太阳能控制电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种太阳能控制电路，包括微处理器控制单元１、光电板电压Ａ／Ｄ采样单元２、电池电压Ａ／Ｄ采样单元３、温度补偿单元４、按键设置单元５、数码管显示单元６、ＰＷＭ输出电路单元７、过流保护单元８、双路输出单元９、ＬＥＤ指示单元１０。该太阳能控制电路通过微处理器控制单元对蓄电池的端电压、放电电流、环境温度等涉及蓄电池容量的参数进行采样，实现符合蓄电池特性的放电率，以及用温度补偿单元对电压进行修正，准确率高，易控制；并采用了高效ＰＷＭ蓄电池的充电模式，保证蓄电池工作在最佳的状态，大大延长了蓄电池的使用寿命。本实用新型专利技术体积小，配置简单，外接配件少，还安全、节能，即插即用，能充分利用太阳能，可广泛应用于太阳能路灯工程方面。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于离网型光伏发电系统中的最基本的控制电路领域，尤其涉及一种专为太 阳能路灯所设计的太阳能控制电路。
技术介绍
太阳能控制器(Solar Power Controller,简称SPC)是一种专为太阳能直流供电系统 设计的控制器。目前，太阳能控制器设计中常用的技术是采用集成运放构成的充放电控制电路，图1给 出了采用集成运放构成的充放电控制电路的示意图，这类电路主要由控制电路a、蓄电池b、 太阳能光电板c组成，控制电路a由集成运放LM358、 CD40U、功率开关、可调电阻以及电 阻、电容、二极管、三极管、发光管插座等组成，接上负载d后，脉冲频率较小，为0.5 5Hz,对蓄电池b的使用寿命不利；而且该电路不能精确控制蓄电池电压的采样精度，也不能 很好的把握蓄电池放电率特性，充电回路的电压损失过大，电位器调整控制设定点的精度较 差。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种为太阳能直流供电系统设计并使 用了微处理器控制单元的太阳能控制电路。该太阳能控制电路运用微处理器控制单元进行控 制，大大延长了蓄电池的使用寿命，具有多种工作模式、输出模式选择。为解决上述技术问题，本技术是通过以下技术方案实现的一种太阳能控制电路，包括微处理器控制单元，含有能实现模/数转化、模拟噪声抑制和自动增益控制并为微处理器 控制单元提供时时数据的高速A/D单元；存储器单元，用于为微处理器控制单元提供程序数 据的存储并作为发送/接收数据的缓冲器；以及PWM单元，含有预分频功能、比较功能和捕捉 功能的定时器/计数器，用于提供精确的PWM并保证恒压的精度；光电板电压A/D采样单元，与微处理器控制单元的高速A/D单元连接，用于对太阳能光 电板的电压进行采样；电池电压A/D采样单元，与微处理器控制单元的高速A/D单元连接，用于对蓄电池的电压进行采样；按键设置单元，与微处理器控制单元元连接，用于设置参数及操作，并将数据传回给微 处理器控制单元；数码管显示单元，与微处理器控制单元连接，用于将BCD码转换成十进制并实现十进制 的显示PWM输出电路单元，与微处理器控制单元的PWM单元连接； 过流保护单元，与微处理器控制单元连接；双路输出单元，与微处理器控制单元连接，用于连接外部负载；LED指示单元，与微处理器控制单元连接，用于表征外部蓄电池、太阳能光电板、负载 的工作状态。所述太阳能控制电路还包括与微处理器控制单元连接的温度补偿单元，温度补偿单元通 过其温度传感器把环境温度采样后传回给微处理器控制单元，用来校正电压设定点。 所述PWM单元的定时器/计数器是十六位的定时器/计数器。 所述微处理器控制单元采用的是高性能的Atmega48型微处理芯片。 所述按键设置单元采用的是一键式轻触开关。 所述数码管显示单元采用的是HEF4511型芯片。 所述数码管显示单元是采用七段数码管显示的。所述PWM输出电路单元主要由三极管、开关M0S管以及稳压二极管组成。 所述过流保护单元主要由三极管、开关M0S管、稳压二极管、电阻以及比较器组成。 所述LED指示单元主要由三个发光二极管组成，三个发光二极管分别是蓄电池电压指示灯、太阳能光电板指示灯、负载指示灯，都通过电阻、三极管和电容与微处理器控制单元连接。本太阳能控制电路是专为太阳能路灯设计的，通过微处理器控制单元对蓄电池的端电压、 放电电流、环境温度等涉及蓄电池容量的参数进行采样，实现符合蓄电池特性的放电率，以 及用温度补偿单元对电压进行修正，准确率高，易控制；并采用了高效PWM蓄电池的充电模 式，保证蓄电池工作在最佳的状态，大大延长了蓄电池的使用寿命。 