太阳能充放电控制器设计_课程设计
太阳能充放电控制器设计
摘要
太阳能光伏发电现已成为新能源和可再生能源的重要组成部分，也被认为是当前世界最有发展前景的新能源技术。目前太阳能光伏发电装置已广泛应用于通讯，交通，电力等各个方面，其核心部分就是充电控制器。
本设计针对目前市场上传统充电控制器对蓄电池的充放电控制不合理，同时保护也不够充分，使得蓄电池的寿命缩短这种情况，研究确定了一种基于单片机的太阳能充电控制器的方案。在太阳能对蓄电池的充放电方式、控制器的功能要求和实际应用方面做了一定分析，完成了硬件电路设计和软件编制，实现了对蓄电池的高效率管理。
在总体方案的指导下，本设计使用低功耗、高性能，超强抗干扰的STC89C52单片机作为核心器件对整个电路进行控制。系统硬件电路由太阳能电池充放电电路，电压采集和显示电路，单片机控制电路和RS232串口通信电路组成，主要实现对蓄电池电压的采集和显示。软件部分依据PWM（Pulse Width Modulation）脉宽调制控制策略，编制程序使单片机输出PWM控制信号，通过控制光电耦合器通断进而控制MOSFET管开启和关闭，达到控制蓄电池充放电的目的，同时按照功能要求实现了对蓄电池过充、过放保护和短路保护。实验表明，该控制器性能优良，可靠性高，可以时刻监视太阳能电池板和蓄电池状态，实现控制蓄电池最优充放电，达到延长蓄电池的使用寿命。
关键词：充电控制器；太阳能光伏发电； PWM脉宽调制；
Abstract
Solar photovoltaic power generation has become an important part of new energy and renewable energy, it is considered the current world's most promising new energy technologies. At present solar photovoltaic device has been widely used in communications, transport, electricity and other aspects, the core part is the charge controller.
The conventional charge controller on the market today on the battery charge and discharge control is unreasonable, and its protection is also inadequate,whichs makes the battery life to shorten. To solve this problem, the design identifies a solar charge controller based on single chip solution. In the solar energy to battery charge and discharge means, the controller of the functional requirements and the practical application aspects ,making some analysis,completed the hardware circuit design and software development, to achieve the high efficiency of the battery management.
Under the guidance of the overall program, the design uses low-power, high performance, super anti-jamming STC89C52 microcontroller as a core device to control the entire circuit. Hardware circuit consists of a solar battery charging and discharging circuit, voltage acquisition and display circuit, the MCU control circuit and RS232 serial communication circuit, the main achievement of the acquisition and display battery voltage. Software is based in part on PWM Pulse Width Modulation pulse width
modulation control strategy, programming the microcontroller output PWM control signal, by controlling the photocoupler on-off the control MOSFET opening and closing, to control battery charging and discharging purposes, and in accordance with the functional requirements implemented the battery over charge, over discharge protection and short circuit protection. Experiments show that the controller performance, high reliability, can always monitor the state of solar panels and batteries to achieve optimal control of battery charge and discharge, to prolong battery life.
Keywords: charge controller; solar photovoltaic; PWM pulse width modulation;
目录
