風(fēng)光互補LED路燈控制器的設(shè)計說明

1、風(fēng)光互補LED路燈控制器設(shè)計 摘要隨著社會的日益進步，人們已經(jīng)開始意識到礦產(chǎn)資源的不足，因此新型能源的開發(fā)和利用已經(jīng)變得更加重要。其中太陽能和風(fēng)能是最主要的兩種資源，無污染而且資源豐富。本文主要首先介紹了產(chǎn)生新能源的必要性與風(fēng)能和太陽能快速發(fā)展的背景。其次介紹了什么是風(fēng)光互補與風(fēng)光互補的技術(shù)原理、技術(shù)結(jié)構(gòu)與技術(shù)優(yōu)勢和風(fēng)光互補系統(tǒng)的組成、風(fēng)光互補路燈的優(yōu)勢。然后介紹了什么是風(fēng)光互補控制器，風(fēng)光互補控制器的特點，風(fēng)光互補控制器的工作原理與風(fēng)光互補路燈控制器的結(jié)構(gòu)圖和電路原理圖。關(guān)鍵詞：控制器，工作原理，路燈，風(fēng)能，太陽能目錄12 / 141、緒論12、風(fēng)光互補的簡要概述12.1、風(fēng)光互補的技術(shù)原理

2、22.2、風(fēng)光互補的技術(shù)構(gòu)成22.3、風(fēng)光互補的技術(shù)優(yōu)勢22.4、風(fēng)光互補的典型案例33、風(fēng)光互補系統(tǒng)33.1、風(fēng)光互補系統(tǒng)的組成33.2、風(fēng)光互補路燈的優(yōu)勢34、風(fēng)光互補控制器54.1、風(fēng)光互補控制器的概述54.2、風(fēng)光互補控制器的特點與功能54.3、風(fēng)光互補路燈控制器的結(jié)構(gòu)圖64.4、風(fēng)光互補控制器的原理圖74.5、風(fēng)光互補控制器的工作原理7總結(jié)11致12參考文獻131、緒論隨著科學(xué)技術(shù)的日益發(fā)展，對于能源的需求日益增加，目前我們所使用的能源基本上都是些礦產(chǎn)能源，但是這種化石燃料的燃燒造成環(huán)境污染，致使全球氣候變暖、冰山融化、海平面上升等自然災(zāi)害頻繁發(fā)生和能源危機日益臨近，因此新型能源的出

3、現(xiàn)便顯得格外重要，新能源已經(jīng)成為今后世界上的主要能源之一。其中，風(fēng)能、太陽能等潔凈能源因他們本身無污染而備受人們的關(guān)注。太陽能、風(fēng)能作為未來的能源是一種非常理想的清潔能源。近年來由于人們對能源、環(huán)境問題的日益關(guān)注，太陽能、風(fēng)能的應(yīng)用與普與越來越受到人們的重視。若能合理地利用太陽能、風(fēng)能將會為人類提供充足的能源。對太陽能、風(fēng)能技術(shù)而言，照明應(yīng)用并非是其最主要的應(yīng)用領(lǐng)域，也不是最能體現(xiàn)應(yīng)用優(yōu)勢的領(lǐng)域，但就其作為能源的表現(xiàn)形式來說，太陽能、風(fēng)能在照明領(lǐng)域的互補應(yīng)用最直觀。而在當前技術(shù)水平下，太陽能、風(fēng)能技術(shù)作為能源的高成本、低效率是不容回避的問題，特別是在單體照明應(yīng)用中，如不與LED技術(shù)相結(jié)合，按照

4、常規(guī)設(shè)計太陽能、風(fēng)能照明系統(tǒng)，往往要面對系統(tǒng)變換效率低與經(jīng)濟效益不佳等問題。LED因具有低能耗、直流工作等優(yōu)勢，成為配合風(fēng)光互補路燈照明光源的理想產(chǎn)品。就目前技術(shù)和政策而言，在我國最有希望快速普與應(yīng)用太陽能、風(fēng)能發(fā)電技術(shù)的領(lǐng)域，應(yīng)是風(fēng)光互補LED路燈照明工程。LED是一種可將電能轉(zhuǎn)變?yōu)楣饽艿陌雽?dǎo)體發(fā)光器件，屬于固態(tài)光源。在通用照明領(lǐng)域，LED照明燈具有體積小、重量輕、方向性好、節(jié)能、壽命長、容易控制、耐受各種惡劣環(huán)境條件等優(yōu)點，是典型的綠色照明光源。尤其隨著大功率白光LED的研發(fā)成功，使它在照明領(lǐng)域應(yīng)用更加廣泛。LED作為新型固態(tài)綠色光源與風(fēng)光互補發(fā)電技術(shù)結(jié)合應(yīng)用于路燈領(lǐng)域，是可再生能源與高新

