基于单片机的太阳能智能充电器的设计.pdf

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1、第25卷第5期2012年9月机电产品开发与纠新Development＆InnovationofMachinery＆ElectricalProductsV01．25，No．5Sep．，2012文章编号：1002—6673(2012)05-081—03基于单片机的太阳能智能充电器的设计余艳(顺德职业技术学院电子与信息工程系，广东佛山528300)摘要：论文设计的太阳能智能充电系统．通过太阳能电池板将太阳能转化为电能，经过DC／DC变换电路处理后，为蓄电池充电。整个系统由DC／DC变换电路、处理器模块、A／D采样电

2、路、脉宽调制控制器、显示电路和电池组组成。系统通过脉宽调制对电池充电过程进行单片机智能控制，从而提高太阳能电池输出功率及电池的使用效率，达到延长电池使用寿命的目的。关键词：太阳能；智能充电；CUK变换器：单片机中图分类号：TB47文献标识码：Adoi：10．3969／i．issn，1002—6673．2012．05。032TheDesignofIntelligentChargerforSolarenergyBasedonSCMSHEYan(ShundePolytechnic，FoshanGuangdong52

3、8333，China)Abstract：Thedesignofintelligentsolarchargingsystem，throughthesolarpaneltoconvercsolarenergyintoelectricalenergy，throughDC／DCconvertercircuitprocessing，chargingthebakery．TheentiresystemconsistsofDC／DCconversioncircuit，aprocessormodule，A／Dsamplingc

4、ircuit，puhewidthmodulationcontroller，adisplaycircuitandabatterygroup．Theprocessofchargingthebaueryiscon=olledbypulsewidthmodulation，therebyoutputpowerofthesolarcellandbatteryfifeareimproved，extendthebakeryservicefife．Keywords：solarenergy；intelligentcharge；C

5、UKconverter；SCTl2C5A60S20引言由于化石能源的日益枯竭、人们对环境保护问题的重视程度也在不断提高，寻找洁净的替代能源问题变得越来越迫切。太阳能作为一种再生能源它具有取之不尽、用之不竭和清洁安全等特点，有着广阔的应用前景。太阳能电池在使用时由于太阳光的变化较大，其内阻又比较高，因此输出电压不稳定，输出电流较小，这就需要用充电控制电路将电池板输出的直流电压变换稳压后供给电池充电。当光线条件适宜时，通过太阳能电池板吸收太阳光，将光能转换为电能。由于充电器多采用大电流的快速充电法，在电池充满后如

6、果不及时停止会使电池发烫，过度的充电会严重损害电池的寿命，这就需要～个复杂的控制系统。本系统采用STCl2C5A60S2单片机作为充电电路的控制器，从而以较低的成本轻松实现复杂的充电智能控制。收稿日期：2012—07—20作者简介：余艳(1972-)，女，湖北人，电气-T-#呈9,，硕士。l研究方向：电力电子及自动控制。1系统整体设计方案本系统总体设计方案如图1所示．通过太阳能电池板将太阳能转换为电能，由单片机编程实现PWM波控制开关管从而实现输出电压电流的改变，通过显示电路显示输出状态及大小．由sTC12C

7、5A60S2自带的AD转换实现图1整体设计方案图数据的采集及转Fig·1Theoveralldesigndiagram换并傲判断处理．从而实现电路的智能输出与控制。整个系统由DC／DC变换电路、处理器模块、A／D采样电路、PWM脉宽调制控制器、显示电路和蓄电池组组成。2主电路DC／DC变换电路DC／DC变换电路是依靠半导体开关器件的开关动作，将某一直流电压变换为另一个直流电压的电路。库克(Cuk)变换电路属于升降压型DC／DC变换电路，如图81·产品与市场·2所示。图中Ll和L2为储能电感，D是快恢复续流二极

8、管，C1是传送能量的耦合电容，C2为滤波电容。这种电路的特点是，输出电压极性与输入电压相反，输出、输入端电流纹波小，输出直流电压平稳，降低了对外部滤波器的要求。n该电路的输出电压与输入电压关系为Uo=一—≠；u。。l—lJ负号表示输出电压与输入电压反相。为了输出一定的电压U。值，必须根据采样的电源电压U。的值给出对应的占空比D值。图2Cuk电路原理图Fig．2TheCukcircuitdiagram