1 绪论1
1.1 课题研究背景和意义 1
1.2 太阳能充放电控制器现状 2
1.3 设计主要任务 3
2 太阳能充电控制器的总体设计方案 4
2.1 太阳能路灯系统基本结构 4
2.2 充电控制器的控制策略 6
2.3 控制器的整体设计方案8
3 太阳能充电控制器的硬件电路设计10
3.1 系统层次原理图10
3.2 单片机最小系统11
3.2.1 STC89C52的简介11
3.2.2 单片机的最小系统及扩展电路13
3.3 充放电电路15
3.4光耦驱动电路16
3.5 A/D转换电路16
3.5.1 ADC0804的简介 17
3.5.2 ADC0804外围接线电路 18
3.6 LCD显示电路20
3.7 E2PROM数据存储电路21
3.8 串口通信电路 22
太阳能充电器使用说明 太阳能移动电源系列产品，拥有智能调压专利技术，可以调节不同的输出电压及电流。可以在太阳光下对各类手机或USB接口数码产品直接充电，也可以在太阳光较弱或无阳光条件下通过内置蓄电池放电对手机或USB接口数码产品充电。适用于出差、旅游、长途乘车船、野外作业等环境的备用电源，具有安全保护、兼容性好，大容量、体积小、使用寿命长、性价比高。 产品规格： 1、太阳能硅板峰值功率：1.54W 2、工作电压：5.5V(最大) 3、充电电流：280mA 4、蓄电池容量：2000mAh 5、输出电压：4.5～9V(可调) 6、输出电流：1A(最大) 7、充电时间：8-10hrs(幅照度：100mW/C㎡) 3-4hrs(室内电源：5V/500mA) 充电说明： 1、在xx下充电 充电时，放电开关应置于OFF位置，以免充电缓慢，展开太阳能板放置阳光下，并正射太阳能板．太阳能充电器的Light1灯变为红色，此时光能转化为电能对太阳能充电器电池蓄存电．红色表明内置锂电池蓄存电能不多，如果Light1灯变为橙色，表明锂电池中蓄存电能较高，且电压在3.8V～4.1V．如果Light1灯变为绿色，证明充电器内置电池蓄存电已经饱和．当您合上太阳能面板时Light1灯将熄灭，太阳能面板停止充电．注： 如果展开太阳能板，在日光下Light1灯变为红色或橙色时，只是表明太阳能面板电压达到Light1灯亮，而不能证明太阳能板在充电．
2、使用AC充电 由于没有太阳光或阴天情况下，该用AC充电器的DC头连接太阳能充电器的DC接口．再将AC充电器插入110V或220V交流电，Light1灯将变为红色再由红色变为橙色再到绿色的过程．Light1灯变为绿色．表明内置电池已充满，并断开AC充电器的连接． 放电说明： 放电时，并将输出电压档位调到适当的电压对充电产品充电，然后根据你需要移动设备选择合适的转接头，也可以用USB插头对数码产品连接一起．并将开关切换到＂ON＂Light1与Light2同时亮时，Light2亮时表示开始放电，（此时内置电池已充满Light1出现红绿交替闪烁属正常现象，具体参考Light1显示说明），当你外接移动设备充电时，Light2亮时，表明正在对你的移动设备或手机充电，移动设备或手机充满后，请将开关切换到OFF位置，以免电量流失． 应用领域： 适用于充电电压在4.5～9V移动通讯、数码 注意事项： １、强光下不能间段充电（直射太阳能面板）约8小时，可充满内置电池． ２、在夏季时请勿将充电器置于车内（车内温度过高）．影响电池使用寿命 ３、请勿隔着玻璃对本充电器进行充电．充电效果差． ４、必须在强光下充电，在弱光下（Light１）亮灯，只能代表检测到有光，并非代表已在充电（如在室内照明灯下）．所以请勿在弱光下进行充电． ５、由于出厂时，每个充电器内所含电量不一致，所以，初次使用充电或放电的时间会不同． ６、请勿使用有腐蚀性溶液擦拭本机，以免损害本产品．
太阳能电池充电控制器电路图(含原理说明) 采用专用蓄电池充电管理芯片UC3906设计太阳能充电控制器，经过实验室调试，其各项性能达到要求。控制器由切换电路、充电电路、放电电路三部分组成(见附图)。下面分别介绍其各个组成部分。 切换电路：太阳能电池接在常闭触点，继电器线圈受三极管Q2控制，当太阳能电池受光照时，Q1导通而02截止，使得继电器线圈绝大部分时间不耗电。在太阳能电池不受光照时，Q1截止而Q2导通，交流电经常开触点送出。 充电电路：由UC33906和一些附属元件共同组成了"双电平浮充充电器"。太阳电池的输入电压加入后．利用电阻R，检测出电流的大小，再利用R2、R3、R4、R5、R6检测蓄电池的工作参数，经过内部电路分忻．进而通过Q3对输出电压、电流进行控制。Rs取值为0.025Ω，充电电流最大为10A，根据蓄电池的容量大小．可改变R，以改变充电电流。 在恒流快速充电状态下，充电器输出恒定的充电电流Imax，同时充电器监视电池两端电压，当电池电压达到转换电压V12时，电池的电量已恢复到容量的70％～90％，，充电器转入过充电状态，在此状态下，充电器输出电压升高到V。。由于充电器输出电压恒定不变．所以充电电流连续下降．当充电电流下降到Io ct 时，电池容量已达到额定容量的100％，充电器输出电压下降到较低的浮充电压Vf蓄电池进入浮充状态。此时U C3906的⑩脚输出高电平，LM2903的①脚输出低电平，发光二极管发光，指示蓄电池已充足电。图中的电路还具有涓流充电的功能，涓流充电的电流值为It,R2为涓流充电的限流电阻。 放电电路：用LM2903接成双迟滞电压比较器，可使电路在比较电压的临界点附近不会产生振荡。R10、R Pl、RP2、LJ2B、Q4、Q5和K2组成过放电压检测比较控制电路。电位器RPl、RP2起设定过放电压的作用。可调三端稳压器LM317给LM2903提供稳定的8V工作电压。 当蓄电池端电压大于预先设定的过放电压值时，U2B的⑥脚电位高于⑤脚电位，⑦脚输出低电位使04截止，Q5导通，K2动作，其常开触点闭合，LED2发光指示负载工作正常；蓄电池对负载放电时端电压会逐渐降低，当端电压降低到小于预先设定的过放电址值时。U2B的⑥脚电位低于⑤脚电位，⑦脚输出高电位使Q 4导通，Q5截止，K2释放，LED2熄灭，指示过放电。该控制器能有效地防止蓄电池过充、过放、过流，可满足了太阳能充电控制器的需要。
