能強(qiáng)、外圍電路簡(jiǎn)單、性能穩(wěn)定可靠。
2 太陽能控制器的硬件實(shí)現(xiàn)
太陽能控制器的硬件電路如圖1所示。圖中功率管T，作為過充保護(hù)無觸點(diǎn)開關(guān)．功率菅T。作為過放保護(hù)無觸點(diǎn)開關(guān)．整個(gè)電路的核心器件是微處理器PICl6C7ll，它是8位高速COMS單片機(jī)，具有四種中斷方式、4路A/D轉(zhuǎn)換通道、13條口線。體積小、功能全、外圍電路簡(jiǎn)單。
圖1 太陽能控制器硬件電路
PICl6C7ll通過電壓檢測(cè)電路檢測(cè)蓄電池兩端電壓。當(dāng)蓄電池電壓超過過充保護(hù)值時(shí)，PIC16C7ll通過控制電路開通T，菅，實(shí)行過充保護(hù)；當(dāng)蓄電池電壓降至過充恢復(fù)值時(shí)，則斷開T1，恢復(fù)充電．當(dāng)蓄電池電壓低于過放保護(hù)值時(shí)，PIC16C7ll通過控制電路關(guān)斷T2管，切斷負(fù)載，實(shí)行過放保護(hù)：當(dāng)曹電池電壓升至垃壓恢復(fù)值時(shí)，則開通T2，重新帶上負(fù)載。
當(dāng)蓄電池電壓過高時(shí)，為保護(hù)負(fù)載，PICl6C7ll通過控制電路關(guān)斷T2管，切斷負(fù)載，實(shí)行過壓保護(hù)；當(dāng)蓄電池電壓降至過壓恢復(fù)值時(shí)，重新開通T2管。上述過充、過放，過壓的保護(hù)值和恢復(fù)值均具有一定回差，可以避免系統(tǒng)發(fā)生振蕩。
電流檢測(cè)電路借助T2(場(chǎng)效應(yīng)管)的通態(tài)電阻。通過檢測(cè)T2的D、S回的電壓來監(jiān)視負(fù)載電流。當(dāng)負(fù)載電流過大或輸出短路時(shí)，D、S間的電壓會(huì)迅速上升，電流檢測(cè)電路便及時(shí)關(guān)斷T2管，切斷負(fù)載，從而實(shí)現(xiàn)過載或短路保護(hù)。
PICl6C7ll通過溫度檢測(cè)電路檢測(cè)蓄電池工作溫度，根據(jù)各種不同的溫度值，調(diào)整充放電參數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)溫度補(bǔ)償。
數(shù)值設(shè)定撥碼開關(guān)按不同組合狀態(tài)送入P1C16C711，PICl6C711便及時(shí)修改過充、過放、過壓的各種數(shù)值，以適應(yīng)不同種類蓄電池的需要。
報(bào)警電路對(duì)系統(tǒng)工作狀態(tài)異常進(jìn)行報(bào)警，包括蓄電池接反報(bào)警和過放、過壓報(bào)警。過故和過壓又通過軟件控制發(fā)出不同的報(bào)警聲音，以指示故障種類。
各種不同報(bào)警采用同—個(gè)蜂鳴器，報(bào)警電路如圖2所示。
圖2 報(bào)警電路
當(dāng)蓄電池接反時(shí)，蓄電池電流通過D6一蜂鳴器一D7形成回路，使蜂鳴器發(fā)出持續(xù)不斷的鳴叫聲，提示蕾電池接反；而當(dāng)蕾電池正確接入時(shí)，蜂鳴器是否嗚叫受控于T3．當(dāng)T3導(dǎo)通時(shí)，會(huì)通過D5→蜂鳴器→T3→T8形成回路，使蜂鳴器鳴叫?？刂芓3的導(dǎo)通頻率，蜂鳴器會(huì)發(fā)出不同的聲音，這就巧妙地將同一個(gè)蜂鳴器用于不同的報(bào)警狀態(tài)。
3 太陽能控器的軟件編制
智能型太陽能控制器的主程序框圖如3所示。
撥碼開關(guān)設(shè)定數(shù)值由中斷服務(wù)于程序來完成。
當(dāng)任一位撥碼開關(guān)撥動(dòng)時(shí)，都會(huì)進(jìn)入PICl6C711高4位電平變化中斷服務(wù)于程序，從而完成對(duì)各比較值的設(shè)置。中斷服務(wù)子程序框如圖4所示。
4 結(jié) 論
采用微處理器實(shí)現(xiàn)太陽能控制器的智能控制，其各項(xiàng)性能指標(biāo)明顯優(yōu)于常規(guī)控制器，井可針對(duì)不同蓄電池設(shè)定參數(shù)和進(jìn)行溫度補(bǔ)償，又大大擴(kuò)展了其使用功能．PICl6C7ll單片機(jī)價(jià)格低，外圍電路簡(jiǎn)單。智能型太陽能控制器調(diào)試方便，適宜批量生產(chǎn)，具有較高的性能價(jià)格比，可望在不久的將來取代常規(guī)控制器。
參考文獻(xiàn)
1 蔡純潔，邢武，編．PICl6/17單片機(jī)原理和應(yīng)用．
合肥：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版杜，1997
2 朱松然，蓄電池手冊(cè)．天津：天津大學(xué)出版社
評(píng)論