5、固態(tài)綠色光源的結(jié)合，與其他電能變換技術(shù)和照明技術(shù)相比更加符合產(chǎn)業(yè)政策與推廣應(yīng)用的市場。2、風(fēng)光互補的簡要概述風(fēng)光互補，是一套發(fā)電應(yīng)用系統(tǒng)，該系統(tǒng)是利用太陽能電池方陣、風(fēng)力發(fā)電機（將交流電轉(zhuǎn)化為直流電）將發(fā)出的電能存儲到蓄電池組中，當用戶需要用電時，逆變器將蓄電池組中儲存的直流電轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟姡ㄟ^輸電線路送到用戶負載處。是風(fēng)力發(fā)電機和太陽電池方陣兩種發(fā)電設(shè)備共同發(fā)電。其中，風(fēng)光互補發(fā)電站是針對通信基站、微波站、邊防哨所、邊遠牧區(qū)、無電戶地區(qū)與海島，在遠離大電網(wǎng)，處于無電狀態(tài)、人煙稀少，用電負荷低且交通不便的情況下，利用本地區(qū)充裕的風(fēng)能、太陽能建設(shè)的一種經(jīng)濟實用性發(fā)電站。2.1、風(fēng)光互補的技術(shù)原理

6、風(fēng)光互補是一套發(fā)電應(yīng)用系統(tǒng)，該系統(tǒng)是利用太陽能電池方陣、風(fēng)力發(fā)電機（將交流電轉(zhuǎn)化為直流電）將發(fā)出的電能存儲到蓄電池組中，當用戶需要用電時，逆變器將蓄電池組中儲存的直流電轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟?，通過輸電線路送到用戶負載處。是風(fēng)力發(fā)電機和太陽電池方陣兩種發(fā)電設(shè)備共同發(fā)電。 風(fēng)光互補發(fā)電站采用風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)，風(fēng)光互補發(fā)電站系統(tǒng)主要由風(fēng)力發(fā)電機、太陽能電池方陣、智能控制器、蓄電池組、多功能逆變器、電纜與支撐和輔助件等組成一個發(fā)電系統(tǒng)，將電力并網(wǎng)送入常規(guī)電網(wǎng)中。夜間和陰雨天無時由風(fēng)能發(fā)電，晴天由太陽能發(fā)電，在既有風(fēng)又有太陽的情況下兩者同時發(fā)揮作用，實現(xiàn)了全天候的發(fā)電功能，比單用風(fēng)機和太陽能更經(jīng)濟、科學(xué)、實用。適

7、用于道路照明、農(nóng)業(yè)、牧業(yè)、種植、養(yǎng)殖業(yè)、旅游業(yè)、廣告業(yè)、服務(wù)業(yè)、港口、山區(qū)、林區(qū)、鐵路、石油、部隊邊防哨所、通訊中繼站、公路和鐵路信號站、地質(zhì)勘探和野外考察工作站與其它用電不便地區(qū)。2.2、風(fēng)光互補的技術(shù)構(gòu)成1.發(fā)電部分：由1臺或者幾臺風(fēng)力發(fā)電機和太陽能電池板矩陣組成，完成風(fēng)電；光電的轉(zhuǎn)換，并且通過充電控制器與直流中心完成給蓄電池組自動充電的工作。 2. 蓄電部分：由多節(jié)蓄電池組成，完成系統(tǒng)的全部電能儲備任務(wù)。 3. 充電控制器與直流中心部分：由風(fēng)能和太陽能充電控制器、直流中心、控制柜、避雷器等組成。完成系統(tǒng)各部分的連接、組合以與對于蓄電池組充電的自動控制。 4.供電部分：由一臺或者幾臺逆變電