计算机控制课程设计 报告 设计题目：电阻炉温度控制系统设计 年级专业：09级测控技术与仪器 化工、机械、食品等领域。温度控制是工业生产过程中经常遇到的过程控制，有些工艺过程对其温度的控制效果直接影响着产品的质量。因而设计一种较为理想的温度控制系统是非常有价值的。本设计就是利用单片机来控制高温加热炉的温度，传统的以普通双向晶闸管（SCR）控制的高温电加热炉采用移相触发电路改变晶闸管导通角的大小来调节输出功率，达到自动控制电加热炉温度的目的。这种移相方式输出一种非正弦波，实践表明这种控制方式产
生相当大的中频干扰，并通过电网传输，给电力系统造成“公害”。采用固态继电器控温电路，通过单片机控制固态继电器，其波形为完整的正弦波，是一种稳定、可靠、较先进的控制方法。为了降低成本和保证较高的控温精度，采用普通的ADC0809芯片和具有零点迁移、冷端补偿功能的温度变送器桥路，使实际测温范围缩小。 1.1电阻炉组成及其加热方式 电阻炉是工业炉的一种，是利用电流通过电热体元件将电能转化为热能来加热或者熔化元件或物料的热加工设备。电阻炉由炉体、电气控制系统和辅助系统组成，炉体由炉壳、加热器、炉衬（包括隔热屏）等部件组成。由于炉子的种类不同，因而所使用的燃料和加
热方法也不同;由于工艺不同，所要求的温度高低不同，因而所采用的测温元件和测温方法也不同;产品工艺不同，对控温精度要求不同，因而控制系统的组成也不相同。电气控制系统包括主机与外围电路、仪表显示等。辅助系统通常指传动系统、真空系统、冷却系统等，因炉种的不同而各异。电阻炉的类型根据其热量产生的方式不同，可分为间接加热式和直接加热式两大类。间接加热式电阻炉，就是在炉子内部有专用的电阻材料制作的加热元件， （4）电阻炉温度按预定的规律变化，超调量应尽可能小，且具有良好的稳定性; （5）具有温度、曲线自动显示和打印功能，显示精度为±1℃; （6）具有报警、参数设定、温度曲线修改设置等功能。
本科生毕业设计便携式太阳能充电器 2013 年04 月
独创性声明 本人郑重声明：所呈交的毕业设计是本人在指导老师指导下取得的研究成果。除了文中特别加以注释和致谢的地方外，设计中不包含其他人已经发表的研究成果。与本研究成果相关的所有人所做出的任何贡献均已在设计中作了明确的说明并表示了谢意。 签名： 年月日 授权声明 本人完全了解许昌学院有关保留、使用本科生毕业设计的规定，即：有权保留并向国家有关部门或机构送交毕业设计的复印件和磁盘，允许毕业设计被查阅和借阅。本人授权许昌学院可以将毕业设计的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编设计。 本人设计中有原创性数据需要保密的部分为（如没有，请填写“无”）： 学生签名： 年月日 指导教师签名： 年月日
便携式太阳能充电器 摘要 16到20世纪，随着工业革命的兴起，科学技术的不断发展，人们对自然界中化石能源的索取速度越来越快、数量越来越多。与此同时，化石能源的燃烧对于自然界的生态环境造成了难以弥补的破坏。作为可再生能源，太阳能有着广阔的应用前景，可以成为移动设备供电的有吸引力的能源。当我们外出或旅游时，常常因为手机没电所带来的麻烦而苦恼，但又不能及时找到可以充电的场所，影响了手机的正常使用。为了解决这一问题，本毕业设计介绍一种便携式的太阳能手机充电器，利用单片机控制，实现对移动设备充放电的自由与智能控制。与常规的充电器相比，太阳能充电器必将因为便携式而得到长远的发展。 关键词：能源；太阳能；电池；单片机；便携式
Portable Solar Charger based on Microcontroller Abstract From 16 to 20 century, with the rise of industrial revolution and continuous development of science and technology, people demand a large quantity of fossil energy with increasing speed. At the same time, the burning of fossil energy has caused irreparable damage to the environment. As a renewable energy, solar energy enjoys broad application prospect. Solar power is attractive, because it supplies power for portable devices. When we go out or travel, we are often bothered by the failing power of cellphone. And we can’t find places to charge in time, which affects the normal use of mobile phone. In order to solve this problem, this thesis will introduce a type of portable solar mobile charger, using single-chip microcomputer so that the charge and discharge of mobile devices can be freely and intelligently controlled. Compared with the conventional charger, solar energy charger will definitly have a long-term development for its portable type. Key words: energy;solar energy;battery;intelligent;portable
