太陽(yáng)能電源低壓鈉燈智能控制器的設計

摘要：設計一種采用低功耗單片機P87LPC767作為控制回路核心，低壓鈉燈為負載的太陽(yáng)能電源智能控制器。系統在P87LPC767單片機的控制下，能將太陽(yáng)能電池方陣轉換的直流電進(jìn)行有效存儲和合理使用，具有環(huán)保節能的雙重效果。實(shí)現了充放電過(guò)程的自動(dòng)控制功能，防短路、防過(guò)栽、防反接、充滿(mǎn)和過(guò)放自動(dòng)關(guān)斷、恢復等保護功能，以及具有充電指示、蓄電池狀態(tài)、負載及各種故障指示等功能。最后結合實(shí)驗證明了該智能控制器系統運行穩定可靠。
關(guān)鍵詞：P87LPC767；低壓鈉燈；太陽(yáng)能；控制器

近年來(lái)再生能源技術(shù)廣受重視，而太陽(yáng)能發(fā)電由于有先進(jìn)的電力電子技術(shù)輔助，已成為極具潛力的再生能源之一。低壓鈉燈(LPS)作為光效最高和光衰較小的光源，是道路照明光源的最佳選擇，與太陽(yáng)能光伏系統結合應用，節能效果更顯著(zhù)。當前市場(chǎng)上已有各種各樣的針對不同類(lèi)型負載的太陽(yáng)能電源智能控制器產(chǎn)品，但目前采用高(低)壓鈉燈為負載而設計的控制器很少，本文為了區別于其他太陽(yáng)能電源控制器，采用低壓鈉燈作為負載。太陽(yáng)能強度受各種因素(季節、地點(diǎn)、氣候等)的影響而不能維持常量，導致太陽(yáng)能綜合利用系統受日照、溫度、使用負載變化等條件影響比較大，使系統非線(xiàn)性較強，加大系統的控制難度。為了實(shí)現電源和負載之間穩定、高效工作，提高供電質(zhì)量，同時(shí)對系統中蓄電池循環(huán)充放電和充放電深度加以合理控制，而且延長(cháng)蓄電池使用壽命，需要借助于設計一種高效、可靠的、智能的太陽(yáng)能電
源充放電控制器來(lái)完成這些工作，使充電及開(kāi)／關(guān)過(guò)程采用光控自動(dòng)控制，無(wú)需人工操作，工作穩定可靠，節省電費，免維護。因此，開(kāi)展低壓鈉燈的太陽(yáng)能電源智能控制器的研究具有重要意義。

1 系統結構
獨立型太陽(yáng)能光伏系統主要由太陽(yáng)能電池方陣、蓄電池組、控制器和負載組成。其組成框圖如圖l所示。

分析太陽(yáng)能綜合利用系統的構成可知，負載以太陽(yáng)光為能源，白天太陽(yáng)能電池組件／方陣采集電能，鉛酸蓄電池儲存電能，通過(guò)控制器的合理控制，晚上為負載提供電能，使用時(shí)間和工作模式可以靈活設置。開(kāi)發(fā)了一套小型光伏系統的低壓鈉燈太陽(yáng)能電源控制器，其中，蓄電池為24 V，負載是36 W的低壓鈉燈，單路負載輸出。

2 系統硬件設計
該智能控制器裝置硬件部分具有3個(gè)接口：一個(gè)用于同太陽(yáng)能電池方陣接口，一個(gè)用于同蓄電池接口和一個(gè)用于同低壓鈉燈負載接口?？刂破髡w結構設計框圖如圖2所示。虛框內為控制器部分。