太陽(yáng)能發(fā)電MCU的光伏控制系統給與電網(wǎng)穩定保障
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技術(shù)方案與實(shí)用技巧
電源模塊：由鉛酸蓄電池提供電源，通過(guò)78xx等電源芯片為MCU確保穩定的工作電源(2.5V-6V)。
鍵盤(pán)輸入：可采用標準的行列式鍵盤(pán)(或在光伏系統中預留接口，在需要設定時(shí)接入)，也可訂制專(zhuān)用的簿膜按鍵。
LCD顯示：由于液晶顯示器具有功耗極低、體積孝重量輕等特點(diǎn)，所以適用于鉛酸蓄電池供電的系統。
遠程通訊接口：系統采用異步串行通信，在PIC16C5x內部沒(méi)有異步串行通信口，可用軟件來(lái)完成異步串行通信(RS-232標準的異步串行通信)，結果證明工作非?？煽?、穩定。同時(shí)用軟件來(lái)完成串行通信，也降低了系統的硬件成本。
MOSFET控制模塊：MCU的系統邏輯控制信號，通過(guò)MOSFET控制模塊形成MOSFET的門(mén)極控制電壓，來(lái)完成對系統的狀態(tài)及保護邏輯控制。
此外，考慮系統可使用于不同的功率，對于所使用的MOSFET和大功率開(kāi)關(guān)管都留有充足的裕量，來(lái)滿(mǎn)足不同系統的要求。同時(shí)系統中還給出一些LED，為了便于直接觀(guān)察系統的狀態(tài)和出現的問(wèn)題，
2.2 光伏系統邏輯控制的軟件部分
本光伏系統適用于多種中、小功率的光伏應用系統，對于具體的光伏應用系統其硬件、軟件可稍作具體更改，基本的主程序是初始化時(shí)，完成PIC16C5x的 I/O配置和中斷設置，在循環(huán)等待過(guò)程中，采集判斷系統所處的狀態(tài)，并進(jìn)入相應的狀態(tài)處理子程序，同時(shí)等待鍵盤(pán)輸入和串行通信的起始位，流程參見(jiàn)圖4。
異步串行通信是通過(guò)設置通用I/O口，以軟件形式來(lái)完成異步串行通信。同時(shí)系統通過(guò)鍵盤(pán)的輸入，來(lái)控制LCD的顯示內容，由LCD在線(xiàn)顯示系統所處的狀態(tài)，表明系統充電或放電狀態(tài)。也可選擇顯示蓄電池電壓、容量及充放電電流的大校所有這些數據可在需要時(shí)通過(guò)串行通信傳送給上位機進(jìn)行進(jìn)一步處理，將使得光伏的維護和檢修更加方便。這部分程序流程可參考通用的異步串行通信程序和液晶顯示程序。3、光伏系統邏輯控制的應用實(shí)例
光伏系統邏輯控制可廣泛應用與中小功率太陽(yáng)能系統，如在太陽(yáng)能路燈和太陽(yáng)能草坪燈方面的應用。由于太陽(yáng)能供電的獨特優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)得到迅速發(fā)展。草坪燈、路燈等中小功率設備，以照明和裝飾為目的，滿(mǎn)足移動(dòng)性要求，克服電路鋪設困難，適合防水要求，這些都使得由太陽(yáng)能電池供電的系統顯示出特有的優(yōu)勢。
太陽(yáng)能電池可采用30瓦左右晶體硅太陽(yáng)電池組件，照明器件當功率為1瓦左右，可選用高亮度LED組件，功率大于1瓦以上，可采用直流高效節能燈。當系統配備12V10AH左右的免維護鉛酸蓄電池，太陽(yáng)光照一天，可照明12小時(shí)。陰雨2天正常工作。
系統具有浮充、蓄電池過(guò)充、過(guò)放保護功能。使蓄電池更可靠地長(cháng)久工作。此外，光伏控制系統還具有蓄電池開(kāi)路、短路、接反、防反充電、負載過(guò)電壓、輸出負載短路等完善的保護功能，并可實(shí)時(shí)顯示系統的狀態(tài)，對充電電壓、電流，放電電壓、電流等給以L(fǎng)CD和LED顯示。同時(shí)也為遠程控制與通訊提供了接口，便于對多個(gè)系統進(jìn)行整體管理，便于整體維護，提高系統的性?xún)r(jià)比。系統流程圖把系統狀態(tài)分為三個(gè)狀態(tài)：
狀態(tài)1--蓄電池電壓過(guò)低，不能再放電，否則影響蓄電池壽命;
狀態(tài)2--蓄電池電壓正常，可進(jìn)行充放電;
狀態(tài)3--蓄電池電壓過(guò)高，對負載有傷害，需進(jìn)行放電后，方可接入負載。對于照明系統還可加上感光器件，實(shí)現燈的自動(dòng)控制，系統控制邏輯流程示意圖參見(jiàn)圖5
4、小結
隨著(zhù)世界能源的緊張，環(huán)保意識的加強，對太陽(yáng)能的利用越來(lái)越受到人們的重視。本篇所述基于MCU的光伏控制系統，完善了太陽(yáng)能充電系統，使其對鉛酸蓄電池的充放更加合理，對負載的保護也更加完善。同時(shí)提供在線(xiàn)的電流、電壓顯示和與上位機通信。本系統通過(guò)了實(shí)踐的檢驗，證明了其合理性和實(shí)用性。
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