基于单片机的温度控制器设计 内容摘要：该温度报警系统以AT89C51单片机为核心控制芯片，实现温度检测报警功能的方案。该系统能实时采集周围的温度信息，程序内部设定有报警上下限，根据应用环境不同可设定不同的报警上下限。该系统实现了对温度的自动监测和自动调温功能。 关键词：AT89C51ADC0808 温度检测报警自动调温 Abstract：The temperature alarm system AT89C51 control chip, realize temperature detection alarm function scheme. The system can collect real-time temperature information around that internal procedures set alarm equipped, according to different application environment can be set different alarm upper. The system realizes the automatic monitoring of temperature. The instrument can achieve the automatic thermostat function. Keywords：AT89C51 ADC0808Temperature detectingalarmautomatic thermostat 引言：本课题是基于单片机的温度控制器设计，经过对对相关书籍资料的查阅确定应用单片机为主控模块通过外围设备来实现对温度的控制。实现高低温报警、指示和低温自加热功能（加热功能未在仿真中体现）。 1．设计方案及原理 1.1设计任务 基于单片机设计温度检测报警，可以实时采集周围的温度信息进行显示，并且可以根据应用环境不同设定不同的报警上下限。 1.2设计要求 (1)实时温度检测。 (2)具有温度报警功能。 (3)可以设报警置温度上下限。 (4)低于下限时启动加热装置。 1.3总体设计方案及论证
太阳能充放电控制恒流一体机 YL-SH1031-67型说明书 一、产品概况 本产品专为太阳能路灯系统设计，支持多时段控制，具有防水功能。针对市场上一般太阳能路灯控制器做了有效改进，能大大提高路灯系统的可靠性，延长了控制器和蓄电池的使用寿命。本产品使用灵活方便，具有太阳能控制器和恒流调节双重功能，采用了有线读写方式，配置参数时，无需给控制器供电也可以读写参数，客户也可通过本公司提供的相关软件，自行给控制器设置相关参数。 二、控制器面板图 三、产品技术及优势 1、耐压值为100V ，远超同类产品的40-50V 耐压值，因此，适应性大大提高，实现了6、12V 光伏系统的自适应。安装过程中，光伏组件、蓄电池、负载接线顺序不再要求孰先孰后。 2、无电解电容设计，因此寿命远超市面上同类产品。 3、直接以蓄电池电压加载到LED 灯具，因此，在12V 系统时，LED 灯具每串 指示灯 电指示灯 放电指示灯 数据通信接口
固定是三颗(1W灯珠)或者固定使用四颗灯珠，若使用四颗灯珠一串，此时负载的功率会随着蓄电池电量的下降而下降。 4、每路最大恒定电流值为0.1A---3A，可以在配置软件中自由设定。恒流精 度为3%以内、效率最高为99%。以1W一颗的LED灯珠为例，在12V系统中，最大支持3串10并或4串10并。 5、有线读写方式，独创的通信接口，配置参数时，无需给控制器供电也可 以读写参数。 6、所有控制器运行参数可通过PC端软件设置，其中包括了光控、时控、过 充、过放等相关具体参数。出厂时有相关初始设置，客户也可以进行自由设置。 7、蓄电池充电方式为PWM三段式充电方式 8、五个时间段放电设置，可设置五个不同的时间段，增强了放电的灵活性。 9、本品具有蓄电池过充、过放、防反充保护。 10、具有控制器对蓄电池的温度补偿功能，避免了普通控制器在低温环境充 电不足以及高温环境过充损害蓄电池的情况。 11、本品防水，全金属外壳，防护等级IP67，可适用于各种恶劣环境下。 四、安装与使用 控制器安装要牢靠，选用与电流相匹配的电缆，应尽量减少连接线长度，以减少电损耗。 安装步骤如下： 1、连接蓄电池，注意正负极，不要接反，如果连接正确，则控制器红灯显 示闪烁状态。 2、连接太阳能板，注意正负极，不要接反。 3、连接负载，注意正负极，接反容易导致太阳能路灯的损坏。 以上安装步骤为常规安装步骤，由于本产品耐压值高，安装过程中，光伏组件、蓄电池、负载接线顺序不再要求孰先孰后。 五、使用说明
目录 第一章课程设计要求及电路说明 (3) 1.1课程设计要求与技术指标 (3) 1.2课程设计电路说明 (4) 第二章课程设计及结果分析 (6) 2.1课程设计思想 (6) 2.2课程设计问题及解决办法 (6) 2.3调试结果分析 (7) 第三章课程设计方案特点及体会 (8) 3.1 课程设计方案特点 (8) 3.2 课程设计心得体会 (9) 参考文献 (9) 附录 (9)
第一章课程设计要求及电路说明 1.1课程设计要求与技术指标 温度控制器的设计 设计要求与技术指标： 1、设计要求 （1）设计一个温度控制器电路； （2）根据性能指标，计算元件参数，选好元件，设计电路并画出电路图； （3）撰写设计报告。 2、技术指标 温度测量范围0—99℃，精度误差为0.1℃；LED数码管直读显示；温度报警指示灯。
1.2课程设计电路说明 1.2.1系统单元电路组成 温度计电路设计总体设计方框图如图1所示，控制器采用单片机AT89S51，温度传感器采用DS18B20，用3位LED数码管以串口传送数据实现温度显示。 1.2.2设计电路说明 主控制器：CPU是整个控制部分的核心,由STC89C52芯片连同附加电路构成的单片机最小系统作为数据处理及控制模块. 显示电路：显示电路采用4个共阳LED数码管，用于显示温度计的数值。报警电路：报警电路由蜂鸣器和三极管组成，当测量温度超过设计的温度时，该电路就会发出报警。 温度传感器：主要由DS18B20芯片组成，用于温度的采集。 时钟振荡：时钟振荡电路由晶振和电容组成，为STC89C52芯片提供稳定的时钟频率。
第二章课程设计及结果分析 2.1课程设计 2.1.1设计方案论证与比较 显示电路方案 方案一：采用数码管动态显示 使用一个七段LED数码管，采用动态显示的方法来显示各项指标，此方法价格成本低，而且自己也比较熟悉，实验室也常备有此元件。 方案二：采用LCD液晶显示 采用1602 LCD液晶显示，此方案显示内容相对丰富，且布线较为简单。 综合上述原因，采用方案一，使用数码管作为显示电路。 测温电路方案 方案一：采用模拟温度传感器测温 由于本设计是测温电路，可以使用热敏电阻之类的器件利用其感温效应，在将随被测温度变化的电压或电流采集过来，进行A/D转换后，就可以用单片机进行数据的处理，在显示电路上，就可以将被测温度显示出来，这种设计需要用到A/D转换电路，感温电路比较麻烦。 方案二：采用数字温度传感器 经过查询相关的资料，发现在单片机电路设计中，大多数都是使用传感器，所以可以采用一只温度传感器DS18B20，此传感器，可以很容易直接读取被测温度值，进行转换，就可以满足设计要求。 综合考虑，很容易看出，采用方案二，电路比较简单，软件设计也比较简单，故采用了方案二。 2.1.2设计总体方案 根据上述方案比较，结合题目要可以将系统分为主控模块，显示模块，温度采集模块和报警模块，其框图如下：
