智能型太陽(yáng)能控制器的研制
關(guān)鍵詞 微處理器 太陽(yáng)能控制器 溫度補(bǔ)償
0 引 言
太陽(yáng)能控制器是太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)的重要設(shè)備,其性能的好壞直接影響太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)的使用效果。目前。常規(guī)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(xiàn)全面保護(hù);
②保護(hù)點(diǎn)參數(shù)較難改變;
⑧很難實(shí)現(xiàn)溫度補(bǔ)償,難以達(dá)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(yīng)用于太陽(yáng)能控制器,可以利用微處理器強(qiáng)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(xiàn)在:
①各種保護(hù)功能齊全;
②可以通過(guò)單片機(jī)檢測(cè)蓄電池的工作狀態(tài),根據(jù)不同工作狀態(tài)隨時(shí)調(diào)整控制器參數(shù);
⑨簡(jiǎn)化電路,同一00件在傲處理器控制下可以實(shí)現(xiàn)不同功能;
④各種保護(hù)點(diǎn)參數(shù)可根據(jù)不同種類蓄電池通過(guò)撥碼開關(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(yīng)不同用戶的要求。
我們使用單片機(jī)PICl6C711,它的價(jià)格低、功能強(qiáng)、外圍電路簡(jiǎn)單、性能穩(wěn)定可靠。
2 太陽(yáng)能控制器的硬件實(shí)現(xiàn)
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(hù)無(wú)觸點(diǎn)開關(guān).功率菅T。作為過(guò)放保護(hù)無(wú)觸點(diǎn)開關(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(jī),具有四種中斷方式、4路A/D轉(zhuǎn)換通道、13條口線。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(cè)電路檢測(cè)蓄電池兩端電壓。當(dāng)蓄電池電壓超過(guò)過(guò)充保護(hù)值時(shí),PIC16C7ll通過(guò)控制電路開通T,菅,實(shí)行過(guò)充保護(hù);當(dāng)蓄電池電壓降至過(guò)充恢復(fù)值時(shí),則斷開T1,恢復(fù)充電.當(dāng)蓄電池電壓低于過(guò)放保護(hù)值時(shí),PIC16C7ll通過(guò)控制電路關(guān)斷T2管,切斷負(fù)載,實(shí)行過(guò)放保護(hù):當(dāng)曹電池電壓升至垃壓恢復(fù)值時(shí),則開通T2,重新帶上負(fù)載。
當(dāng)蓄電池電壓過(guò)高時(shí),為保護(hù)負(fù)載,PICl6C7ll通過(guò)控制電路關(guān)斷T2管,切斷負(fù)載,實(shí)行過(guò)壓保護(hù);當(dāng)蓄電池電壓降至過(guò)壓恢復(fù)值時(shí),重新開通T2管。上述過(guò)充、過(guò)放,過(guò)壓的保護(hù)值和恢復(fù)值均具有一定回差,可以避免系統(tǒng)發(fā)生振蕩。
電流檢測(cè)電路借助T2(場(chǎng)效應(yīng)管)的通態(tài)電阻。通過(guò)檢測(cè)T2的D、S回的電壓來(lái)監(jiān)視負(fù)載電流。當(dāng)負(fù)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(cè)電路便及時(shí)關(guān)斷T2管,切斷負(fù)載,從而實(shí)現(xiàn)過(guò)載或短路保護(hù)。
PICl6C7ll通過(guò)溫度檢測(cè)電路檢測(cè)蓄電池工作溫度,根據(jù)各種不同的溫度值,調(diào)整充放電參數(shù),從而實(shí)現(xiàn)溫度補(bǔ)償。
數(shù)值設(shè)定撥碼開關(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(shù)值,以適應(yīng)不同種類蓄電池的需要。
報(bào)警電路對(duì)系統(tǒng)工作狀態(tài)異常進(jìn)行報(bào)警,包括蓄電池接反報(bào)警和過(guò)放、過(guò)壓報(bào)警。過(guò)故和過(guò)壓又通過(guò)軟件控制發(fā)出不同的報(bào)警聲音,以指示故障種類。
各種不同報(bào)警采用同—個(gè)蜂鳴器,報(bào)警電路如圖2所示。
圖2 報(bào)警電路
當(dāng)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(xù)不斷的鳴叫聲,提示蕾電池接反;而當(dāng)蕾電池正確接入時(shí),蜂鳴器是否嗚叫受控于T3.當(dāng)T3導(dǎo)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(dǎo)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(bào)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。
撥碼開關(guān)設(shè)定數(shù)值由中斷服務(wù)于程序來(lái)完成。
當(dāng)任一位撥碼開關(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(duì)各比較值的設(shè)置。中斷服務(wù)子程序框如圖4所示。
4 結(jié) 論
采用微處理器實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能控制器的智能控制,其各項(xiàng)性能指標(biāo)明顯優(yōu)于常規(guī)控制器,井可針對(duì)不同蓄電池設(shè)定參數(shù)和進(jìn)行溫度補(bǔ)償,又大大擴(kuò)展了其使用功能.PICl6C7ll單片機(jī)價(jià)格低,外圍電路簡(jiǎn)單。智能型太陽(yáng)能控制器調(diào)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(guī)控制器。
參考文獻(xiàn)
1 蔡純潔,邢武,編.PICl6/17單片機(jī)原理和應(yīng)用.
合肥:中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版杜,1997
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評(píng)論