自動(dòng)氣象站光伏控制器的設計

自動(dòng)氣象站中的大氣電場(chǎng)儀需要負12 V的參考電壓，該系統中主要采用ICL7662芯片來(lái)產(chǎn)生。ICL7662是一款變極性DC-DC變換器。它性能穩定、轉換效率高、外圍電路簡(jiǎn)單，輸出電流大于20 mA，符合該系統中負12 V供電需求。其電路原理圖如圖3所示。

2．2 電壓采集電路設計

電壓采集電路的主要作用是用來(lái)實(shí)時(shí)監控系統的運行狀態(tài)，得到系統運行參數，以此來(lái)作為系統下一步執行動(dòng)作的根據。該系統采用ATmega16L單片機的10位ADC端口作為電壓采集信號的輸入，對采集到的電壓信號進(jìn)行A／D轉換處理，實(shí)現對系統放電電路的控制。電壓采集電路的核心器件是LM358芯片，LM358是一款性能優(yōu)良、內部包括有2個(gè)獨立的雙運算放大器。它的電壓采集電路原理圖如圖4所示。

在該電路中通過(guò)外圍電路和電阻Rg，Rf構成一個(gè)電壓同相比例放大器和電壓跟隨器，它通過(guò)電阻Rg，Rf的不同比例取值，將采集電壓轉換為單片機引腳所需要的電壓，其電阻Rg，Rf的取值按Vout=Rf／Rg·Vin來(lái)計算。系統采用ATmega16L單片機片內基準電壓2．56 V作為ADC的參考電壓，得到Rg，Rf的阻值分別為150kΩ，10kΩ。

3 系統控制原理

對系統性能影響較大的除了硬件設計之外，系統充放電程序設計也很大程度上影響了系統的可靠性和充電效率，該系統采用循環(huán)的方式檢測蓄電池端電壓、環(huán)境溫度等參數，判斷系統當前所處的狀態(tài)，是否滿(mǎn)足充電條件，若滿(mǎn)足則判斷系統當前處于充電的何種時(shí)期。然后根據所得參數進(jìn)行對比和計算，調節PWM脈沖信號的占空比，由PWM控制發(fā)生器控制MOSFET對蓄電池進(jìn)行充電，這樣在蓄電池不同狀態(tài)下可進(jìn)行不同的充電策略，能達到最佳的充電效果。其系統工作流程圖如圖5所示。