一种太阳能水泵调节装置及其控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种太阳能水泵调节装置，包括电源供电单元、电压检测单元、微控制单元、驱动单元和负载。本发明专利技术通过设置电压检测单元检测电源供电单元供给负载的电源电压，当检测到电源电压低于最小有效功率电压时，微控制单元使用8位的MCU芯片，根据电压差值，通过PI调节器使用PI算法，调节驱动单元中运行的占空比，从而调节所述负载的实际输出功率，使所述负载的功率始终为有效功率，保证了因环境因素导致电源供电单元不能提供足够电能时，使负载的功率仍然为有效功率，从而保证了负载的工作状态的稳定。

【技术实现步骤摘要】
一种太阳能水泵调节装置及其控制方法
本专利技术涉及水泵设备控制
，具体地，涉及一种太阳能水泵调节装置，还涉及了一种基于所述太阳能水泵调节装置的控制方法。
技术介绍
太阳能水泵装置是近几年来迅速发展起来的光机电一体化系统，它涉及到太阳能的转化利用、直流无刷水泵的控制以及驱动。由于太阳能水泵装置采用的能源环保不污染，以及目前直流无刷电机控制的技术，使太阳能水泵具有环保节能、低噪音、高可靠性、高功率密度等较多优点而被广泛运用。在使用太阳能水泵的过程中，必然涉及到太阳能水泵的控制，由于目前的太阳能水泵装置是采用太阳能供电，而太阳能会由于环境因素导致太阳能不能为太阳能水泵装置提供持续有效的电能，使太阳能水泵装置的功率保持在有效功率，这样导致了太阳能水泵装置因电能供应不足导致其发生工作效率不高和工作不稳定的问题，同时存在太阳能利用率不高的问题。因此，实有必要设计一种太阳能水泵调节装置，解决现有技术中的缺陷。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种太阳能水泵调节装置，本专利技术通过设置电压检测单元检测电源供电单元供给负载的电源电压，使检测到电源电压低于最小有效功率电压时，微控制单元使用8位的MCU芯片，根据电压差值，通过PI调节器使用PI算法，调节驱动单元中运行的占空比，从而调节负载的实际输出功率，使负载为有效工作效率，保证了因环境因素导致电源供电单元不能提供足够电能时，使负载的功率仍然为有效功率，保证了负载的工作状态的稳定。该专利技术提供以下技术方案，一种太阳能水泵调节装置，包括电源供电单元、电压检测单元、微控制单元、驱动单元和负载，其中：所述电源供电单元分别与所述电压检测单元和所述驱动单元电连接，所述电源供电单元用于提供电能给所述负载；所述电压检测单元分别与所述电源供电单元和所述微控制单元电连接，所述电压检测单元用于采集所述电源供电单元供给所述负载的电源电压，并传至所述微控制单元；所述微控制单元与所述驱动单元电连接，所述微控制单元用于控制所述驱动单元输出不同大小的驱动功率；所述驱动单元包括多个开关控制晶体管，多个所述开关控制晶体管均与所述负载电连接，所述驱动单元用于输出电能至所述负载。较佳地，所述微控制单元包括8位的MCU芯片和PI调节器，所述PI调节器电连接于所述MCU芯片。较佳地，所述电压检测单元包括第一采样电阻和第二采样电阻，所述第一采样电阻和所述第二采样电阻串联连接，所述第二采样电阻的一端接地，所述第一采样电阻和所述第二采样电阻的公共连接端与所述微控制单元电连接。进一步地，所述驱动单元包括供电连接端、上桥臂电路和下桥臂电路；所述供电连接端一端与所述电源供电单元电连接，另一端与所述上桥臂电路电连接，所述上桥臂电路还分别与所述微控制单元和所述下桥臂电路电连接，所述下桥臂电路还分别与所述微控制单元和所述负载电连接。较佳地，所述开关控制晶体管的数量为六个，其中三个所述开关控制晶体管设置于所述上桥臂电路中，另外三个所述开关控制晶体管设置于所述下桥臂电路中。较佳地，所述开关控制晶体管为MOS管，所述上桥臂电路中的三个开关控制晶体管的漏极均与所述供电连接端电连接，所述上桥臂电路中的三个开关控制晶体管的栅极均与所述微控制单元电连接，所述上桥臂电路中的三个开关控制晶体管的源极都与所述负载电连接；所述下桥臂电路中的三个开关控制晶体管的源极分别与所述上桥臂电路中的三个开关控制晶体管的源极电连接，所述下桥臂电路中的三个开关控制晶体管的栅极均与所述微控制单元电连接，所述下桥臂电路中的三个开关控制晶体管的漏极均与所述负载电连接。进一步地，所述电源供电单元包括太阳能电池板，所述太阳能电池板用于将太阳能转化为电能，并将电能供给所述负载；所述负载为太阳能水泵。基于上述的太阳能水泵调节装置的控制方法，本专利技术还涉及一种太阳能水泵调节装置的控制方法，该方法包括：步骤S1：所述微控制单元上设定有电压初始值，所述电压初始值包括电源电压、欠压保护电压、过压保护电压、有效功率预设电压和最小有效功率电压，所述欠压保护电压小于所述过压保护电压；步骤S2：所述电压检测单元采集所述电源电压；步骤S3：所述微控制单元判断所述电源电压是否处于所述欠压保护电压和所述过压保护电压之间；若所述电源电压不处于所述欠压保护电压和所述过压保护电压之间，则转步骤S2；若所述电源电压处于所述欠压保护电压和所述过压保护电压之间，则转步骤S4；步骤S4：所述微控制单元判断所述电源电压是否不小于所述有效功率预设电压，若所述电源电压不小于所述有效功率预设电压，则所述负载的功率为有效功率；若所述电源电压是小于所述有效功率预设电压，则转步骤S5；步骤S5：所述微控制单元计算所述电源电压与所述有效功率预设电压的电压差值，所述8位的MCU芯片通过所述PI调节器采用PI算法，调节所述驱动单元的占空比，从而调整所述负载的实际输出功率，进而使所述负载为有效功率。