太陽能路燈控制器電路2例

太陽能路燈控制器電路2例 (組圖)2008-08-12 08:20:17中國能源信息網(wǎng)我要評論 核心提示：太陽能路燈控制器電路.1 工作原理電路原理見圖 1 所示。該電路由以 U5 為核心組成的蓄電池過充電控制電路、以 U 4A U4D為核心組成的蓄電池電壓指示電路及顯示電壓按鈕開關(guān) KS1 電路、以 U1B 組成的蓄電池過放電控制電路、以 U1A組成的開燈檢測控制電路、以 U2 組成的開燈及延時熄燈及二次開燈定時控制電路，以及以控制三極管Q2驅(qū)動繼電器組成的輸出控制電路等組成?，F(xiàn)分別介紹如下。(1) 過充電、過放電檢測保護(hù)部分太陽能電池組件板或陣列由插口 CZ1 的腳輸入，加至防反充電二極管 D2 的正極D2的負(fù)極接 12V 蓄電池的正極，即 CZ1 的腳。控制器在初始上電時，由于 C4 的作用使 U5腳為低電平，腳輸出高電平，Q7 導(dǎo)通； Q8 截止，允許太陽能電池給蓄電池充電。當(dāng)蓄電池所充的電壓小于 14 4V 時，由R13 、 (R38 十R39) 組成的串聯(lián)分壓電路送至 U5 、電壓低于 2 3 U5 的供電電壓時，即小于6V，電路維持充電狀態(tài)；隨著充電時間的延長，蓄電池電壓逐漸升高，當(dāng) U5 、的電壓高于 2 3 U5 供電電壓時，U5腳輸出低電平， Q7 截止、 Q8 導(dǎo)通，給太陽能電池板泄放電流，停止對蓄電池充電。在U5腳輸出低電平的狀態(tài)下，其腳導(dǎo)通，相當(dāng)于將 1140 并入電路中。此時電路的分壓比為： R38+ R39 R40IRl3+(R38+R39) R40 ，不難算出，當(dāng)蓄電池電壓低于設(shè)定值 13V 時電路狀態(tài)再次翻轉(zhuǎn)，U5腳輸出高電平，允許蓄電池充電。(2) 開燈檢測方法與控制太陽能電池板是一個很好的光敏元件，其輸出電流、電壓能隨著接受光的強(qiáng)度和照度變化而變化，本控制器就是利用這一原理實現(xiàn)開、關(guān)燈控制的。太陽能電池板PVin 輸入電壓經(jīng) R5 、 R6 串聯(lián)分壓后；加至運(yùn)放 U 1A 腳，其腳接于 R9 、R8+VR1的分壓點上。在白天，太陽能電池板在陽光的照射下輸出電壓很高，其經(jīng) R5 、 R6 分壓后使運(yùn)放 U 1A腳電壓高于腳， U 1A腳輸出低電平， Q1 截止， U2 無供電電壓不工作，Q2截止，繼電器不吸合，系統(tǒng)無輸出電壓，路燈不工作。隨著天色漸黑，太陽能電池板輸出電壓降低。 UlA 腳的電壓也同步降低，當(dāng) U1A腳電壓低于腳時，比較器翻轉(zhuǎn)， U 1A 腳輸出高電平， Q1 導(dǎo)通，定時電路 U2 得電工作， Q2 導(dǎo)通、JDQ1吸合點亮路燈。圖中 VR1 為路燈開燈時刻設(shè)置調(diào)節(jié)電位器，調(diào)節(jié) VRl 可設(shè)置不同時刻點亮路燈。DW1是鉗位二極管，作用是避免白天太陽能電池板接受的電壓過高導(dǎo)致 U 1A 腳輸入電壓過高而損壞。 C1 為儲能電容，作用是防止 U1A腳電壓瞬時突變誤點亮路燈。 R14 為反饋電阻其作用是使 U 1A 成為一個遲滯比較器防止和避免 U1A在開燈點附近振蕩而反復(fù)開、關(guān)路燈。