智能型太阳能控制器的研制_微处理器_

智能型太阳能控制器的研制

2008/12/9 13:42:00

    摘要 提出用微处理32实现太阳能控制器的智控制，描述了硬件实现、软件编制。
    关键词 微处理器太阳能控制器温度补偿

0 引言
    太阳能控制器是太阳能发电系统的重要设备，其性能的好坏直接影响太阳能发电系统的使用效果。目前。常规的控制器主要采用模拟电路，往往存在以下一些不足；
     ①功能单一，难以实现全面保护；
     ②保护点参数较难改变；
     ⑧很难实现温度补偿，难以达到最佳工作效果：
     ④不适宜批量生产。

1 采用微处理器控制的优点
    将微处理器应用于太阳能控制器，可以利用微处理器强大的功能，有效地提高太阳能控制器的性能，其优点主要表现在：
     ①各种保护功能齐全；
     ②可以通过单片机检测蓄电池的工作状态，根据不同工作状态随时调整控制器参数；
     ⑨简化电路，同一00件在傲处理器控制下可以实现不同功能；
     ④各种保护点参数可根据不同种类蓄电池通过拨码开关进行修改；
     ⑤硬件电路确定后，可通过修改软件来适应不同用户的要求。
    我们使用单片机PICl6C711，它的价格低、功能强、外围电路简单、性能稳定可靠。

2 太阳能控制器的硬件实现
太阳能控制器的硬件电路如图1所示。图中功率管T，作为过充保护无触点开关．功率菅T。作为过放保护无触点开关．整个电路的核心器件是微处理器PICl6C7ll，它是8位高速COMS单片机，具有四种中断方式、4路A/D转换通道、13条口线。体积小、功能全、外围电路简单。

                        图1 太阳能控制器硬件电路

PICl6C7ll通过电压检测电路检测蓄电池两端电压。当蓄电池电压超过过充保护值时，PIC16C7ll通过控制电路开通T，菅，实行过充保护；当蓄电池电压降至过充恢复值时，则断开T1，恢复充电．当蓄电池电压低于过放保护值时，PIC16C7ll通过控制电路关断T2管，切断负载，实行过放保护：当曹电池电压升至垃压恢复值时，则开通T2，重新带上负载。

    当蓄电池电压过高时，为保护负载，PICl6C7ll通过控制电路关断T2管，切断负载，实行过压保护；当蓄电池电压降至过压恢复值时，重新开通T2管。上述过充、过放，过压的保护值和恢复值均具有一定回差，可以避免系统发生振荡。
    电流检测电路借助T2(场效应管)的通态电阻。通过检测T2的D、S回的电压来监视负载电流。当负载电流过大或输出短路时，D、S间的电压会迅速上升，电流检测电路便及时关断T2管，切断负载，从而实现过载或短路保护。
    PICl6C7ll通过温度检测电路检测蓄电池工作温度，根据各种不同的温度值，调整充放电参数，从而实现温度补偿。
    数值设定拨码开关按不同组合状态送入P1C16C711，PICl6C711便及时修改过充、过放、过压的各种数值，以适应不同种类蓄电池的需要。
    报警电路对系统工作状态异常进行报警，包括蓄电池接反报警和过放、过压报警。过故和过压又通过软件控制发出不同的报警声音，以指示故障种类。
各种不同报警采用同—个蜂鸣器，报警电路如图2所示。

图2 报警电路

当蓄电池接反时，蓄电池电流通过D6一蜂鸣器一D7形成回路，使蜂鸣器发出持续不断的鸣叫声，提示蕾电池接反；而当蕾电池正确接入时，蜂鸣器是否呜叫受控于T3．当T3导通时，会通过D5→蜂鸣器→T3→T8形成回路，使蜂鸣器鸣叫。控制T3的导通频率，蜂鸣器会发出不同的声音，这就巧妙地将同一个蜂鸣器用于不同的报警状态。

3 太阳能控器的软件编制

智能型太阳能控制器的主程序框图如3所示。

拨码开关设定数值由中断服务于程序来完成。
当任一位拨码开关拨动时，都会进入PICl6C711高4位电平变化中断服务于程序，从而完成对各比较值的设置。中断服务子程序框如图4所示。

4 结论
采用微处理器实现太阳能控制器的智能控制，其各项性能指标明显优于常规控制器，井可针对不同蓄电池设定参数和进行温度补偿，又大大扩展了其使用功能．PICl6C7ll单片机价格低，外围电路简单。智能型太阳能控制器调试方便，适宜批量生产，具有较高的性能价格比，可望在不久的将来取代常规控制器。

参考文献
1 蔡纯洁，邢武，编．PICl6/17单片机原理和应用．
合肥：中国科学技术大学出版杜，1997
2 朱松然，蓄电池手册．天津：天津大学出版社