智能型太陽(yáng)能控制器的研制
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技術(shù)方案與實(shí)用技巧
關(guān)鍵詞 微處理器 太陽(yáng)能控制器 溫度補償
0 引 言
太陽(yáng)能控制器是太陽(yáng)能發(fā)電系統的重要設備，其性能的好壞直接影響太陽(yáng)能發(fā)電系統的使用效果。目前。常規的控制器主要采用模擬電路，往往存在以下一些不足；
①功能單一，難以實(shí)現全面保護；
②保護點(diǎn)參數較難改變；
⑧很難實(shí)現溫度補償，難以達到最佳工作效果：
④不適宜批量生產(chǎn)。
1 采用微處理器控制的優(yōu)點(diǎn)
將微處理器應用于太陽(yáng)能控制器，可以利用微處理器強大的功能，有效地提高太陽(yáng)能控制器的性能，其優(yōu)點(diǎn)主要表現在：
①各種保護功能齊全；
②可以通過(guò)單片機檢測蓄電池的工作狀態(tài)，根據不同工作狀態(tài)隨時(shí)調整控制器參數；
⑨簡(jiǎn)化電路，同一00件在傲處理器控制下可以實(shí)現不同功能；
④各種保護點(diǎn)參數可根據不同種類(lèi)蓄電池通過(guò)撥碼開(kāi)關(guān)進(jìn)行修改；
⑤硬件電路確定后，可通過(guò)修改軟件來(lái)適應不同用戶(hù)的要求。
我們使用單片機PICl6C711，它的價(jià)格低、功能強、外圍電路簡(jiǎn)單、性能穩定可靠。
2 太陽(yáng)能控制器的硬件實(shí)現
太陽(yáng)能控制器的硬件電路如圖1所示。圖中功率管T，作為過(guò)充保護無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)．功率菅T。作為過(guò)放保護無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)．整個(gè)電路的核心器件是微處理器PICl6C7ll，它是8位高速COMS單片機，具有四種中斷方式、4路A/D轉換通道、13條口線(xiàn)。體積小、功能全、外圍電路簡(jiǎn)單。
圖1 太陽(yáng)能控制器硬件電路
PICl6C7ll通過(guò)電壓檢測電路檢測蓄電池兩端電壓。當蓄電池電壓超過(guò)過(guò)充保護值時(shí)，PIC16C7ll通過(guò)控制電路開(kāi)通T，菅，實(shí)行過(guò)充保護；當蓄電池電壓降至過(guò)充恢復值時(shí)，則斷開(kāi)T1，恢復充電．當蓄電池電壓低于過(guò)放保護值時(shí)，PIC16C7ll通過(guò)控制電路關(guān)斷T2管，切斷負載，實(shí)行過(guò)放保護：當曹電池電壓升至垃壓恢復值時(shí)，則開(kāi)通T2，重新帶上負載。
當蓄電池電壓過(guò)高時(shí)，為保護負載，PICl6C7ll通過(guò)控制電路關(guān)斷T2管，切斷負載，實(shí)行過(guò)壓保護；當蓄電池電壓降至過(guò)壓恢復值時(shí)，重新開(kāi)通T2管。上述過(guò)充、過(guò)放，過(guò)壓的保護值和恢復值均具有一定回差，可以避免系統發(fā)生振蕩。
電流檢測電路借助T2(場(chǎng)效應管)的通態(tài)電阻。通過(guò)檢測T2的D、S回的電壓來(lái)監視負載電流。當負載電流過(guò)大或輸出短路時(shí)，D、S間的電壓會(huì )迅速上升，電流檢測電路便及時(shí)關(guān)斷T2管，切斷負載，從而實(shí)現過(guò)載或短路保護。
PICl6C7ll通過(guò)溫度檢測電路檢測蓄電池工作溫度，根據各種不同的溫度值，調整充放電參數，從而實(shí)現溫度補償。
數值設定撥碼開(kāi)關(guān)按不同組合狀態(tài)送入P1C16C711，PICl6C711便及時(shí)修改過(guò)充、過(guò)放、過(guò)壓的各種數值，以適應不同種類(lèi)蓄電池的需要。
報警電路對系統工作狀態(tài)異常進(jìn)行報警，包括蓄電池接反報警和過(guò)放、過(guò)壓報警。過(guò)故和過(guò)壓又通過(guò)軟件控制發(fā)出不同的報警聲音，以指示故障種類(lèi)。
各種不同報警采用同—個(gè)蜂鳴器，報警電路如圖2所示。
圖2 報警電路
當蓄電池接反時(shí)，蓄電池電流通過(guò)D6一蜂鳴器一D7形成回路，使蜂鳴器發(fā)出持續不斷的鳴叫聲，提示蕾電池接反；而當蕾電池正確接入時(shí)，蜂鳴器是否嗚叫受控于T3．當T3導通時(shí)，會(huì )通過(guò)D5→蜂鳴器→T3→T8形成回路，使蜂鳴器鳴叫?？刂芓3的導通頻率，蜂鳴器會(huì )發(fā)出不同的聲音，這就巧妙地將同一個(gè)蜂鳴器用于不同的報警狀態(tài)。
3 太陽(yáng)能控器的軟件編制
智能型太陽(yáng)能控制器的主程序框圖如3所示。
撥碼開(kāi)關(guān)設定數值由中斷服務(wù)于程序來(lái)完成。
當任一位撥碼開(kāi)關(guān)撥動(dòng)時(shí)，都會(huì )進(jìn)入PICl6C711高4位電平變化中斷服務(wù)于程序，從而完成對各比較值的設置。中斷服務(wù)子程序框如圖4所示。
4 結 論
采用微處理器實(shí)現太陽(yáng)能控制器的智能控制，其各項性能指標明顯優(yōu)于常規控制器，井可針對不同蓄電池設定參數和進(jìn)行溫度補償，又大大擴展了其使用功能．PICl6C7ll單片機價(jià)格低，外圍電路簡(jiǎn)單。智能型太陽(yáng)能控制器調試方便，適宜批量生產(chǎn)，具有較高的性能價(jià)格比，可望在不久的將來(lái)取代常規控制器。
參考文獻
1 蔡純潔，邢武，編．PICl6/17單片機原理和應用．
合肥：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版杜，1997
2 朱松然，蓄電池手冊．天津：天津大學(xué)出版社
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