如何看懂太阳能控制器参数。 当今人民的生活水平上了一个新台阶，加上国家大力提倡新能源，太阳能作为新能源的一种，也逐渐为人们所接受。那在选择太阳能控制器时如何看懂它的相关参数呢。下面以我司的一份说明书说起。 额定充电电流：当太阳能电池板给蓄电池充电时标准充电电流，实际充电电流允许
比标准充电电流稍大，但不能大太多。 额定负载电流：当负载工作时，负载回路的推荐标准电流，最好不要超过此值，以免烧坏控制器 系统电压：也就是说该太阳能控制器推荐的标准正常工作的电压，指你蓄电池和太阳能电池板的标准电压，二者的标准电压需一致。当然实际工作电压只要在一定范围内也是会正常工作的。“□12V；□24V/12V AUTO；”是什么意思呢？“□12V”，是指12V的系统；“□24V/12V AUTO”是指12V和24V自动识别的通用控制器。 过载、短路保护：“1.25倍额定电流60秒”是指当负载电流超过标准的1.25倍60秒后，会进行短路保护；“1.5倍额定电流5秒时过载保护动作”是指当负载电流超过标准的1.5倍5秒后会进行短路保护；“≥3倍额定电流短路保护动作”是指当负载电流超过标准的3倍后，立即进行短路保护。 空载损耗：是指当负载关闭或无负载时太阳能控制器本身损耗的电流。 充电回路压降：电池板给蓄电池充电时，太阳能电池板端口的电压与蓄电池端口的电压的差值 放电回路压降：当负载工作时，蓄电池端口电压与负载输出端口电压的差值 超压保护：当太阳能电池板或蓄电池上的电压超过该值时，太阳能控制器停止工作 工作温度：工业级，是指遵守工业上用的设备的一个工作温度。 提升充电电压：当蓄电池出现过度放电时，太阳能控制器会首先以提升充电的方式给蓄电池充电，此时充电电压即为该值，该充电方式会保持10分钟后进入下一充电方式（直充充电方式）。“14.6V；×2/24V；”是指当太阳能控制器工作在12V 系统时，充电电压是14.6V；当24V时，即×2 直充充电电压：太阳能电池板给蓄电池充电时，首先以该充电方式充电（如蓄电池出现过放，首先是提升充电），此时充电电压即为该值，也会保持10分钟后进入下一充电方式（浮充充电方式）
公司简介 作为一家德国独资企业，伏科集团是非并网电力系统太阳能产品部件全球最大供应商之一，从事设计、开发及制造各类型适合全球太阳能市场产品。 伏科致力于促进非并网电力系统的有效应用，提供高质量，高可靠性以及低成本的能源存储技术及系统部件。 伏科集团的分支机构遍布世界6大洲，其中包括3个生产基地和14个办事机构，建立了遍布全球范围的销售网络。 发展历史 伏科集团的历史可以追溯到20世纪80年代中期。德国乌尔姆市应用科技大学的工程师们研究开发了太阳能充电控制器新技术，从而大大增强了非并网电力系统的整体效率。 从1991年开始，这种高端技术应用于太阳能充电控制器系列产品中。 2000年底，在德国乌尔姆应用科技大学和德国乌尔姆市及斯图加特市太阳能源及氢能源研究中心工程师们的努力下，成立了伏科集团。自此，伏科集团集非并网电力系统太阳能产品部件研发、生产、销售于一身，快速发展壮大起来。 技术背景 伏科产品的研发重点在于解决独立供电系统的能量储存问题。目标是通过优化能量的生产、存储和消耗实现系统高效率、高可靠性和低成本。 伏科集团拥有经验丰富的工程师和高素质的合作团队，并且与德国乌尔姆应用科技大学等研究机构有多年的技术交流与合作。因此，伏科产品始终代表了先进的技术水平。 产品介绍 伏科为可再生能源非并网电力系统生产各种尖端科技部件。提供优质产品的同时，也为客户提供必要的技术保障和支持。 伏科产品分为6大类：系统管理器, 充放电控制器, 直流节能灯, 系统附件, 直流应用产品以及发电设备. 选择适合您的伏科产品,请参见应用案例. 技术品质 伏科致力于开发和生产严格符合高品质，高创新和高技术要求的产品。我们优秀的研发队伍为达到这个目标，不断提高创新新技术，极大地提高了电池寿命，改善了太阳能系统的应用效率。 可靠性及成本 可靠性及成本是太阳能系统的关键考虑因素。高科技含量先进技术的应用使伏科充电控制器等产品提高了蓄电池的可靠性，改善了系统的整体效率，并降低了能源储存的成本。 非并网系统中的特殊应用 伏科为可再生能源非并网电力系统提供各种尖端科技部件。太阳能充电控制器、系统管理器、燃料电池及太阳能混合系统、微型水利发电机、直流灯及冰箱等产品可以广泛应用于非并网系统中，如工业电源、通讯、交通指挥、照明及游艇航行等休闲娱乐。 灵活性
JA系列太阳能电源控制器使用说明书 一：产品主要特点 1.使用了工业级MCU和专用软件，实现了智能控制。能在寒冷，高温，潮湿 环境运行自如。 2.利用放电率特性修正的准确放电控制，放电终了电压是由放电率修正的控 制点，消除了单纯的电压控制过放的不准确性，符合蓄电池固有的特性， 即不同的放电率具有不同的终了电压。 3.具有过充，过放，电子短路，过载保护，独特的防反接保护等全自动控制； 产品所有的保护功能均不损坏任何器件，不烧保险丝。 4.采用了串联式PWM充电电路，使充电回路的电压损失较小，比传统的二极 管式充电电路降低近一半的压降，充电效率较非PWM高5%以上，增加了用 电时间；过放恢复的提升充电，正常的直充，浮充自动控制方式使系统有 更长的使用寿命；同时具有高精度的温度补偿。 5.直观的LED发光指示充电和电量状态，让用户了解使用状况。 6.采用Flash存储器记录各工作点，使设置数字化，精度和可靠性更高。 7.使用了数字LED显示及设置，一键式操作即可完成所有设置，使用方便直 观。 8.系统电压自动识别。 二：系统说明 本控制器专为太阳能直流供电系统，太阳能直流路灯系统设计，并使用了专用电脑芯片智能化控制。采用一键式轻触开关，完成所有操作及设置。 具有短路，过载，独特的防反接保护，充满，过放自动关断，恢复等全功能保护措施，详细的充电指示，蓄电池状态，负载及各种故障指示。