8、源組成，可把蓄電池中的直流電能變換成標準的220V交流電能，供給各種用電器。2.3、風(fēng)光互補的技術(shù)優(yōu)勢風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)由太陽能光電板、小型風(fēng)力發(fā)電機組、系統(tǒng)控制器、蓄電池組和逆變器等幾部分組成，發(fā)電系統(tǒng)各部分容量的合理配置對保證發(fā)電系統(tǒng)的可靠性非常重要。 由于太陽能與風(fēng)能的互補性強，風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)在資源上彌補了風(fēng)電和光電獨立系統(tǒng)在資源上的缺陷。同時，風(fēng)電和光電系統(tǒng)在蓄電池組和逆變環(huán)節(jié)是可以通用的，所以風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)的造價可以降低，系統(tǒng)成本趨于合理。2.4、風(fēng)光互補的典型案例2009年中國兵器裝備集團自主研制了一套具有國先進水平的40千瓦風(fēng)光互補示發(fā)電站，風(fēng)光互補發(fā)電站成功建成并投入運行。該

9、系統(tǒng)為兵器裝備集團自主開發(fā)生產(chǎn)，擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)，除了實現(xiàn)風(fēng)光互補發(fā)電，還具有以下三方面優(yōu)勢：一是高精度實時跟蹤太陽位置，使光伏系統(tǒng)日發(fā)電量比傳統(tǒng)的固定式系統(tǒng)提高了30%以上；二是自主研制的并網(wǎng)逆變器技術(shù)水平先進，部分指標達到國際領(lǐng)先水平，確保發(fā)電站可靠高效運行；三是采用了風(fēng)光合一的調(diào)度與控制系統(tǒng)，實現(xiàn)了柔性并網(wǎng)發(fā)電，減少對電網(wǎng)的沖擊。 這標志著兵器裝備集團成功進入風(fēng)力發(fā)電新能源領(lǐng)域，并同時擁有了太陽能、風(fēng)能兩大綠色能源產(chǎn)業(yè)，為兩大綠色能源產(chǎn)業(yè)找到了一個結(jié)合點，對兵器裝備集團進入國外風(fēng)光合一發(fā)電市場打下了堅實基礎(chǔ)。3、風(fēng)光互補系統(tǒng)3.1、風(fēng)光互補系統(tǒng)的組成風(fēng)光互補路燈系統(tǒng)完全利用風(fēng)力和太能

10、為路燈供電，無需外接市電網(wǎng)。系統(tǒng)兼具風(fēng)能和太陽能產(chǎn)品的雙重優(yōu)點，由風(fēng)力和太陽能協(xié)同發(fā)電，電能儲存于蓄電池中，自動感應(yīng)外界光線變化，無需人工操作。主要適用于道路供電以與景觀照明燈。 風(fēng)光互補路燈系統(tǒng)主要由風(fēng)力發(fā)電機、太陽能電池板、風(fēng)光互補路燈控制器、風(fēng)光互補專用蓄電池與LED路燈光源幾個主要部件和燈桿，太陽能電池板支架等相關(guān)配件組合而成,利用風(fēng)能和太陽能環(huán)保能源作為動力的新型節(jié)能路燈系統(tǒng)。風(fēng)力發(fā)電機與太陽能電池板,充分利用風(fēng)力和太陽能資源,為路燈系統(tǒng)提供源源不斷的能源。當夜幕降臨時,路燈控制器向LED光源發(fā)出亮燈指令,LED風(fēng)光互補路燈光源通過蓄電池所儲存的電能自動點亮,當LED風(fēng)光光源亮燈時間

11、到達控制器預(yù)先設(shè)定的時間,LED光源自動熄滅,由充電到亮燈到最后關(guān)燈,整個過程完全由風(fēng)光互補路燈控制器自動完成,無需人工干預(yù)。3.2、風(fēng)光互補路燈的優(yōu)勢傳統(tǒng)的風(fēng)能或太陽能單一發(fā)電系統(tǒng)會造成我國的大部分地區(qū)在特定的時候就會出現(xiàn)能源部夠用的枯竭，而如果采用風(fēng)光互補就可以解決單一能源的不足。了解了大部分城市，我國在風(fēng)光互補的路燈上面運用的幾乎沒有，現(xiàn)在路燈已經(jīng)成為我們城市建設(shè)的必不可少的設(shè)施，然而我國目前所用的絕大多數(shù)都是單一的傳統(tǒng)供給電能。城市的發(fā)展，道路的建設(shè)，路燈的架設(shè)，這是多么龐大的能源消耗，在這個能源短缺的時代，怎能如此消耗？尋去新的措施減少能源的消耗但又不能影響城市的發(fā)展，就要尋找能夠代