较佳地，在所述步骤S5中，所述PI调节器通过所述电压差值，减小所述驱动单元的占空比，进而使所述负载的功率为有效功率。本专利技术的有益效果为：本专利技术通过设置电压检测单元检测电源供电单元供给负载的电源电压，当检测到电源电压低于最小有效功率电压时，微控制单元使用8位的MCU芯片，根据电压差值，通过PI调节器使用PI算法，调节驱动单元中运行的占空比，从而增大驱动单元输出的驱动功率，进而增大负载的实际输出功率，保证了因环境因素导致电源供电单元不能提供足够电能时，使负载的功率仍然为有效功率，保证了负载的工作状态的稳定。附图说明图1为本专利技术所述太阳能水泵调节装置的电路框图；图2为本专利技术所述太阳能水泵调节装置的驱动单元的电路结构图；图3为本专利技术所述太阳能水泵调节装置运行的流程图。具体实施方式为了使本专利技术的专利技术目的，技术方案及技术效果更加清楚明白，下面结合具体实施方式对本专利技术做进一步的说明。应理解，此处所描述的具体实施例，仅用于解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。需要说明的是，除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本专利技术。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。需要说明的是，本专利技术中所述太阳能水泵本身具有一个有效工作电压范围段，该有效工作电压范围段为最小有效功率Prmin和最大有效功率Prmax之间，在该有效工作电压范围段，所述太阳能水泵的功率为有效功率，此时，所述太阳能水泵输送液体的效率高；进一步地，所述最小有效功率Prmin和所述最大有效功率Prmax分别对应所述太阳能水泵的最小有效功率电压Urmin和最大有效功率电压Urmax，即需要满足供给所述太阳能水泵上的电压不小于所述最小有效功率电压Urmin且不大于所述最大有效功率电压Urmax时，所述太阳能水泵的功率为有效功率，此外还需要说明的是，所述微控制单元300控制所述驱动单元400输出不同大小的驱动功率，此驱动功率为经所述驱动单元40后，加载至所述负载上的功率。参照图1至图3，一种太阳能水泵调节装置，包括电源供电单元100、电压检测单元200、微控制单元300、驱动单元400和负载500，其中：所述电源供电单元100本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种太阳能水泵调节装置，其特征在于，包括电源供电单元、电压检测单元、微控制单元、驱动单元和负载，其中：所述电源供电单元分别与所述电压检测单元和所述驱动单元电连接，所述电源供电单元用于提供电能给所述负载；所述电压检测单元分别与所述电源供电单元和所述微控制单元电连接，所述电压检测单元用于采集所述电源供电单元供给所述负载的电源电压，并传至所述微控制单元；所述微控制单元与所述驱动单元电连接，所述微控制单元用于控制所述驱动单元输出不同大小的驱动功率；所述驱动单元包括多个开关控制晶体管，多个所述开关控制晶体管均与所述负载电连接，所述驱动单元用于输出电能至所述负载。

【技术特征摘要】
1.一种太阳能水泵调节装置，其特征在于，包括电源供电单元、电压检测单元、微控制单元、驱动单元和负载，其中：所述电源供电单元分别与所述电压检测单元和所述驱动单元电连接，所述电源供电单元用于提供电能给所述负载；所述电压检测单元分别与所述电源供电单元和所述微控制单元电连接，所述电压检测单元用于采集所述电源供电单元供给所述负载的电源电压，并传至所述微控制单元；所述微控制单元与所述驱动单元电连接，所述微控制单元用于控制所述驱动单元输出不同大小的驱动功率；所述驱动单元包括多个开关控制晶体管，多个所述开关控制晶体管均与所述负载电连接，所述驱动单元用于输出电能至所述负载。2.如权利要求1所述的太阳能水泵调节装置，其特征在于，所述微控制单元包括8位的MCU芯片和PI调节器，所述PI调节器电连接于所述MCU芯片。3.如权利要求1所述的太阳能水泵调节装置，其特征在于，所述电压检测单元包括第一采样电阻和第二采样电阻，所述第一采样电阻和所述第二采样电阻串联连接，所述第二采样电阻的一端接地，所述第一采样电阻和所述第二采样电阻的公共连接端与所述微控制单元电连接。4.如权利要求3所述的太阳能水泵调节装置，其特征在于，所述驱动单元包括供电连接端、上桥臂电路和下桥臂电路；所述供电连接端一端与所述电源供电单元电连接，另一端与所述上桥臂电路电连接，所述上桥臂电路还分别与所述微控制单元和所述下桥臂电路电连接，所述下桥臂电路还分别与所述微控制单元和所述负载电连接。5.如权利要求4所述的太阳能水泵调节装置，其特征在于，所述开关控制晶体管的数量为六个，其中三个所述开关控制晶体管设置于所述上桥臂电路中，另外三个所述开关控制晶体管设置于所述下桥臂电路中。6.如权利要求5所述的太阳能水泵调节装置，其特征在于，所述开关控制晶体管为MOS管，所述上桥臂电路中的三个开关控制晶体管的漏极均与所述供电连接端电连接，所述上桥臂电路中的三个开关控制晶体管的栅...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙家广，谢泽阳，
申请(专利权)人：东莞市深鹏电子有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44