一种太阳能市电互补控制器嵌入式系统技术方案

本发明专利技术公开了一种太阳能市电互补控制器嵌入式系统，包括蓄电池、市电电网、常闭继电器、太阳能板和MCU，所述MCU还连接设有通信单元与控制单元，所述太阳能板的充电输出端与常闭继电器的常闭端连接，常闭继电器另一端与市电电网的充电输出端连接，所述常闭继电器的输出端连接铅酸电池，所述铅酸电池对蓄电池供电，所述铅酸电池上连接设有欠压保护模块，所述太阳能板与市电电网的输出端连接设有过压保护模块。本发明专利技术与现有技术相比的优点在于：提供一种可以自由切换，满足供电使用需要，延长使用寿命的一种太阳能市电互补控制器嵌入式系统。式系统。式系统。

【技术实现步骤摘要】
一种太阳能市电互补控制器嵌入式系统


[0001]本专利技术涉及供电
，具体是指一种太阳能市电互补控制器嵌入式系统。

技术介绍

[0002]太阳能资源丰富、分布广泛，是21世纪最具发展潜力的可再生能源，随着全球能源短缺和环境污染等问题日益突出，太阳能光伏发电因其清洁、安全、便利、高效等特点，已成为世界各国普遍关注和重点发展的新兴产业。
[0003]因此我们研究一种太阳能市电互补控制器嵌入式系统用于市电与太阳能互补灯系统用于对路灯照明，可不受到天气因数的影响，起到常年照明作用，保证路灯常年工作。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题是，提供一种可以自由切换，满足供电使用需要，延长使用寿命的一种太阳能市电互补控制器嵌入式系统。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提供的技术方案为：一种太阳能市电互补控制器嵌入式系统，包括蓄电池、市电电网、常闭继电器、太阳能板和MCU，所述MCU还连接设有通信单元与控制单元，所述太阳能板的充电输出端与常闭继电器的常闭端连接，常闭继电器另一端与市电电网的充电输出端连接，所述常闭继电器的输出端连接铅酸电池，所述铅酸电池对蓄电池供电，所述铅酸电池上连接设有欠压保护模块，所述太阳能板与市电电网的输出端连接设有过压保护模块。
[0006]作为改进，所述太阳能板与常闭继电器之间连接设有DC
‑
DC电源管理芯片。
[0007]作为改进，所述控制单元采用PMOS管控制蓄电池输出电压。
[0008]作为改进，所述通信单元采用半双工通信的高速收发器用于RS
‑
485/RS
‑
422通信，型号为YD3082EESA，其中包括一路驱动器和一路接收器。
[0009]作为改进，所述太阳能板输入端、市电输入端以及常闭继电器的输出端均连接设有保险丝。
[0010]作为改进，所述MCU板卡所有对外接口处均增设有静电保护管。
[0011]作为改进，所述铅酸电池外侧连接设有NTC热敏电阻用于检测铅酸电池温度。
[0012]作为改进，所述MCU板卡外侧还设有散热风扇，所述MCU板卡发热器件连接设有NTC热敏电阻检测温度。
[0013]本专利技术与现有技术相比的优点在于：
[0014]1、天气晴好，太阳能工作状态良好时，蓄电池的电量充足光源由电池供电，当天气不理想，太阳能无法充满电池消耗的能量,电池电量消耗到一定程度，为保证光源的供电，控制器切换到市电输入，通过控制器转换之后为光源供电，当太阳能为电池充够能量，控制器切断市电输入，再由电池供电，即满足了路灯系统正常工作的需求，又延长了蓄电池的寿命。
[0015]2、铅酸蓄电池寿命随温度升高而延长。在10℃～35℃间，每升高1℃大约增加5～6
个循环。在35℃～45℃之间，每升高1℃可延长寿命25个循环以上，高于50℃则因负极硫化容量损失而降低了寿命，所以铅酸电池最高温度设置在50℃，本申请中通过NTC热敏电阻对电池温度监测，方便控制使用。
附图说明
[0016]图1是本专利技术的结构框图。
[0017]图2是本专利技术整体的流程框图。
[0018]图3是本专利技术放电程序的流程框图。
[0019]图4是本专利技术网络功能的流程框图。
[0020]图5是DC
‑
DC电源管理芯片的示意图。
[0021]图6是铅酸电池充电管理IC的电路图。
[0022]图7是电压采集和电流采集的电路图。
[0023]图8是控制单元的电路图。
[0024]图9是通信单元的电路图。
[0025]图10是MCU信号功率放大的电路图。
[0026]图11是本专利技术报警模块的电路图。
具体实施方式
[0027]下面结合附图来进一步说明本专利技术的具体实施方式。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。