12、替的能源，這也成為我所寫的課題的重要關(guān)鍵所在，根據(jù)上述的介紹也能初步了解了風(fēng)光互補能源的利用，既不浪費大量的能源消耗，又不污染環(huán)境的風(fēng)光互補新型路燈就成為我們新型城市的環(huán)保低碳生活的大勢所需。風(fēng)電和光電系統(tǒng)都存在一個共同的缺陷，就是資源的不確定性導(dǎo)致發(fā)電與用電負荷的不平衡，風(fēng)電和光電系統(tǒng)都必須通過蓄電池儲能才能穩(wěn)定供電，但每天的發(fā)電量受天氣的影響很大，會導(dǎo)致系統(tǒng)的蓄電池組長期處于虧電狀態(tài)，這也是引起蓄電池組使用壽命降低的主要原因。風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)可以根據(jù)用戶的用電負荷情況和資源條件進行系統(tǒng)容量的合理配置，即可保證系統(tǒng)供電的可靠性，又可降低發(fā)電系統(tǒng)的造價。無論是怎樣的環(huán)境和怎樣的用電要求，風(fēng)光互

13、補發(fā)電系統(tǒng)都可作出最優(yōu)化的系統(tǒng)設(shè)計方案來滿足用戶的要求。應(yīng)該說，風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)是最合理的獨立電源系統(tǒng)。目前，推廣風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)的最大障礙是小型風(fēng)力發(fā)電機的可靠性問題。風(fēng)光互補LED路燈與傳統(tǒng)路燈相比，LED風(fēng)光互補路燈具備以下優(yōu)勢： 日夜發(fā)電、智能控制、節(jié)能減排、獨立發(fā)電、安裝簡單、符合節(jié)能型社會的發(fā)展方向。節(jié)能減排，集約環(huán)保，無后期大量電費支出。資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會正成為大勢所趨。對比傳統(tǒng)路燈，風(fēng)光互補路燈以自然中可再生的太陽能和風(fēng)能為原料，不消耗任何燃料，間接將排放空氣中的污染降低為零。長久下來，對環(huán)境的保護不言而喻，同時也免除了后期大量電費支出的成本。 免除電纜鋪線工程，無需大

14、量供電設(shè)施建設(shè)。市電照明工程作業(yè)程序復(fù)雜，纜溝開挖、敷設(shè)暗管、管穿線、回填等基礎(chǔ)工程，需要大量人工；同時，變壓器、配電柜、配電板等大批量電氣設(shè)備，也要耗費大量財力。風(fēng)光互補路燈則不會，每個路燈都是單獨個體，無需鋪纜，無需大批量電氣設(shè)備，省人力又省財力。個別損壞不影響全局，不受大面積停電影響。由于常規(guī)路燈是電纜連接，很可能會因為個體的問題，而影響整個供電系統(tǒng)；風(fēng)光互補發(fā)電路燈則不會出現(xiàn)這種情況。分布式獨立發(fā)電系統(tǒng)，個別損壞不會影響其他路燈的正常運行，即使遇到大面積停電，亦不會影響照明，不可控制損失因此大幅降低。 節(jié)約大量電纜開銷，更免受電纜被盜的損失。 電網(wǎng)普與不到的偏遠地區(qū)安裝路燈，架線安裝成

15、本高，并會有嚴重的偷盜現(xiàn)象。一旦偷盜，影響整個電力輸出，損失巨大。使用風(fēng)光互補路燈則不會有此顧慮，每個路燈獨立，免去電纜連接，即使發(fā)生偷盜現(xiàn)象也不會影響其他路燈的正常運作，將損失降到最低。智能控制，免除人工操作，施工簡單，維護方便。 風(fēng)光互補路燈由智能控制器控制，可分為時控、光控二種自動控制方式，兼具安全性和經(jīng)濟性；自身獨立一體的供電系統(tǒng)，不受大面積電路施工干擾，工序簡單，工期短，維護更加方便。 4、風(fēng)光互補控制器4.1、風(fēng)光互補控制器的概述風(fēng)光互補控制器是專門為風(fēng)能、太陽能發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計的；集風(fēng)能控制、太陽能于一體的智能型控制器。充分利用風(fēng)能和光能資源發(fā)電，可減少采用單一能源可能造成的電力供應(yīng)

