太阳能控制器电路图大全(LM393/电源/PIC12F675单片机控制器)

沈丹 发表于 2018-03-27 14:07:20 收藏 已收藏
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太阳能控制器电路图大全(LM393/电源/PIC12F675单片机控制器)

沈丹 发表于 2018-03-27 14:07:20

太阳能控制器电路图(一)

一、电路结构

电路如图所示。双电压比较器LM393两个反相输入端②脚和⑥脚连接在一起,并由稳压管ZD1提供6.2V的基准电压做比较电压,两个输出端①脚和⑦脚分别接反馈电阻,将部分输出信号反馈到同相输入端③脚和⑤脚,这样就把双电压比较器变成了双迟滞电压比较器,可使电路在比较电压的临界点附近不会产生振荡。R1、RP1、C1、A1、Q1、Q2和J1组成过充电压检测比较控制电路;R3、RP2、C2、A2、Q3、Q4和J2组成过放电压检测比较控制电路。电位器RP1和RP2起调节设定过充、过放电压的作用。可调三端稳压器LM371提供给LM393稳定的8V工作电压。被充电电池为12V65Ah全密封免维护铅酸蓄电池;太阳电池用一块40W硅太阳电池组件,在标准光照下输出17V、2.3A左右的直流工作电压和电流;D1是防反充二极管,防止硅太阳电池在太阳光较弱时成为耗电器。

太阳能控制器电路图大全(LM393/电源/PIC12F675单片机控制器)

二、工作原理

当太阳光照射的时候,硅太阳电池组件产生的直流电流经过J1-1常闭触点和R1,使LED1发光,等待对蓄电池进行充电;K闭合,三端稳压器输出8V电压,电路开始工作,过充电压检测比较控制电路和过放电压检测比较控制电路同时对蓄电池端电压进行检测比较。当蓄电池端电压小于预先设定的过充电压值时,A1的⑥脚电位高于⑤脚电位,⑦脚输出低电位使Q1截止,Q2导通,LED2发光指示充电,J1动作,其接点J1-1转换位置,硅太阳电池组件通过D1对蓄电池充电。蓄电池逐渐被充满,当其端电压大于预先设定的过充电压值时,A1的⑥脚电位低于⑤脚电位,⑦脚输出高电位使Q1导通,Q2截止,LED2熄灭,J1释放,J1-1断开充电回路,LED1发光,指示停止充电。

当蓄电池端电压大于预先设定的过放电压值时,A2的③脚电位高于②脚电位,①脚输出高电位使Q3导通,Q4截止,LED3熄灭,J2释放。其常闭触点J2-1闭合,LED4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压值时,A2的③脚电位低于②脚电位,①脚输出低电位使Q3截止,Q4导通,LED3发光指示过放电,J2动作,其接点J2-1断开,正常指示灯LED4熄灭。另一常闭接点J2-2(图中未绘出)也断开,切断负载回路,避免蓄电池继续放电。闭合K,蓄电池又充电。

太阳能控制器电路图(二)

12V 20A 太阳能充电控制器电路图

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IC1 TLC2272Cp

IC2 CD4013BE CMOS

Q1 2N3904

Q2 IRF4905

Q3 2N3905

D1 1N4148

D2 20L15T

ZD1 1N5242 12V 稳压二极管

LED1 红/绿双色

TZ1 V7270 or V727 瞬态电压抑制器

TM1 2.0K(25℃) NTC 热敏电阻

F1 20A 保险

VR1 100K

所有电阻 1/4w

R1 270K

R2 470K

R3 75K

R4 180K

R5,R7,R8,R9,R10,R11 100K

R6 200K

R12,R16,R17,R18, 330Ω

R13,R14 2.2K

R15 10K

C1 220μf 35V

C8 10nf

c2-c7,c9-c12 100nf

太阳能控制器电路图(三)

太阳能是使用越来越普及,太阳能控制器的工作原理是什么呢?太阳能控制器使用了单片机和专用软件,实现了智能控制,利用蓄电池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曲线修正的控制点,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;

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;以上保护均不损坏任何部件,不烧保险;

采用了串联式PWM充电主电路,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%-6%,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由更长的使用寿命;同时具有高精度温度补偿;直观的LED发光管指示当前蓄电池状态,让用户了解使用状况;

所有控制全部采用工业级芯片(仅对带I工业级控制器),能在寒冷、高温、潮湿环境运行自如。同时使用了晶振定时控制,定时控制精确;取消了电位器调整控制设定点,而利用了E方存储器记录各工作控制点,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降低准确性、可靠性的因素;使用了数字LED显示及设置,一键式操作即可完成所有设置,使用极其方便直观的作用是控制整个系统的工作状态,并对蓄电池起到过充电保护、过放电保护的作用。在温差较大的地方,合格的控制器还应具备温度补偿的功能。其他附加功能如光控开关、时控开关都应当是控制器的可选项。

蓄电池

蓄电池的作用是在有光照时将太阳能电池板所发出的电能储存起来,到需要的时候再释放出来。太阳能蓄电池是‘蓄电池’在太阳能光伏发电中的应用。国内广泛使用的太阳能蓄电池主要是:铅酸免维护蓄电池和胶体蓄电池,这两类蓄电池,因为其固有的“免”维护特性及对环境较少污染的特点,很适合用于性能可靠的太阳能电源系统,特别是无人值守的工作站。