(3) 路燈延時電路點亮、熄滅控制電路延時控制電路選用 CD4541BE 可編程定時控制芯片，它功耗低、內(nèi)置可編程分頻器電路，最大分頻級數(shù)為 65536 級。本控制器設(shè)計定時開燈和定時關(guān)燈時間調(diào)節(jié)范圍是： 2 093 小時 -11 93 小時分別由 V ： R2 和VR3控制調(diào)節(jié)。(4) 蓄電池停止放電優(yōu)先控制電路若在路燈欲點亮或已點亮?xí)r，蓄電池電壓已經(jīng)低于其允許終止放電值時， Q4 導(dǎo)通此時無論 U 1A 輸出高電平與否，均會使Q1截止，從而保護(hù)蓄電池避免過放電損壞。(5) 電池電壓指示電路為了讓現(xiàn)場看管、維護(hù)人員及時了解、掌握蓄電池的狀態(tài)，本控制器設(shè)有 LED 電池電壓指示裝置，通過LLED點亮的數(shù)量指示蓄電池電壓的高低。2 電路調(diào)試制作中發(fā)現(xiàn)。 NE555 時基電路的實際狀態(tài)轉(zhuǎn)換點，即 1 3V( ： C 與 2 3VCC狀態(tài)的翻轉(zhuǎn)跳變點并不是嚴(yán)格遵循理論值。通過調(diào)節(jié)電阻 R13 可實現(xiàn) 14 4V 的過充電控制。將 R13 由設(shè)計的100k換為 120k 即可達(dá)到實際要求。同理，通過調(diào)節(jié) VR4 可校準(zhǔn)蓄電池指示電壓。二、用 PIC 12F 675 單片機(jī)制作的太陽能路燈控制器圖 2 是用： PIC 12F 675 單片機(jī)制作的太陽能路燈控制器電路。 PIC 12F 675 是 8 引腳單片機(jī)，具有 6個I 0 口，自帶內(nèi)部 RC 振蕩器 ( 振蕩頻率為 4MHz) 、 4 路 10 位 A D轉(zhuǎn)換器、一路比較器，該控制器性能穩(wěn)定、可靠，耗電低。1 工作原理PIC 12F675控制蓄電池的過充電、過放電，開、關(guān)路燈功能，定時點亮、天黑自動點亮、延時點亮、自動跟蹤點亮等功能，路燈點亮測試控制功能，LED指示功能等。由蓄電池 BTl 、蓄電池過充電控制執(zhí)行場效應(yīng)管 01 、三端穩(wěn)壓器 U1 組成電源供電系統(tǒng)； Q2 、 Q4組成放電控制；K1 手動， R_GM1 光控自動開燈系統(tǒng)，蓄電池分壓電阻，發(fā)光指示二極管等部分組成。太陽能電池板電壓由接口J3輸入經(jīng)防反充二極管 D1 后分成兩路，一路經(jīng) U1 LM 78L 05 穩(wěn)壓后，為 PIC 12F675單片機(jī)提供工作電源，另一路經(jīng) FB 保險絲給蓄電池充電。單片機(jī)上電后，首先由 Rf 、 Cf組成的硬件電路進(jìn)行復(fù)位然后由軟件控制U2 腳 GP4 輸出高電平，讓 Q4 導(dǎo)通、 Q2 截止，控制系統(tǒng)停止放電，再檢測 U2腳 GP0 上的分壓值，通過內(nèi)部 A D 轉(zhuǎn)換及軟件運(yùn)算間接檢測、判斷蓄電池是否欠壓、過壓若蓄電池發(fā)生過充電，則通過軟件控制U2 腳 GP5 輸出高電平，使 Q1導(dǎo)通短路太陽能電池板、停止向蓄電池充電，同時點亮“過充電”指示燈 LED2；若未發(fā)生過充電，則 U2 腳 GP5輸出低電平，允許蓄電池充電。