16、不足或不平衡的情況。設(shè)備不僅能夠高效率地轉(zhuǎn)化風(fēng)力發(fā)電機和太陽能電池板所發(fā)出的電能對蓄電池進行充電，而且還提供了強大的控制功能。風(fēng)光互補路燈控制器，風(fēng)光互補路燈系統(tǒng)最主要的部件，起著對其它部件發(fā)號師令與協(xié)同工作的主要作用，尚能系列風(fēng)光互補控制器，集光控亮燈，時控關(guān)燈，自動功率跟蹤,自動泄荷，過充過放保護功能于一身，性能穩(wěn)定可靠，得到客戶的一致好評。太陽能電池板采用目前轉(zhuǎn)換率最高的單晶硅太陽能電池板，大大提升了太陽能的發(fā)電效能，有效改善了當風(fēng)資源不足的情況下,太陽能電池板因轉(zhuǎn)換率不足,導(dǎo)致充電不足,無法保證燈正常亮燈的問題。尚能風(fēng)光互補路燈采用高性能大容量免維護鉛酸電池,為風(fēng)光互補路燈提供充足的電

17、能,保證了陰雨天時LED風(fēng)光互補路燈光源的亮燈時間,大大提升了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。4.2、風(fēng)光互補控制器的特點與功能采用先進的MPPT功率跟蹤技術(shù)，可電腦遠程監(jiān)控，軟件升級和參數(shù)設(shè)置，時控模式下自動學(xué)習(xí)天黑、天亮?xí)r間，自動開燈至指定時長，具有晨亮功能，LCD和指示燈顯示風(fēng)光互補控制器運行狀況，具有2路負載獨立輸出功能，具有風(fēng)力發(fā)電機智能停機系統(tǒng)。(1)、高性能智能風(fēng)光互補控制器的主要特點：采用先進的MPPT功率跟蹤技術(shù),保證風(fēng)能和太陽能的最高利用，可電腦遠程監(jiān)控，軟件升級和參數(shù)設(shè)置，智能化軟件控制，控制精確，具有風(fēng)力發(fā)電機智能停機系統(tǒng)，具有溫度傳感器自動識別功能，良好的人機界面，LCD和指示燈顯示風(fēng)

18、光互補控制器運行狀況，自動累計輸出電量(2)、高性能智能風(fēng)光互補控制器的主要功能：a. 白天對太陽能電池板的電壓和電流進行檢測，通過MPPT 算法追蹤太陽能電池板最大輸出功率點，使太陽能電池板以最大輸出功率給蓄電池充電，并控制太陽能電池對蓄電池進行充電的方式；b. 控制光電互補自動轉(zhuǎn)換，晚上控制蓄電池放電，驅(qū)動LED 負載照明；當在太照不足或陰雨天氣，蓄電池放電電壓達最低電壓時，能自動切換到市電供LED 路燈點亮；c. 對蓄電池實行過放電保護、過充電保護、短路保護、反接保護和極性保護；d. 控制LED 燈的開關(guān)，通過對外環(huán)境監(jiān)測，可以控制LED 燈開燈、關(guān)燈時間。4.3、風(fēng)光互補路燈控制器的結(jié)

19、構(gòu)圖圖1、風(fēng)光互補路燈控制器的結(jié)構(gòu)圖4.4、風(fēng)光互補控制器的原理圖 風(fēng)光互補LED路燈控制器的原理圖如圖2所示：圖2、 風(fēng)光互補路燈控制器原理圖4.5、風(fēng)光互補控制器的工作原理在風(fēng)光互補LED路燈中，控制器主要包括風(fēng)電控制單元、光電控制單元和蓄電池充放電控制單元三部分?？刂撇糠指鶕?jù)日照強度、風(fēng)力大小與負載的變化、蓄電池的充電狀況來控制風(fēng)力發(fā)電機組、太陽能電池陣列的運行方式和開斷情況，不斷對蓄電池組的工作狀態(tài)進行切換和調(diào)節(jié)，一方面把調(diào)整后的電能直接送往直流負載。另一方面把多余的電能送往蓄電池組存儲。發(fā)電量不能滿足負載需要時，控制器把蓄電池的電能送往負載，從而保證負載的正常供電以與系統(tǒng)各個部分的安

