太陽能光伏控制器制作

1、太陽能光伏控制器設計、制作一、實驗目的：1、了解太陽能光伏控制器的原理；2、了解控制器的設計過程；3、了解控制器PCB板的制作過程；4、了解控制器的焊裝及調試二、實驗設備計算機線路板雕刻機焊臺數(shù)字萬用表三、實驗注意事項實驗中注意嚴格遵照設備使用說明操作，注意安全；四、實驗原理太陽能控制器是太陽能光伏系統(tǒng)中重要的組成部分,它在很大程度上決定了太陽能光伏系統(tǒng)的可靠性?？刂破鞯娜蝿罩饕菍崿F(xiàn)太陽能對蓄電池的充電并保護光伏系統(tǒng)中的蓄電池。1、 UC3906介紹UC3906作為密封鉛酸蓄電池充電專用芯片，具有實現(xiàn)密封鉛酸蓄電池最佳充電所需的全部控制和檢測功能。內(nèi)含有獨立的電壓控制電路和限流放大器，它可以

2、控制芯片內(nèi)的驅動器。驅動器提供的輸出電流達25mA，可直接驅動外部串聯(lián)調整管，從而調整充電器的輸出電壓和電流。電壓和電流檢測比較器檢測蓄電池的充電狀態(tài)，并控制充電狀態(tài)邏輯電路的輸入信號。 圖1  UC3906內(nèi)部結構框圖     當電池電壓或溫度過低時，充電使能比較器控制充電器進入涓流充電狀態(tài)。當驅動器截止時，該比較器還能輸出25mA涓流充電電流。這樣，當電池短路或反接時，充電器只能小電流充電，避免了因充電電流過大而損壞電池。     UC3906的一個非常重要特性就是具有精確的基準電壓，其基準電壓隨環(huán)境溫度而變，且變化規(guī)律

3、與鉛酸電池電壓的溫度特性完全一致。同時，芯片只需1.7mA的輸入電流就可工作，這樣可以盡量減小芯片的功耗，實現(xiàn)對工作環(huán)境溫度的準確檢測，保證電池既充足電又不會嚴重過充電。除此之外，芯片內(nèi)部還包括一個輸入欠壓檢測電路以對充電周期進行初始化。這個電路還驅動一個邏輯輸出，當加上輸入電源后，腳7可以指示電源狀態(tài)。 如圖2所示，由RA、RB和RC組成的電阻分壓網(wǎng)絡用來檢測充電電池的電壓，通過與精確的參考電壓（VREF）相比較來確定浮充電壓、過充電壓和涓流充電的閾值電壓。 圖2  雙電平浮充充電器基本電路     蓄電池的一個充電周期按時間可分為三種狀態(tài)：大電流快速

4、充電狀態(tài)，過充電狀態(tài)和浮充電狀態(tài)。其充電參數(shù)主要有浮充電電壓VF、過充電電壓VOC、最大充電電流Imax、過充電終止電流IOCT等。它們與RA、RB、RC、RS之間的關系可以從下面的公式反映出來：      VOC=VREF(1RA/RBRA/RC)   （1）      VF=VREF(1RA/RB)           （2）      Imax=0.2

5、5V/RS                 （3）      IOCT=0.025V/RS                （4） Imax=0.25V/RS=500*10-3RS=0.25*1000/500=0.5   

6、 VF，VOC和VREF成正比。VREF的溫度系數(shù)是3.9mV/。Imax，IOCT，VOC，VF可以獨立地設置。只要所提供的輸入電源允許或功率管可以承受，Imax的值可以盡可能地大。雖然某些廠家宣稱如果有過充保護電路，充電率可以達到甚至超過2C，但是電池廠商推薦的充電率范圍是C/20C/3。IOCT的選擇應盡可能地使電池接近100充電。合適值取決于VOC和在VOC時電池充電電流的衰減特性。Imax和IOCT分別由電流限制放大器和電流檢測放大器的偏置電壓和檢測電流的電阻RS決定。VF、VOC的值由內(nèi)部參考電壓VREF和外部電阻RA、RB、RC組成的網(wǎng)絡決定。    

7、; 由于充電器始終接在蓄電池上，為防止蓄電池電流倒流入充電器，如圖3，在串聯(lián)調整管與輸出端之間串入一只二極管。同時，為了避免輸入電源中斷后，蓄電池通過分壓電阻R1、R2、R3放電，使R3通過電源指示晶體管（腳7）接地。 電池的額定電壓為12V,容量為7Ah,VIN=18V,VF=13.8V,Voc=15V,IMAX=500mA,IOCT=50mA。由于充電器始終接在蓄電池上,為防止蓄電池的輸出電流流入充電器,應在串聯(lián)調整管與輸出端之間串入一只二極管。同時為了避免輸入電源中斷后蓄電池通過分壓電阻R3放電,設計時將R3通過電源指示晶體管(7腳)連接到地。 當18V輸入電壓加入后,串聯(lián)的功率管TIP

8、42C導通,開始大電流恒流充電,充電電流為500mA,這時充電電流保持不變,電池電壓逐漸升高。當電池電壓達到過充電壓Voc的95%(即14.25V)時,電池轉入過充電狀態(tài),此時充電電壓維持在過充電電壓,充電電流開始下降。當充電電流降到過充電終止電流(IOCT)時,UC3906的10腳輸出高電平,比較器LM339輸出低電平,蓄電池自動轉入浮充狀態(tài)。同時充足電指示發(fā)光管發(fā)光,指示蓄電池已充足電。 3 結論 圖3  12V密封鉛酸電池雙電平浮充充電器電路圖18V輸入電壓加入后，Q1導通，開始恒流充電，充電電流為500mA，電池電壓逐漸升高。當電池電壓達到過充電壓VOC的95（即14.25V

9、）時，電池轉入過充電狀態(tài)，充電電壓維持在過充電電壓，充電電流開始下降。當充電電流降到過充電終止電流（IOCT）時，UC3906的腳10輸出高電平，比較器LM339輸出低電平，蓄電池自動轉入浮充狀態(tài)。同時充足電指示發(fā)光管發(fā)光，指示蓄電池已充足電。 2、三段式鉛酸蓄電池充電介紹（1）恒流充電階段，充電器充電電流保持恒定，充入電量快速增加，電池電壓上升；涓流階段的低恒壓值， 值過高將使電池失水，容易使電池發(fā)熱變形；值過低不利于電池充足電。（2）恒壓充電階段，充電器充電電壓保持恒定，充入電量繼續(xù)增加，電池電壓緩慢上升，充電電流下降；高恒壓值，較高有利于快速充足電，但是容易使電池失水，充電后期電流下不來，結果使電池發(fā)熱變形；較低不利于電池快速充足電，有利于向涓流階段轉換。（3）浮充充電階段， 蓄電池充滿，充電電流下降到低于浮充轉換電流，充電器充電電壓降低到浮充電壓，保持為浮充電壓；轉換電流，較高有利于電池壽命，不容易發(fā)熱變形，但不利于電池快速充足電；較低有利于充足電，但是由于較長時間高電壓充電，容易使電池失水，使