本控制住通过电脑芯片对蓄电池的端电压，放电电流，环境温度等涉及蓄电池容量的参数进行采样， 通过专用控制模型计算，实现符合蓄电池特性的放电率，温度补偿修正的高效高准确率控制，并采用了高效PWM充电模式，保证蓄电池工作在最佳的状态极大的延长蓄电池的使用寿命。具有多种工作模式，满足各种需要。并具有模式选择掉电保护功能。 三：控制器面板及外形尺寸 四：安装及使用 1.控制器的固定要牢靠，安装孔如图： 外形尺寸： 124 X 92 X 28（mm） 安装孔尺寸： 117 X 68 (mm) 2.导线的准备：建议使用多股铜芯绝缘导线。在保证安装位置的情况下，尽可 能减少连线的长度，减少损耗。按照不大于4A/mm2的电流密度选择铜导线面积，将控制器一侧的接线头剥去5mm的绝缘。 3.太阳能电池板、蓄电池及负载连接到控制器时不分先后，可按任意顺序连接， 但注意正负极不能接反，如若连接正确，控制器上的power指示灯就会亮起。 五：使用说明 充电指示：当系统连接正常，且有阳光照射到光电池板时，充电指示灯为常亮,表示系统充电电路正常；充电过程使用了PWM方式，如果发生过放动作，充电要达到提升充电电压，并保持60分钟，而后降到直充电压，保持60分钟，以激活蓄电池，避免硫化结晶，最后降到浮充电压，保持浮充充电。如果没有发生过放，将不会有提升充电方式，以防蓄电池失水。这些自动控制过程将使蓄电池达到最佳充电效果并保证或延长其使用寿命。当电池板对蓄电 开始充电数码管显示为流水作业。当停止充电或充满后，数码管停止充电指示，显示电量。 蓄电池状态指示：蓄电池电压由数码管显示（1-25%，2-50%，3-75%，4-100%）；当电池电压降到过放/过压时故障指示灯常亮，此时控制器自动关闭输出。当电池电压恢复到正常工作范围时，将自动打开输出，故障指示灯灭。 负载指示：当负载开通/关断时，负载指示灯常亮/长灭。故障指示灯亮，负载关断，对应数码管显示对照表查看何种原因；如果负载电流超过控制器1.25倍额定电流60S时，或负载电流超过额定电流1.5倍5S时，故障指示灯为红色慢闪，表示过载，控制器将关闭输出。当负载或负载侧出现短路故障时，控制器立即关闭输出，故障指示灯慢闪。出现上述现象时，用户应当仔细检查负载连接情况。断开有故障的负载后，按一次按键，控制器自动恢复正常工作，或等到第二天可以正常工作。控制器默认第一次上电打开负载，用户可以自行按键开关负载，负载指示灯亮，负载输出；负载指示灯灭，负载关断。对应故障显示见下表。 注意：故障查看时请断开太阳能电池板！ 六：技术指标 型号JA1205 JA1210 JA2405 JA2410 额定充电电流 5 10 5 10 额定负载电流 5 10 5 10 系统电压12 24 过载保护额定电流的1.25倍60秒保护，额定电流的1.5倍5秒保护 短路保护大于或等于额定电流的3倍进行短路保护动作 空载损耗≤6mA 充电回路压降≤0.26V 放电回路压降≤0.15V 过压保护16.5V/33V 过压恢复15V/30V 工作温度工业级：-35℃至+55℃ 提升充电电压14.6V/29.2V（维持时间：1H） 直充充电电压14.4V/28.8V（维持时间：1H） 浮充13.8V/27.6V 温度补偿-5mV/℃/2V(提升、直充、浮充电压补偿) 欠压电压12V/24V 过放电压11.1V/22.2V 过放恢复电压12.6V/25.2V 充电方式PWM脉宽调制 产品重量0.22kg 七：常见故障现象及处理方法 现象解决方法 有阳光照射到电池组件但充电 指示灯不亮 检测光电池两端接线是否正确、可靠 充电指示灯快闪蓄电池开路，或充电电路损坏 电源指示灯亮且故障指示灯不 亮，无输出 检测用电器连接是否正确、可靠 故障指示灯快闪且无输出输出有短路或过载，检测输出线路，移除所 有负载后，按一次按键恢复正常输出 电源指示灯不亮且故障指示灯 常亮，无输出 蓄电池过放，充足电后自动恢复 注：本公司保留变更的权利，恕不令行通知！ 感谢您的使用，使用前，请仔细阅读产品说明书。 数码管显示对照表 25%电量1过放 50%电量2过压U 75%电量3短路E 100%电量4过载C
课程设计任务书 学生姓名：张亚男专业班级：通信1104班 指导教师：李政颖 工作单位：信息工程学院 题目: 温度控制系统的设计 初始条件：TEC半导体制冷器、UA741 运算放大器、LM339N电压比较器、稳压管、LM35温度传感器、继电器 要求完成的主要任务: 一、设计任务：利用温度传感器件、集成运算放大器和Tec(Thermoelectric Cooler， 即半导体致冷器)等设计一个温度控制器。 二、设计要求：（1）控制密闭容器内空气温度 （2）控制容器容积>5cm*5cm*5cm （3）测温和控温范围0℃~室温 （4）控温精度±1℃ 三、发挥部分：测温和控温范围：0℃~（室温+10℃） 时间安排：19周准备课设所需资料，弄清各元件的原理并设计电路。 20周在仿真软件multisim上画出电路图并进行仿真。 21周周五前进行电路的焊接与调试，周五答辩。 指导教师签名：年月日 系主任（或责任教师）签名：年月日
温度控制系统的设计 1.温度控制系统原理电路的设计 (3) 1.1 温度控制系统工作原理总述 (3) 1.2 方案设计 (3) 2.单元电路设计 (4) 2.1 温度信号的采集与转化单元——温度传感器 (4) 2.2 电压信号的处理单元——运算放大器 (5) 2.3 电压值表征温度单元——万用表 (7) 2.4 电压控制单元——迟滞比较器 (8) 2.5 驱动单元——继电器 (10) 2.6 TEC装置 (11) 2.7 整体电路图 (12) 3.电路仿真 (12) 3.1 multisim仿真 (12) 3.2 仿真分析 (14) 4.实物焊接 (15) 5.总结及体会 (16) 6.元件清单 (18) 7.参考文献 (19)
常规充电法 1.恒流充电法 恒流充电法是用调整充电装置输出电压或改变与蓄电池串联的电阻，保持充电电流强度不变的充电方法。其控制方法简单，但由于电池的可接受电流能力是随着充电过程的进行而逐渐下降的，所以到充电后期，充电电流多用于电解水产生气体，使出气过多。 2. 阶段充电法 1)阶段法。首先以恒电流充电至预定的电压值，然后，改为恒电压完成剩余的充电。 2)三阶段充电法。在充电开始和结束时采用恒电流充电，中间用恒电压充电。当电流衰减到预定值时，由第二阶段转换到第三阶段。这种方法可以将出气量减到最少，但作为一种快速充电方法使用，仍受到一定的限制。 3.恒压充电法 充电电源的电压在全部充电时间里保持恒定的数值，随着蓄电池端电压的逐渐升高，电流逐渐减少。与恒流充电法相比，其充电过程更接近于最佳充电曲线。这种充电方法电解水很少，避免了蓄电池过充。但在充电初期电流过大，对蓄电池寿命造成很大影响，且容易使蓄电池极板弯曲，造成报废。 快速充电法 1.脉冲式充电法
