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基于单片机的太阳能控制器设计

作者：朱庆丰 指导教师：马德贵

（安徽农业大学工学院 09电气工程及其自动化专业 合肥 230036）

摘要：传统能源消耗殆尽，低碳的生活模式深入人心，开发新能源迫在眉睫，太阳能的研究与使用的重要性不说自明。世界各地大型光伏电站的投建，为人类提供了一种新的能源解决方案。另外，小型的离网系统由于其具有简单灵活的特点，在未来也必定会成为光伏发电举足轻重的一个领域，所以研究离网型的太阳能充放电系统也很有必要。本文设计的是基于单片机的光伏蓄电池的充放电控制器，单片机采用STC89C52，蓄电池采用铅酸蓄电池。本文从研究PV阵列在不同状态下的发电功率入手，结合铅酸蓄电池本身的充放电原理，意在使PV阵列最大效率转化太阳能、使蓄电池安全合理地充放电、使负载稳定可靠地工作。

关键词：STC89C52；CN3717；铅酸蓄电池；充放电；

1 引言

随着地球资源的日益贫乏，太阳能作为一种“取之不尽，用之不竭”的安全、洁净的新能源，正被广泛地应用。控制器是太阳能路灯照明系统 的核心部件，其功能的好坏直接影响着太阳能路灯的使用寿命。为适应不同场合和各种负载的应用需要，本设计利用STC89C52单片机A／D采样获得数据对蓄电池充电过程进行监控，由单片机内部的PWM输出控制恒流、恒压和浮充三段式充电，并通过发光二极管显示各状态。

恒流充电阶段为大电流恒流充电，电流值I因蓄电池容量而异，一般为I=0．1C(C为蓄电池组的容量)。在恒流充电状态下，不断检测电池端电压，当电池电压达到饱和电压时，恒流充电状态终止。恒压充电阶段则保持充电电压14．8V不变，当充电电流下降到恒流充电状态下电流的1／lO时终止恒压充电。电池处于浮充电阶段时电压始终保持在10．8V，主要用于补充蓄电池自放电消耗的能量，浮充的开始标志着恒压充电状态的结束。

本次设计采用STC89C52单片机实现太阳能电池板对蓄电池的充放电控制，用到了上海如韵电子设计的一款针对铅酸电池的光伏充放电控制芯片CN3717，模块化的芯片设计不仅简化了开发的复杂程度，而且使得功能实现更加稳定。

本次设计所要解决的问题主要是离网型光伏发电过程中蓄电池的充放电的控制问题，对于提高光伏发电利用率和蓄电池的保护起到重要作用，从而在某种意义上对推广新能源起到积极的推动作用，帮助人类更有效地利用清洁能源和早日摆脱能源危机。