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逆变器

太阳能的直接输出一般都是12VDC、24VDC、48VDC。为能向220VAC的电器提供电能,需要将家用太阳能发电所发出的直流电能转换成交流电能,因此需要使用DC-AC逆变器。光伏发电的工作原理光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。这种技术的关键元件是太阳能电池。太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件,再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电装置。光伏发电的优点是较少受地域限制,因为阳光普照大地;光伏系统还具有安全可靠、无噪声、低污染、无需消耗燃料和架设输电线路即可就地发电供电及建设周期短的优点。

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光伏发电是根据光生伏特效应原理,利用太阳能电池将太阳光能直接转化为电能。不论是独立使用还是并网发电,光伏发电系统主要由太阳能电池板(组件)、控制器和逆变器三大部分组成,它们主要由电子元器件构成,不涉及机械部件,所以,光伏发电设备极为精炼,可靠稳定寿命长、安装维护简便。理论上讲,光伏发电技术可以用于任何需要电源的场合,上至航天器,下至家用电源,大到兆瓦级电站,小到玩具,光伏电源无处不在。太阳能光伏发电的最基本元件是太阳能电池(片),有单晶硅、多晶硅、非晶硅和薄膜电池等。单晶和多晶电池用量最大,非晶电池用于一些小系统和计算器辅助电源等。

太阳能控制器电路图(四)

12V太阳能电源控制器的制作

电路是由蓄电池、控制器、用电器及充电部分组成。其中:稳压二极管DWl、电阻R1、R2组成欠电压检测电路,三极管Q1、Q2及电阻R3和继电器组成欠电压自动断电控制、执行电路。K1、K2分别为手动“关”、“开”机按钮开关,PV+是太阳能电池板充电输入正极接线端。负载最好用直流1 2V电子节能灯。

工作原理:

当需要用电时。按动按钮开关K2,此时继电器线圈得电吸合;同时继电器触点(1)和触点(3)闭合接通,蓄电池的正电压从触点(1)流过触点(3);电路得电工作。当蓄电池电压高于10.8V时稳压二极管D1被击穿导通,三极管Q1、Q2正偏导通,此时继电器维持自保导通状态,即使松开按钮K2,电路依然处于正常工作状态。当需要关闭电源时,用手按动关断按钮K1,此时Q1基极b接地,Q1、Q2同步截止,继电器断开,关机断电。当蓄电池的放电电压低于10.8V时。

应停止放电,以防过放电损坏蓄电池。这一功能由欠电压检测电路DW1、R1、R2和执行电路Q1、Q2、R3和继电器完成。当蓄电池电压低于10.8V时、DWl反向截止,从而导致Q1、Q1截止、继电器断电,达到了自动断电,保护蓄电池过放电的目的。

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太阳能控制器电路图(五)

用PIC12F675单片机制作的太阳能路灯控制器

太阳能控制器电路图大全(LM393/电源/PIC12F675单片机控制器)

PIC 12F675控制蓄电池的过充电、过放电,开、关路灯功能,定时点亮、天黑自动点亮、延时点亮、自动跟踪点亮等功能,路灯点亮测试控制功能,LED指示功能等。

由蓄电池 BTl 、蓄电池过充电控制执行场效应管 01 、三端稳压器 U1 组成电源供电系统; Q2 、 Q4.组成放电控制;K1 手动, R_GM1 光控自动开灯系统,蓄电池分压电阻,发光指示二极管等部分组成。太阳能电池板电压由接口J3输入.经防反充二极管 D1 后分成两路,一路经 U1 LM 78L 05 稳压后,为 PIC 12F675单片机提供工作电源,另一路经 FB 保险丝给蓄电池充电。单片机上电后,首先由 Rf 、 Cf组成的硬件电路进行复位.然后由软件控制U2 ③脚 GP4 输出高电平,让 Q4 导通、 Q2 截止,控制系统停止放电,再检测 U2⑦脚 GP0 上的分压值,通过内部 A/ D 转换及软件运算间接检测、判断蓄电池是否欠压、过压.若蓄电池发生过充电,则通过软件控制U2 ②脚 GP5 输出高电平,使 Q1导通.短路太阳能电池板、停止向蓄电池充电,同时点亮“过充电”指示灯 LED2;若未发生过充电,则 U2 ②脚 GP5输出低电平,允许蓄电池充电。通过检测 U2 ⑥脚 GP1 所接的光敏电阻R_GM1上的分压值,判断是否已经“天黑,到了开路灯时间”,若到了预设的开灯点,则由软件控制 u2 ③脚 GP4 输出低电平,使 Q4截止、02 导通,点亮路灯。若不到开灯点,则程序返回,循环检测上述诸参数。

K1 是手动开灯按钮。按下 K1 ,路灯点亮。单片机通过检测光敏电阻R_GM1上的分压值,判断是否“天黑”,若是天黑.则按设计要求点亮路灯,若否,单片机进入路灯控制器“测试”功能:2分钟后路灯自动熄灭。

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