脉冲充电方式首先是用脉冲电流对电池充电，然后让电池停充一段时间后再充，如此循环充电脉；中使蓄电池充满电量，间歇期使蓄电池经化学反应产生的氧气和氢气有时间重新化合而被吸收掉，使浓差极化和欧姆极化自然而然地得到消除，从而减轻了蓄电池的内压，使下一轮的恒流充电能够更加顺利地进行，使蓄电池可以吸收更多的电量。间歇脉；中使蓄电池有较充分的反应时间，减少了析气量，提高了蓄电池对充电电流的接受率。 2.变电流间歇充电法 变电流间歇充电法为一种限压变电流间歇充电方法。充电前期的各段采用变电流间歇充电，使蓄电池获得绝大部分充电量。充电后期采用定电压充电段，获得过充电量。通过间歇停充，使蓄电池经化学反应产生的氧气和氢气有时间重新化合而被吸收掉，使浓差极化和欧姆极化自然而然地得到消除，从而减轻了蓄电池的内压，使下一轮的恒流充电能够更加川页利地进行并使蓄电池可以吸收更多的电量。 3. 变电压间歇充电法 与变电流间歇充电方法不同之处在于第一阶段采用的不是间歇恒流，而是间歇恒压。在每个恒电压充电阶段，充电电流自然按照指数规律下降，具有符合电池电流可接受率随着充电的进行逐渐下降的特点。 4.变电压变电流波浪式间歇正负零脉冲快速充电法 脉冲电流幅值和PWM信号的频率均固定，PWM占空比可调，在此基础上加入间歇停充阶段，能够在较短的时间内充进更多的电量，提高蓄电池的充电接受能力。
太阳能发电与市电互补型充放电控制器 --------- EPRC-G 系列 使用手册 亲爱的用户： 非常感谢您选用本公司产品！ 此产品手册提供一些包括安装、使用、编程及故障排除等在内的重要信息和建议。在使用本产品前，请仔细阅读本手册。 特别注意手册中有关安全的使用建议。
目录 一、产品特点 (1) 二、主要功能 (1) 三、使用建议 (1) 四、安装和接线 (2) 五、产品外壳和安装尺寸 (3) 六、操作说明 (7) 七、工作指示灯指示说明 (8) 八、技术参数表 (9) 九、产品原理图 (11)
一、产品特点： ●太阳能发电与市电互补为负载供电，在太阳能发电不足时自动转 为市电为负载供电，具有极高的供电保障率。 ●ＰＷＭ串联充电方式，具有相当高的充电效率。 ●全面的电子保护措施，过载、短路保护、防反接等电子保护。 ●具有温度补偿功能。 二、主要功能： ●控制器主要用来保护蓄电池，避免源自太阳能组件能量的过度充 电及负载运行造成的过度放电。 ●充电特性包括几个阶段，控制器可以根据环境温度自动调节充电 电压（自动温度补偿）。 ●在太阳能发电不足（即蓄电池电压到达过放点电压）时自动切换 到由市电供电。 ●可以通过按键数码管配合调整光控开启负载输出以及延时关闭输 出。还可以设置光控延时输出的延时时间。 ●本产品拥有一系列的显示和保护功能。 三、使用建议： ●本控制器主机在运行期间本身会发热，必须安装在有适当的通风 散热的环境中。避免安装在狭小的隔热的空间内。 ●本控制器本身不需要任何维护，如需清洁请使用干布擦拭。 ●蓄电池需要经常性的充满（至少一个月一次），才能有效的保证使 用寿命，否则蓄电池很容易永久损坏。 ●在系统运行期间，只有充入的能量大于放出的能量，蓄电池才会 被充满，在计算系统配置时请注意这一点，特别是在另外增加负 载时。 四、安装和接线： 安装注意事项 控制器可以检测周围环境的温度，以调节充电电压，因此控制器必须和蓄电池安装在同一温度环境内。 控制器运行期间自身温度要升高，所以要将其安装在不易燃的表面上。
热交换器温度控制系统 一．控制系统组成 由换热器出口温度控制系统流程图1可以看出系统包括换热器、热水炉、控制冷流体的多级离心泵，变频器、涡轮流量传感器、温度传感器等设备。 图1换热器出口温度控制系统流程图 控制过程特点：换热器温度控制系统是由温度变送器、调节器、执行器和被控对象（出口温度）组成闭合回路。被调参数（换热器出口温度）经检验元件测量并由温度变送器转换处理获得测量信号c，测量值c与给定值r的差值e送入调节器，调节器对偏差信号e进行运算处理后输出控制作用u。 二、设计控制系统选取方案 根据控制系统的复杂程度，可以将其分为简单控制系统和复杂控制系统。其中在换热器上常用的复杂控制系统又包括串级控制系统和前馈控制系统。对于控制系统的选取，应当根据具体的控制对象、控制要求，经济指标等诸多因素，选用合适的控制系统。以下是通过对换热器过程控制系统的分析，确定合适的控制系统。
换热器的温度控制系统工艺流程图如图2所示，冷流体和热流体分别通过换热器的壳程和管程，通过热传导，从而使热流体的出口温度降低。热流体加热炉加热到某温度，通过循环泵流经换热器的管程，出口温度稳定在设定值附近。冷流体通过多级离心泵流经换热器的壳程，与热流体交换热后流回蓄电池，循环使用。在换热器的冷热流体进口处均设置一个调节阀，可以调节冷热流体的大小。在冷流体出口设置一个电功调节阀，可以根据输入信号自动调节冷流体流量的大小。多级离心泵的转速由便频器来控制。 换热器过程控制系统执行器的选择考虑到电动调节阀控制具有传递滞后大，反应迟缓等缺点，根具离心泵模型得到通过控制离心泵转速调节流量具有反应灵敏，滞后小等特点，而离心泵转速是通过变频器调节的，因此，本系统中采用变频器作为执行器。 图2换热器的温度控制系统工艺流程图 引起换热器出口温度变化的扰动因素有很多，简要概括起来主要有： （1）热流体的流量和温度的扰动，热流体的流量主要受到换热器入口阀门的开度和循环泵压头的影响。热流体的温度主要受到加热炉加热温度和管路散热的影响。 （2 ）冷流体的流量和温度的扰动。冷流体的流量主要受到离心泵的压头、转速
