基于霍爾電流傳感器的太陽(yáng)能電池的輸出電流測量
1 系統硬件設計
系統硬件電路如圖1所示,主要由太陽(yáng)能電池組、霍爾電流傳感器組成的,I/U轉換電路、液晶1602組成的顯示裝置、AT89S52單片機構成的控制系統,以及鉛酸蓄電池構成的儲能系統5部分組成。其工作過(guò)程:太陽(yáng)能電池接收光照時(shí),產(chǎn)生電流,對蓄電池充電,單片機通過(guò)穩壓裝置由蓄電池提供驅動(dòng)電壓,對太陽(yáng)能電池產(chǎn)生的電量進(jìn)行實(shí)時(shí)信號采集。由于單片機只能接收電壓信號,所以在信號接收前由I/U、U/U轉換模塊將信號調至合適的電壓。經(jīng)內部運算處理,結果送1602液晶顯示裝置顯示電池發(fā)電量。

1.1 A/D轉換模塊
當模擬信號輸入單片機后需要轉換為數字信號,由于需要同時(shí)測量太陽(yáng)能電池輸出電壓和電流,故采用ADC0832是8位串行雙通道A/D轉換器,A/D轉換精度要依賴(lài)于有高穩定度的基準參考電壓,參考電壓設定為5 V,由TL431產(chǎn)生。模擬信號經(jīng)過(guò)RC濾波送入AD輸入端,然后進(jìn)行模數轉換后串行輸出。
1.2 I/U轉換模塊
因單片機I/O接口只能接收0~5 V的電壓信號,實(shí)時(shí)采集太陽(yáng)能電池輸出電流需要將電流信號轉換為電壓信號,由于本系統是光伏發(fā)電系統的輔助設備,盡可能降低能量消耗是首要問(wèn)題。由此霍爾電流傳感器成為首選,根據霍爾效應原理進(jìn)行工作,可在幾乎不消耗能量的情況下將電流信號轉換為電壓信號。本系統采用TBCl0SY型霍爾電流傳感器,額定輸出電壓為(±4±0.5%)V,±15 V雙電源供電,測量電流范圍為O~15 A,基本滿(mǎn)足小型離網(wǎng)光伏系統的應用。
1.3 電源設計
單片機正常運行需要為片內的晶體管或場(chǎng)效應管供給電源,使其工作在相應狀態(tài)。AT89S52需要一個(gè)5 V電源(實(shí)際工作電壓為3.6~6.0 V)??捎谜?、穩壓方式供電,獲得4.5 V左右的電壓,因本系統為獨立發(fā)電,且長(cháng)期使用,考慮到電源壽命,該裝置由市電或干電池提供驅動(dòng)電源不符合實(shí)際,所以最佳方案應該由系統內部太陽(yáng)能電池的蓄電池供電,經(jīng)穩壓集成塊7805穩壓為5 V,輸入單片機Vcc引腳,驅動(dòng)單片機及液晶顯示裝置。TBCl0SY霍爾電流傳感器,需±15 V雙電源供電,同樣采用系統內的蓄電池供電.經(jīng)穩壓集成塊7805、7915穩壓在±15 V,從而驅動(dòng)其工作。
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