通過檢測 U2 腳 GP1 所接的光敏電阻R_GM1上的分壓值，判斷是否已經(jīng)“天黑，到了開路燈時間”，若到了預(yù)設(shè)的開燈點，則由軟件控制 u2 腳 GP4 輸出低電平，使 Q4截止、02 導(dǎo)通，點亮路燈。若不到開燈點，則程序返回，循環(huán)檢測上述諸參數(shù)。K1 是手動開燈按鈕。按下 K1 ，路燈點亮。單片機(jī)通過檢測光敏電阻R_GM1上的分壓值，判斷是否“天黑”，若是天黑則按設(shè)計要求點亮路燈，若否，單片機(jī)進(jìn)入路燈控制器“測試”功能：2分鐘后路燈自動熄滅。2 說明由于單片機(jī)程序設(shè)計十分靈活，故這里用“開燈點”作為開燈標(biāo)記符，這個點可以是時間。也可以是天黑的“程度”。若定義的是時間，可以讓路燈從此時開始計時，點亮若干小時后熄滅；若是天黑的程度，可以讓路燈到了此天黑程度后開始點亮。此后既可計時熄滅，也可判別天亮后熄滅。一切由軟件設(shè)計人員抉擇。 本篇文章來源于中國太陽能信息網(wǎng)|Solar.NengYuan.Net 原文鏈接：/2008/0812/2301.html電流10A 太陽能控制器原理圖IC1 TLC2272CpIC2 78L05(12V)D1 19TQ015(24V)D2 18TQ045(6v)1N5232 5.6V 0.5W 穩(wěn)壓二極管(12v)1N5342 12V 0.5W 穩(wěn)壓二極管(24v)1N5252 24V 0.5W 穩(wěn)壓二極管Q1 2N3904Q2 2N3906Q3 IRF9Z34NLED1 紅/綠雙色c1 47f,50vc2-c4,c7-c9 0.1FC5,C6 0.01F(12V)TZ1 27V 瞬態(tài)電壓抑制器(24)tz1 47V 瞬態(tài)電壓抑制器(12V)TM1 3.3K(25) NTC 熱敏電阻(24V)TM1 4.7K(25) NTC 熱敏電阻所有電阻 1/4wR1(忽略)R2,R4 10KR3(忽略)R5,R8 100KR6 75R11 75KR10 180KR9 200K(6V)R12 100K(12V)R12 300K(24V)R12 470KR7 4.7M(12V)VR1 100K 多圈電位器(24v)VR1 500K 多圈電位器F1 10A 保險s1 S2 DIP開關(guān)簡單的太陽能充電電路 之所以列在第一位不單單是因為它結(jié)構(gòu)簡單的，還有一點就是它是我第一個接觸的太陽能控制器電路，還記得那時我拿著用鉛筆畫的電路圖到家鄉(xiāng)唯一的元件店里買元件，老板不懂上面的繼電器符號，堅持說是我畫錯了。后來開學(xué)了，在前進(jìn)四路我終于把要買的元件買齊，在實驗室借了個面包板，調(diào)試完又焊接。遺憾的是當(dāng)時在武漢買不到一塊太陽能電池板（現(xiàn)在好象買不到），雖然做了個半成品，但是從此讓我的太陽能夢想走出了第一步，多說了幾句，言歸正傳。圖片如下：此主題相關(guān)圖片 這是一個給v的蓄電池不間斷充電的電路。 圖中D1（A）是個反充二極管，是光伏系統(tǒng)的必須的裝置，作用是防止電流倒流；LM317是給集成塊提供v的電源的；J1和J2是兩個繼電器，繼電器通常有常開狀態(tài)和常閉狀態(tài)；這里把LM393當(dāng)電壓比較器用；RP1和RP2是用做用戶設(shè)定過充和過放電壓的。