太阳能充电控制器报告 内容摘要本小组设计了一种基于单片机的太阳能控制器，系统使用低功耗、高性能的AT89S51单片机作为控制电路的核心器件。此系统由太阳能电池模块，蓄电池，MC34063升压电路，充放电电路，电压采集电路，单片机控制电路和继电器驱动电路组成。提高部分设计使用PWM（脉宽调制）控制技术来控制蓄电池充放电，通过控制MOSFET 管开启和关闭达到控制电池充放电的目的。实验结果表明，该系统可以监视太阳能充电板和蓄电池电池状态，实现控制蓄电池最优充放电，达到延长蓄电池的使用寿命。 目录 一、方案的论证与选择 (2) 1.1 升压电路的方案选择 (2) 1.2 控制电路的方案选择 (2) 1.3 充电方式方案的选择 (2) 二、系统原理及框图 (3) 三、单元电路的设计与参数计算 (2) 3.1 直流稳压输出电路 (2) 3.2 A/D采样及转换电路 (2) 3.3 继电器控制电路 (2) 3.4 升压电路 (2) 3.5 蓄电池充放电电路 (2) 3.6 单片机供电电源 (2) 3.7 单片机及外围引脚 (2) 四、软件设计流程 (3) 五、测试方法和结果 (2) 六、测试结果分析 (2) 七、总结 (2) 八、参考文献 (2) 附录 (2)
关键词 AT89S51;控制器；继电器；MC34063;PWM 一、方案的论证与选择 1.1 升压电路的方案选择 方案1：采用555倍增电路，该电路电压输出为输入电压倍数，不易满足线性电压输入变化时输出一个恒定充电电压的题目要求。 方案2：采用MC34063经典升压电路，该电路可靠性强稳定，芯片价格便宜，当输入电压变化时（小于12V）升压后的充电电压稳定在13.5V左右，满足蓄电池充电要求。 1.2 控制电路的方案选择 方案1：采用tlp-521光耦控制，存在光耦敏感度不强，使用不稳定的情况。 方案2：采用单片机连接C9018型npn三极管放大电路连接HUIKE-HK19F-DC5V-SHG继电器控制电路选择；工作状态较稳定。1.3 充电方式方案的选择 方案1：恒压方式充电，最容易实现。
伏科太阳能充放电控制器
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公司简介 作为一家德国独资企业，伏科集团是非并网电力系统太阳能产品部件全球最大供应商之一,从事设计、开发及制造各类型适合全球太阳能市场产品。 伏科致力于促进非并网电力系统的有效应用，提供高质量,高可靠性以及低成本的能源存储技术及系统部件。 伏科集团的分支机构遍布世界6大洲,其中包括3个生产基地和1４个办事机构,建立了遍布全球范围的销售网络。发展历史 伏科集团的历史可以追溯到20世纪80年代中期。德国乌尔姆市应用科技大学的工程师们研究开发了太阳能充电控制器新技术,从而大大增强了非并网电力系统的整体效率。 从199１年开始,这种高端技术应用于太阳能充电控制器系列产品中。 20０0年底，在德国乌尔姆应用科技大学和德国乌尔姆市及斯图加特市太阳能源及氢能源研究中心工程师们的努力下,成立了伏科集团。自此,伏科集团集非并网电力系统太阳能产品部件研发、生产、销售于一身,快速发展壮大起来。 技术背景 伏科产品的研发重点在于解决独立供电系统的能量储存问题。目标是通过优化能量的生产、存储和消耗实现系统高效率、高可靠性和低成本。 伏科集团拥有经验丰富的工程师和高素质的合作团队,并且与德国乌尔姆应用科技大学等研究机构有多年的技术交流与合作。因此,伏科产品始终代表了先进的技术水平。 产品介绍 伏科为可再生能源非并网电力系统生产各种尖端科技部件。提供优质产品的同时，也为客户提供必要的技术保障和支持。 伏科产品分为6大类：系统管理器，充放电控制器,直流节能灯,系统附件, 直流应用产品以及发电设备. 选择适合您的伏科产品，请参见应用案例． 技术品质 伏科致力于开发和生产严格符合高品质，高创新和高技术要求的产品。我们优秀的研发队伍为达到这个目标,不断提高创新新技术,极大地提高了电池寿命，改善了太阳能系统的应用效率。 可靠性及成本 可靠性及成本是太阳能系统的关键考虑因素。高科技含量先进技术的应用使伏科充电控制器等产品提高了蓄电池的可靠性,改善了系统的整体效率,并降低了能源储存的成本。 非并网系统中的特殊应用 伏科为可再生能源非并网电力系统提供各种尖端科技部件。太阳能充电控制器、系统管理器、燃料电池及太阳能混合系统、微型水利发电机、直流灯及冰箱等产品可以广泛应用于非并网系统中,如工业电源、通讯、交通指挥、照明及游艇航行等休闲娱乐。 灵活性 高度的灵活性使我们能满足客户的特殊需要,可以为大型农村偏远地区供电工程提供专业的工业系统方案和低成本离网型系统解决方案。
前言 温度是一种最基本的环境参数,日常生活和工农业生产中经常要检测温度。传统的方式是采用热电偶或热电阻,但是由于模拟温度传感器输出为模拟信号，必须经过AD 转换环节获得数字信号后才能与单片机等微处理器接口,使得硬件电路结构复杂,制作成本较高。近年来，美国DALLAS公司生产的DSI18B20为代表的新型单总线数字式温度传感器以其突出优点广泛使用于仓储管理、工农业生产制造、气象观测、科学研究以及日常生活中。 随着科学技术的不断进步与发展，温度传感器的种类日益繁多，数字温度传感器更因适用于各种微处理器接口组成的自动温度控制系统具有可以克服模拟传感器与微处理器接口时需要信号调理电路和A/D转换器的弊端等优点，被广泛应用于工业控制、电子测温计、医疗仪器等各种温度控制系统中.其中，比较有代表性的数字温度传感器有DS1820、MAX6575、DS1722、MAX6635等. 智能温度传感器（亦称数字温度传感器）是在20世纪90年代中期问世的。它是微电子技术、计算机技术和自动测试技术(ATE_）的结晶.目前，国际上已开发出多种智能温度传感器系列产品。智能温度传感器内部包含温度传感器、A/D传感器、信号处理器、存储器（或寄存器）和接口电路.有的产品还带多路选择器、中央控制器（CPU）、随机存取存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。智能温度传感器能输出温度数据及相关的温度控制量，适配各种微控制器（MCU),并且可通过软件来实现测试功能,即智能化取决于软件的开发水平。 为了准确获取现场的温度和方便现场控制，本系统采用了软硬件结合的方式进行设计，利用LED数码管显示温度,利用DS18B20检测当前的温度值，通过和设定的参数进行比较，若实测温度高于设定温度，则通过555定时器产生频率可变的报警信号，若实测温度低于设定温度，则加热电路自动启动，到达设定温度后停止。在软件部分，主要是设计系统的控制流程和实现过程，以及各个芯片的底层驱动设计已达到所要求的功能。在近端与远端通信过程中，采用串行MAX232标准，实现PC机与单片机间的数据传输。