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4通过检测蓄电池的U-I输入到单片机中通
太阳能景观灯设计_城乡/园林规划_工程科技_专业资料。太阳能景观灯设计 ? 太阳能景观灯设计方案电路介绍 ? 光伏控件介绍 ? 充电电路设计介绍 ? 放电电路设计介绍 ? 具体电路设计方案和功能简介 ? 光伏器件选择优化 目录 太阳能景观灯设计
太阳能景观灯设计 ? 太阳能景观灯设计方案电路介绍 ? 光伏控件介绍 ? 充电电路设计介绍 ? 放电电路设计介绍 ? 具体电路设计方案和功能简介 ? 光伏器件选择优化 目录 太阳能景观灯设计 ? （1）不需要使用外部供电环保节能。 ? （2）可以独立使用在多种场合，具有美观和实用性。 ? （3）本次实验采用电路和设计程序达到一方面能够将电 池板能量限量的存储（电导增量法获得功率追踪 和三步法充电）另一方面对负载供电中可以节能控制输出。 ? （4）通过实际测试当地的阳光环境进行优化，在保证满 足负载供电需要的前提下, 确定使用的太阳能电池组件功 率和蓄电池组件容量小, 以尽量减少初始投资。 ? （5）在控制电路设计过程中使用改进后的BUCK降压电 路能够更好的控制占空比调节PWM驱动对蓄电池充电， 不需要另外附加计时电路，且在阴雨天可以根据需要控制 开启或者关闭。 ? （6）通过程序控制电压来调控景观灯颜色和亮度变化。 设计电路方案图 电池板 DC-DC升压 蓄电池 电池U-I检测 单片机控制 负载 DC-DC降 压 电路说明 本次设计采用： （1）通过检测电池板U-I曲线用电导增量的方法获 得功率点跟踪。程序较为复杂但可以更加精 确的提高电池板能量的存储量。 （2）对蓄电池充电当中使用三步法，即MPPT充电， 恒压充电，浮充，一方面提高充电效率另一方面 提高电池使用寿命。 （3）利用单片机编程可以控制景观灯亮度变化和颜 色转换。 （4）通过检测蓄电池的U-I输入到单片机中通过控 制来实现对负载的调控，以免欠压状态下蓄电池 损坏。 （5）单片机控制电压由蓄电池提供。 光伏控制器介绍 注：开关器件，可以是继电器，也可以 是MOSFET模块。但PWM脉宽调制控制 器，只能用MOSFET模块作为开关器件 。 光伏控制器是 太阳能光伏发 电系统中，能 自动防止蓄电 池组过充电和 过放电并具有 简单测量功能 的电子设。 光伏控制器分类 （1）并联型控制器：当蓄电池充满时，利用电子部 件把光伏阵列的输出分流到内部并联电阻器或功 率模块上去，然后以热的形式消耗掉。（用于小 型、低功率系统电流在2A以内） （2）串联型控制器：利用机械继电器控制充电过程， 并在夜间切断光伏阵列（用于较高功率系统电流 在4A~5A以上的串联控制器） 光伏控制器分类 （3）脉宽调制型控制器：它以PWM脉冲方式开关 光伏阵列的输入。当蓄电池趋向充满时，脉冲的 频率和时间缩短。（这种充电过程形成较完整的 充电状态，它能增加光伏系统中蓄电池的总循环 寿命） （4）智能型控制器： 采用带CPU的单片机对光伏 电源系统的运行参数进行高速实时采集，并按照 一定的控制规律由软件程序对单路或多路光伏阵 列进行切离/接通控制。 光伏控制器分类 （5）功率跟踪（MPPT）型控制器：根据调整 MPPT，采用PWM调制方式，使充电电流成为脉冲电 流，以减少蓄电池的极化，提高充电效率。 注：在实际工作研发过程中（4）和（5）使用较多， 一方面可以提高电池能量利用率，另一方面可以 更好控制与逆变器蓄电池之间的连接与控制。 光伏控制器功能 ? （1）高压（HVD）断开和恢复功能 ? （2）欠压（LVG）告警和恢复功能 ? （3） 低压（LVD）断开和恢复功能 ? （4） 保护功能： ? ① 防止任何负载短路的电路保护。 ? ② 防止充电控制器内部短路的电路保护。 ? ③ 防止夜间蓄电池通过太阳电池组件反向放电保护。 ? ④ 防止负载、太阳电池组件或蓄电池极性反接的电 路保护。 ? ⑤ 在多雷区防止由于雷击引起的击穿保护。 ? （5）温度补偿功能：当蓄电池温度低于25℃时，蓄电池 应要求较高的充电电压，以便完成充电过程。相反，高于 该温度蓄电池要求充电电压较低。 充放电电路设计 ? 1.在充电电路部分，实现了太阳能电池组件的 大功率点跟踪和蓄电池充电策略的优化。设计了 基于 Buck 型的 DC-DC 电路，红绿灯采用了电导增量法 实现了功率点的跟踪。基于 Buck 电路，对 蓄电池实施了三阶段充电方法。在充电过程中， 充电电流的变化趋势符合铅酸蓄电池的马斯充电 曲线，具一定的科学性。 ? 2.在放电电路部分，结合控制器硬件电路，设计 了恒流源驱动电路，通过驱动电路的设计，保证 蓄电池稳定的输出恒流，优化了系统的可靠性， 增强了蓄电池的使用寿命。红绿灯 ? 3.考虑到太阳能控制器自身的功耗和效率，本课 题摒弃了一些传统的设计方案，采用了多 MOSFET 功率管相融合的技术，设计出了安全、 高效的电源防反接电路、防反充电路、过流保护 以及自恢复式的短路保护，提高了整个系统运行 的可靠性与稳定性。 ? 4.完成了基于 MSP430F235 太阳能控制器的硬件 电路设计、电路板的绘制和电路的焊接，并且利 用 C 语言编制了相应的控制程序，实现了太阳能 路灯控制器的充、放电控制功能。 独立太阳能路灯照明系统中。基于实际的需求， 设计功能如下：1.充电模块功能： 1) 具有过充自动关断、恢复功能。 2) 具有防反接、防反充保护，防雷击功能。 3) 具有指示功能：太阳能电池组件的充电指示功能、 蓄电池电压状态指示功能。 4) 多模式充电功能：采用了多种充电模式，充分利 用了太阳能电池组件，红绿灯并且保证蓄电池工作在 状态，延长了电池的寿命。 5) 显示功能：用八段码显示各种工作模式，方便用 户的检测和维护，使用户在使用的时候尽可能的操 作方便、可靠、安全。 ? 2.放电模块功能： ? 1) 具有过放自动关断、恢复功能，负载过流保护 和短路保护的功能。 ? 2) 具有防反接、防雷击的功能。 ? 3) 指示功能：负载工作状态功能指示和故障指示 功能。 ? 4) 恒流驱动功能：该功能保证了负载供电的稳定 性以及可靠性。 独立照明系统需求 ? 独立照明系统由太阳能电池组件、蓄电池、控制 器和 LED 灯这四个
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