本技术与现有技术相比具有以下有益效果(1) 由于采用高性能的微处理器控制单元，其具有的高速A/D单元、PWM单元以及自带 的存储器单元，实现了数据的高速传送和高精度的PWM输出，实现了智能化控制；(2) 按键设置单元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，能对蓄电池的充满、过放进行自动关断，并且还有恢复功能保护措施，具有 详细的充电指示、蓄电池状态、负载及各种故障指示，方便了操作；(3) 利用温度补偿单元把环境温度采样后传回给微处理器控制单元，用来校正电压设定 点，并利用蓄电池放电率特性修正放电，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，保证了蓄电池得到最有效的使用；(4) 采用PWM输出电路单元，使充电回路的电压损失较使用二极管的充电电路降低近一 半，充电效率较非PWM高3鬼 6免，增加了用电时间，同时对过放恢复的提升充电、正常的直 充、浮充自动控制有益，使系统有更长的使用寿命；(5) 取消了电位器调整控制设定点，利用微处理器控制单元自带的存储器单元记录各工 作控制点，使设置数字化，消除了因电位器震动偏位、温漂等使控制点出现误差而降低准确 性、可靠性；(6) 具有双路输出单元，可用于连接外部负载，增加了输出线路，而且本技术体积 小，配置简单，外接配件少，还安全和节能，可即插即用。附图说明图1是现有采用集成运放构成的充放电控制电路的示意图2是本技术太阳能控制电路接上太阳能光电板、蓄电池及负载后的原理框图； 图3是本技术太阳能控制电路的电路控制示意图。具体实施方式为了更好地理解本技术，以下结合附图和具体实施例对本技术作进一步地描述。请参阅图2，本技术太阳能控制电路包括微处理器控制单元l、光电板电压A/D采 样单元2、电池电压A/D采样单元3、温度补偿单元4、按键设置单元5、数码管显示单元6、 PWM输出电路单元7、过流保护单元8、双路输出单元9、 LED指示单元IO。微处理器控制单 元1采用的是高性能的Atmega48型微处理芯片，在微处理器控制单元1内部含有高速A/D单 元101、 PWM单元102以及自带存储器单元103，高速A/D单元101用于实现模/数转化、模 拟噪声抑制和自动增益控制，并为微处理器控制单元1提供时时数据；PWM单元102含有预 分频功能、比较功能和捕捉功能的十六位定时器/计数器，用于提供精确的PWM并保证恒压的 精度；存储器单元103用于为微处理器控制单元1提供程序数据的存储，并作为发送/接收数 据的缓冲器。所述光电板电压A/D采样单元2与高速A/D单元101连接，用于对太阳能光电 板11的电压进行采样；电池电压A/D采样单元3也与高速A/D单元101连接,，用于对蓄电池 12的电压进行采样；所述温度补偿单元4通过其温度传感器把环境温度采样后传回给微处理 器控制单元l，用来校正电压设定点；按键设置单元5采用的是一键式轻触开关，用于设置 参数及操作，并将数据传回给微处理器控制单元1;数码管显示单元6采用的是HEF4511型芯片，以七段数码管显示，与微处理器控制单元1连接，用于将BCD码转换成十进制并实现 十进制的显示；PWM输出电路单元7与PWM单元102连接，主要由三极管、开关MOS管以及 稳压二极管组成，用于输出PWM;过流保护单元8与微处理器控制单元1连接，主要由三极 管、开关MOS管、稳压二极管、电阻以及比较器组成，可起到过流保护作用；双路输出单元 9与微处理器控制单元1连接本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳能控制电路，其特征在于，包括：　　　　微处理器控制单元，含有能实现模／数转化、模拟噪声抑制和自动增益控制并为微处理器控制单元提供时时数据的高速Ａ／Ｄ单元；存储器单元，用于为微处理器控制单元提供程序数据的存储并作为发送／接收数据的缓冲器；以及ＰＷＭ单元，含有预分频功能、比较功能和捕捉功能的定时器／计数器，用于提供精确的ＰＷＭ并保证恒压的精度；　　　　光电板电压Ａ／Ｄ采样单元，与微处理器控制单元的高速Ａ／Ｄ单元连接，用于对太阳能光电板的电压进行采样；　　　　电池电压Ａ／Ｄ采样单元，与微处理器控制单元的高速Ａ／Ｄ单元连接，用于对蓄电池的电压进行采样；　　　　按键设置单元，与微处理器控制单元元连接，用于设置参数及操作，并将数据传回给微处理器控制单元；　　　　数码管显示单元，与微处理器控制单元连接，用于将ＢＣＤ码转换成十进制并实现十进制的显示；　　　　ＰＷＭ输出电路单元，与微处理器控制单元的ＰＷＭ单元连接；　　　　过流保护单元，与微处理器控制单元连接；　　　　双路输出单元，与微处理器控制单元连接，用于连接外部负载；　　　　ＬＥＤ指示单元，与微处理器控制单元连接，用于表征外部蓄电池、太阳能光电板、负载的工作状态。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘俊杰，
申请(专利权)人：深圳市安和威太阳能科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：94[中国|深圳]