20、全運行和整個系統(tǒng)工作的連續(xù)性和穩(wěn)定性?？刂破魇怯梢恍╇娮釉骷M成，如電阻、電容、半導(dǎo)體器件、繼電器等組成。簡單地說，控制器就是一個“開關(guān)”。對于風(fēng)力發(fā)電部分，當風(fēng)力發(fā)電機發(fā)出的交流電經(jīng)整流后，如蓄電池電壓低于系統(tǒng)設(shè)定的電壓時，控制器使充電電路接通，風(fēng)力發(fā)電機向蓄電池充電，當蓄電池電匪上升達到保護電壓時，充電控制開關(guān)電路截止，風(fēng)力發(fā)電機停止向蓄電池充電，以免蓄電池過充電。但是，根據(jù)蓄電池的充電特性，這時，蓄電池電壓會慢慢下降，為防止蓄電池充電不足，當其電壓下降到一定值時，充電控制開關(guān)導(dǎo)通，對蓄電池進行自動補充充電，該狀態(tài)一直保持到下一次充電保護為止?？刂破魇钦麄€風(fēng)光互補LED路燈的管理和控制的

21、關(guān)鍵部件，它的最大功能是對蓄電池進行全面的管理，高性能的控制器應(yīng)當根據(jù)蓄電池的特性，設(shè)定各個關(guān)鍵參數(shù)點，比如蓄電池的過充點、過放點，恢復(fù)連接點等。在選擇控制器時，特別需要注意控制器恢復(fù)連接點參數(shù)，由于蓄電池有電壓自恢復(fù)特性，當蓄電池處于過放電狀態(tài)時，控制器切斷負載，隨后蓄電池電壓恢復(fù)，如果控制器各參數(shù)點設(shè)置不當，則可能縮短蓄電池和用電負載的使用壽命。在風(fēng)光互補LED路燈中的控制器必須具備蓄電池過充保護、過放保護、防反接等保護功能。在溫差較大的地方，控制器還應(yīng)具備溫度補償功能，還應(yīng)具有光控、時控功能，并應(yīng)具有夜間自動切控負載功能，便于陰雨天延長路燈工作時間。對于風(fēng)光互補LED路燈的設(shè)計，成功與失

22、敗往往就取決于控制器的選型設(shè)計，沒有一個性能良好的控制器，就不可能有一個性能良好的風(fēng)先互卒HLED路燈?？刂破鞣乐狗闯潆姽δ艿膶崿F(xiàn)方法是在發(fā)電回路中串聯(lián)一個二極管防止反充電，這個二極管應(yīng)選用肖特基二極管，肖特基二極管的壓降比普通二極管低。另外，還可以用場效應(yīng)晶體管實現(xiàn)防止反充電功能，它的管壓降比肖特基二極管更低。而控制器的防過充電控制功能的實現(xiàn)方法是在輸入回路中串聯(lián)或者并聯(lián)一個泄放晶體管，由電壓鑒別電路控制晶體管的開關(guān)，將風(fēng)光互補發(fā)電部分產(chǎn)生的過盈電能通過晶體管泄放，保證沒有過高的電壓給蓄電池充電?？刂破鞯姆肋^放電功能的實現(xiàn)方法是設(shè)置放電截止電壓，因風(fēng)光互補LED路燈的負載功率相對于蓄電池是小

23、倍率放電，所以放電截止電壓不宜過低。由于蓄電池電壓控制點是隨著環(huán)境溫度而變化的，所以風(fēng)光互補LED路燈的控制器應(yīng)該有一個受溫度控制的基準電壓。對于單節(jié)鉛酸蓄電池是- 3- 7mV/，通常選用- 4mV。控制電路是指控制主電路的控制回路，通常包括檢測電路、驅(qū)動電路和保護電路等。本文設(shè)計選擇美國Microchip公司開發(fā)生產(chǎn)的PIC16F877A單片機作為控制芯片，由于其計算速度等性能比普通單片機高，且價格比高級信號處理器（DSP）低，所以得到廣泛應(yīng)用。PIC16F877A具有以下功能和特點：(1) 屬于精簡指令集(RISC)的計算機結(jié)構(gòu)，只有35個匯編語言指令，且每一條指令都固定為14位長；(2