[0028]需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
[0029]需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上也可以存在居中的元件，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件，本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
[0030]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
的技术人员通常连接的含义相同，本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语知识为了描述具体的实施例的目的，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。
[0031]为了使本专利技术的内容更容易被清楚地理解，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
[0032]请着重参照附图附图1
‑
10，一种太阳能市电互补控制器嵌入式系统，包括蓄电池、市电电网、常闭继电器、太阳能板和MCU，其特征在于：所述MCU还连接设有通信单元与控制单元，MCU采用STM32G030C8T6主流微控制器基于高性能
‑
M0+32位RISC内核，工作频率高达64MHz，提供高集成度高，适用于消费品、工业以及设备域和物联网(IoT)解决方案，单片机P2口输出显示8位二进制数据信号到74HC245的A1～A8脚，使信号功率放大，再通过B1到B8脚输出到四位一体共阴数码管数据脚，驱动数码管显示，所述太阳能板的充电输出端与常闭继电器的常闭端连接，常闭继电器另一端与市电电网的充电输出端连接，所述
常闭继电器的输出端连接铅酸电池，所述铅酸电池对蓄电池供电，所述铅酸电池上连接设有欠压保护模块，所述太阳能板与市电电网的输出端连接设有过压保护模块，使用常闭继电器，当市电有电时自动控制继电器线圈吸合，对铅酸电池充电；当市电断电时，继电器线圈随着断电回落至常闭端接入太阳能充电输出端，太阳能对铅酸电池充电。
[0033]在电压与电流采集时，当电流流过采样电阻时，将电流转化为相应的微小电压，然后经过差分放大，滤波后输入至ADC采样接口。设计铅酸电池充电电流最大10A，输出给单片机电压取3V，则：3000＝10*Rs*Gain，得出采样电阻取6mΩ，放大倍数取50。
[0034]电流精度：单片机供电3.3V，ADC采样精度取10Bit位，那么采样的最小电压值为：3300
÷
1024≈3.2mV。那么最小的电流采样精度约为11mA，考虑到纹波等因素的影响，最小的采样精度能达到30mA。
[0035]请着重参考附图7，Rp10、Rp11、Cp8、Cp9，是对输入做的RC滤波，后面的Rp15和Cp11是对输出做的RC滤波，Rp16是为了防止运放输出不够低的现象，电阻的阻值不宜过大过小，根据运放本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种太阳能市电互补控制器嵌入式系统，包括蓄电池、市电电网、常闭继电器、太阳能板和MCU，其特征在于：所述MCU还连接设有通信单元与控制单元，所述太阳能板的充电输出端与常闭继电器的常闭端连接，常闭继电器另一端与市电电网的充电输出端连接，所述常闭继电器的输出端连接铅酸电池，所述铅酸电池对蓄电池供电，所述铅酸电池上连接设有欠压保护模块，所述太阳能板与市电电网的输出端连接设有过压保护模块。2.根据权利要求1所述的一种太阳能市电互补控制器嵌入式系统，其特征在于：所述太阳能板与常闭继电器之间连接设有DC
‑
DC电源管理芯片。3.根据权利要求1所述的一种太阳能市电互补控制器嵌入式系统，其特征在于：所述控制单元采用PMOS管控制蓄电池输出电压。4.根据权利要求1所述的一种太阳能市电互补控制器嵌入式系统，其特征在于：所述通信单...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁雪杰，
申请(专利权)人：四川极飞科安信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：