太阳能路灯系统控制器研究及设计

【摘要】：在光伏发电应用领域,太阳能路灯作为一种独立的光伏发电系统具有重要的地位,它具有安全、环保、节能的特点。白天日照充足时,光伏电池发电,给蓄电池充电,晚上蓄电池放电,向路灯提供电能。典型的太阳能路灯系统是由光伏电池、蓄电池、负载和控制器组成,其中蓄电池是最容易受损和消耗的环节。从一定程度上来讲,太阳能路灯照明系统的优劣是由蓄电池的好坏决定的。为了更好的保护蓄电池,最大限度的延长蓄电池的使用寿命,本文研究设计了一种基于单片机AT89S52的太阳能路灯充放电控制器。白天在控制器的作用下,光伏电池给蓄电池充电,根据蓄电池电压采样数值,自动调整充放电方式,控制充电电路的通断,防止过充。夜间在控制器的作用下蓄电池给路灯提供电能,控制放电通路的通断,防止过放。本文的主要工作如下: 1简单介绍了太阳能路灯控制器的作用和国内外的研究现状,分析了目前市场存在的控制器的优缺点。 2介绍了太阳能路灯系统储能环节的作用和系统对储能的基本要求。研究了铅酸蓄电池的工作原理及充放电特性,介绍了影响太阳能路灯系统铅酸蓄电池使用寿命的因素,并对铅酸蓄电池的充放电控制方法进行了详细的分析和研究。 3根据蓄电池的充放电特性设计了太阳能路灯充放电控制器。给出了系统的硬件设计方案,详细的论述了各模块硬件电路设计,包括电源电路、电压采样电路和显示电路等。利用C语言编写了相应的软件程序,给出了程序流程图,对控制器的关键模块给出了具体的C语言程序代码。 4制作了印制电路板,进行了元器件焊接并对系统整体进行测试。经过试验测试,系统运行良好,基本达到了预期的效果。 5对系统整体设计进行总结,提出了今后的改进方案。 【关键词】：太阳能路灯 单片机 采样 过充 过放
【学位授予单位】：中国海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TM923.5
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 前言10-16
• §1.1 课题研究背景及意义10-11
• §1.2 国内外研究现状及发展动态11-13
• §1.3 本文的主要工作及结构13-16
• 第二章 太阳能路灯系统的能量管理16-32
• §2.1 太阳能路灯系统储能作用及基本要求16-17
• §2.2 铅酸蓄电池的基本结构和充放电特性17-22
• §2.2.1 基本结构17-18
• §2.2.2 铅酸蓄电池的基本特性18-19
• §2.2.3 铅酸蓄电池的充放电特性19-22
• §2.3 太阳能电池的基本结构及其特性22-25
• §2.3.1 太阳能电池的基本原理和特性22-24
• §2.3.2 太阳能电池的电特性24-25
• §2.4 铅酸蓄电池的充放电控制基本原理25-30
• §2.4.1 影响铅酸蓄电池使用寿命的因素及其长寿命的使用原则25-27
• §2.4.2 铅酸蓄电池充电控制方法27-29
• §2.4.3 铅酸蓄电池放电控制方法29-30
• §2.5 本章小结30-32
• 第三章 太阳能路灯系统控制器硬件设计32-48
• §3.1 太阳能路灯控制器设计要求32-33
• §3.2 太阳能路灯控制器硬件设计33-46
• §3.2.1 系统智能控制模块33-36
• §3.2.2 电源电路模块设计36-37
• §3.2.3 采样模块设计37-41
• §3.2.4 键盘控制和显示电路41-43
• §3.2.5 充放电控制电路设计43-46
• §3.2.6 硬件电路的保护功能设计46
• §3.3 本章小结46-48
• 第四章 太阳能路灯系统控制器软件设计48-60
• §4.1 系统主程序48-49
• §4.2 判断子程序49-51
• §4.3 白天子程序51-55
• §4.4 夜间子程序55-57
• §4.5 键盘控制及显示子程序57-58
• §4.6 本章小结58-60
• 第五章 PCB 设计和系统测试60-64
• §5.1 PCB 设计60-61
• §5.2 系统测试61-63
• §5.3 本章小结63-64
• 第六章 总结64-66
• 6.1 本论文工作小结64
• 6.2 存在问题及改进措施64-66
• 参考文献66-70
• 致谢70-71
• 个人简历71
• 发表的学术论文71

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