24、) 采用哈佛總線結(jié)構(gòu)，它的程序存儲器、數(shù)據(jù)存儲器以與堆棧可以靈活設(shè)計；(3) 工作頻率圍為DC20MHz，具有上電復(fù)位和掉電鎖定復(fù)位兩種重置功能；(4) 3個定時器(Timer)，除了具有最基本的定時器功能外，還有捕捉、比較、產(chǎn)生PWM信號等功能；(5) 12個外部中斷源，共享一個中斷向量(位于程序存儲器的004H處)；(6) RS232串行通信接口；(7) 8個8位模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(A/D)；(8) 采用Flash程序存儲器芯片，產(chǎn)品可以多次編程，可以隨意擦寫芯片程序；(9) I/O端口驅(qū)動負載能力較強，輸出引腳可以驅(qū)動2050mA的負載。此外，PIC16F877A單片機還有外接電路簡潔、驅(qū)動

25、能力強、尋址空間設(shè)計簡潔、代碼壓風(fēng)光互補控制器需要對太陽能電池板輸出電壓、風(fēng)力發(fā)電機整流輸出電壓、蓄電池端電壓、光伏充電電流和風(fēng)力發(fā)電充電電流等進行實時檢測，才能實現(xiàn)控制功能。由于太陽能電池板、風(fēng)力發(fā)電機、蓄電池三者的電壓檢測電路設(shè)計基本一樣，電流檢測電路也基本一樣，故本文只介紹蓄電池電壓檢測和電流檢測電路，其電縮率高等特點，這些功能和特點已足夠一般控制器的各種應(yīng)用需求。風(fēng)光互補路燈控制器利用太陽電池的光生伏特效應(yīng)原理，白天太陽電池吸收太陽能光子能量產(chǎn)生電能，通過控制器儲存在蓄電池里，當夜幕降臨或光電板周圍光照較低時，蓄電池通過控制器向光源供電，通過設(shè)定一定的時間后切斷?？刂破鞑捎肞WM無級卸

26、載方式控制風(fēng)機和太陽能電池對蓄電池進行智能充電。在太陽電池板和風(fēng)力發(fā)電機所發(fā)出的電能超過蓄電池存儲量時，控制系統(tǒng)必須將多余的能量消耗掉。普通的控制方式是將整個卸荷全部接上，此時蓄電池一般還沒有充滿，但能量卻全部被消耗在卸荷上，從而造成了能量的浪費。有的則采用分階段接上卸荷，階段越多，控制效果越好，但一般只能做到五六級左右，所以效果仍不夠理想。最好的控制方式是采用PWM（脈寬調(diào)制）方式進行無級卸載，即可以達到上千級的卸載。所以，在正常卸載情況下，可確保蓄電池電壓始終穩(wěn)定在浮充電壓點，而只是將多余的電能釋放到卸荷上。從而保證了最佳的蓄電池充電特性，使得電能得到充分利用。由于蓄電池只能承受一定的充電

27、電流和浮充電壓，過電流和過電壓充電都會對蓄電池造成嚴重的損害。WIN POWER控制器通過單片機實時檢測蓄電池的充電電壓和充電電流，并通過控制風(fēng)機充電電流和光伏充電電流來限制蓄電池的充電電壓和充電電流，確保蓄電池既可以充滿，又不會損壞。從而確保了蓄電池的使用壽命。WIN POWER控制器采用液晶顯示蓄電池電壓和充電電流，使得用戶能夠直觀了解蓄電池的電壓狀態(tài)，從而使產(chǎn)品設(shè)計更加人性化。數(shù)字化智能控制，核心器件采用功能強大的單片機進行控制，使得外圍電路結(jié)構(gòu)簡單，且控制方式和控制策略靈活強大，從而確保了優(yōu)異的性能和穩(wěn)定性。另外，WIN POWER控制器具有完善的保護功能，包括：防雷、太陽能防反充、過電壓自動剎車、蓄電池反接和開路保護等。核心控制元件采用美國原裝微控制器，功率器件則采用優(yōu)質(zhì)的美國原裝IR器件。設(shè)備充電效率高，空載損耗低。經(jīng)大量實踐證明，該系統(tǒng)運行安全、穩(wěn)定、可靠，使用壽命長。具有較高的性能價格比?？?結(jié)通過此次課程設(shè)計我了解到了風(fēng)光互補是一套發(fā)電應(yīng)用系統(tǒng)，該系統(tǒng)是利用太陽能電池