電壓比較和繼電器達(dá)到不間斷充電的目的。網(wǎng)上的另外一個充電電路（轉(zhuǎn)載）圖片位置：/info/uppic/13561_278854.jpg所示太陽能燈電路是一種低損耗電路，使用一只7W四引腳CFL（小型熒光燈）和一塊12V、7-Ahr密封免維護(hù)電池。逆變器的效率大于85%，靜態(tài)電流小于2mA。它有一個帶電池過放電保護(hù)*Gong*能和過充電保護(hù)*Gong*能的并聯(lián)充電控制器。低靜態(tài)電流、過放電保護(hù)*Gong*能和過充電保護(hù)*Gong*能三者確保電池使用壽命很長。逆變器的預(yù)熱*Gong*能可以避免CFL兩端變黑，從而延長其使用壽命。這一電路可在農(nóng)村地區(qū)用作一種可靠小巧的便攜式光源，在城市用作應(yīng)急燈系統(tǒng)。并聯(lián)充電控制器電路包括IC1（低電流2.5V電壓基準(zhǔn)源LM385）和IC2（LM324比較器）。配有電阻R1 R8和三極管Q1的IC2A可防止電池過放電。 當(dāng)電池電壓低于10.8V時，該電路切斷負(fù)載（逆變器和燈管），從而防止電池過放電。在無負(fù)載狀況下，電池放電后的電壓約為12.2V，因此，為防止出現(xiàn)振蕩現(xiàn)象，電路提供的過放電復(fù)位電壓為12.3V。紅發(fā)光二極管LED1指示低電壓狀態(tài)。配有電阻R9 R14和三極管Q2的IC2B可防止電池過充電。當(dāng)電池電壓超過14.8V時，Q2導(dǎo)通，并使太陽能電池陣列旁流，從而防止電池過充電。當(dāng)電池電壓低于12.5V時，Q2截止，太陽能板電池陣列對電池進(jìn)行充電。D2為一支反向阻隔二極管。它能防電池在太陽能電池不產(chǎn)生電能時對太陽能電池放電。黃發(fā)光二極管LED2指示電池充滿電。綠發(fā)光二極管LED3與IC2c和電阻R15 R20一起，提供充電指示。 采用單片機(jī)為控制核心的控制器電路 分微處理器電路、穩(wěn)壓電源電路、實時時鐘電路、液晶顯示電路、充電開關(guān)電路、鍵盤接口電路，由于網(wǎng)上沒有電路圖，我也沒發(fā)把圖發(fā)上來，就說說重要部分的原理吧。單片機(jī)有用c的也有用的，也有用pic的，都是將太陽電池采樣測量經(jīng)AD轉(zhuǎn)換于單片機(jī)通信，顯示電路可以人機(jī)界面，方便控制，時鐘電路可以提供時間輸出，可實現(xiàn)對路燈控制。太陽能路燈控制器：我這有個電路圖，它一共分成幾部分。單片機(jī)電路，穩(wěn)壓電源電路，實時時鐘電路，液晶顯示電路，充點開關(guān)電路，放電開關(guān)電路，鍵盤接口電路，太陽電池和蓄電池接口電路組成。 等我把它掃描上來和大家共享。MPPT，就是最大功率點的跟蹤，可以提高工作效率。MPPT的基本原理：它有很多電路構(gòu)成，首先是單片機(jī)，還有書多外圍電路，電壓采集電路，電流采集電路，dc/dc電路。 還有很多要注意的地方，孤島效應(yīng)等等，我也不是很懂，正在學(xué)習(xí)中。 中大型的光伏電站的控制器要有以下幾個功能：1） 防電池過充過放功能2） 可以及時把工作狀態(tài)反饋給用戶3） 負(fù)載的控制4） 提供各種接口5） 能源不夠可以補(bǔ)充，多余可以提供給其他負(fù)載6） 防止蓄電池、光伏組件反