太阳能路灯控制器设计报告

太阳能路灯控制器设计报告专业名称：电子信息工程学生姓名：李伟班级学号：27378382737指导教师：实习日期：太阳能路灯控制器设计摘要：近年来，随着按照全面协调可持续的科学发展观的要求，把节约资源作为基本国策，发展循环经济，保护生态环境，加快建设资源节约型、环境友好型社会，促进经济发展与人口、资源、环境相协调。这表明，发展循环经济，实现节约发展、清洁发展、安全发展，从而实现可持续发展，然而对太阳能的利用就愈发的重要，本文综合介绍了太阳能路灯控制器的构造及其原理，并提出自己的一些看法，一边为相关研发人员提供参考。关键词：太阳能路灯控制器，太阳能，原理一、太阳能路灯控制器的基本介绍太阳能控制器应用于太阳能光伏系统中，它全称太阳能充放电控制器，协调太阳能电池板、蓄电池、负载的工作，是光伏系统中非常重要的组件。使整个太阳能光伏系统高效，安全的运作。太阳能路灯控制器主要用于家庭、商业区、工厂、交通、牧区、通信以等太阳能供电系统。作为太阳能路灯控制器应该具备以下基本功能:过载保护、短路保护、反向放电保护、极性反接保护、雷电保护、欠压保护、过充保护、负载开机恢复设置。二、太阳能路灯控制器工作原理新一代多功能太阳能路灯控制器。其电子线路配备了性能优良的单片机微处理芯片，具有高效率充电、五个LED全功能显示、可编程的路灯控制模式等功能。1、控制器具有如下功能：带有自动温度补偿的三阶段的充电方式（强充电-均衡充电-浮充电），由脉宽调制（PWM）控制充电方式，可应用于给全密封或不密封的铅酸蓄电池充电。用户可以自己选择，由蓄电池容量（SOC）还是蓄电池电压来控制深度放电保护功能。五个LED可清晰地显示蓄电池的不同工作及充放电状态。2主要技术参数：根据太阳能电池组的开路电压自动识别白天和夜晚内置温度补偿蓄电池容量（SOC）或者蓄电池电压来控制深度放电保护功能极性反接保护两种夜间照明模式，其中一种为只有光控无定时模式。另一种是可编程的控制模式。当黄昏来临，在一定延时后，负载端自动打开。用户可自定义夜间负载打开的时长，设定时长以1小时为单位，在定时模式下最长可达12小时。五个LED全面显示蓄电池的不同充放电状态通过路灯控制器的可编程模式可分13段步进0.5V选择控制器天黑程度的控制点电压和天亮程度的控制点电压。充电采用串联调节PWM脉冲宽度方式进行控制。3、设计原理太阳能路灯是以太阳的光为主要能源,白天可以自主充电、晚上使用。无需铺设任何复杂、昂贵的电路管线等,同时还可以任意调整灯具的布局,安全高效节能并且无其它污染,充电和使用开关的过程采用光控自动控制,无需人工操作,工作稳定可靠,节省电费和电力资源,免维护,太阳能路灯的实用性已充分得到了人们的认可，本文介绍的是基于单片机的太阳能路灯控制器的设计,对12V和24V蓄电池可以实现自动识别,能实现对蓄电池的科学管理,能指示蓄电池过压、欠压等运行状态,而且具有两路负载输出,每路负载额定电流可以达到5A,两路负载可以随意设置为同时点亮、分时点亮,单独定时等多种工作模式,同时对负载的过流、短路具有保护等功能;且有较高的自动化和智能化程度。硬件电路组成及工作原理是由统硬件结构框图太阳能路灯智能控制器以STC12C5410AD单片机为核心的。其中外围电路主要由电压采集电路、主要负责输出控制与检测电路、LED显示电路及键盘电路等几部分组成的,电压采集电路包括:太阳能电池板和蓄电池电压采集,用于太阳光线强弱的识别以及蓄电池电压的获取。单片机的P3口的两位作为键盘输入口,用于工作模式等参数的设置。三、太阳能路灯控制器的选择与安装1太阳能路灯控制器的选择应该注意一：应该选择功耗较低的控制器，控制器24小时不间断工作，如其自身功耗较大，则会消耗部分电能,最好选择功耗在1毫安以下的控制器。二：要选择充电效率高的控制器，具有MCT充电模式的控制器能自动追踪电池板的最大电流，尤其在冬季或光照不足的时期，MCT充电模式比其他高出20％左右的效率。三：应选择具有两路调节功率的控制器，具有功率调节的控制器已被广泛推广，在夜间行人稀少时段可以自动关闭一路或两路照明，节约用电，还可以针对LED灯进行功率调节。除选择以上节电功能外，还应该注重控制器对蓄电池等组件的保护功能，像具有涓流充电模式的控制器就可以很好的保护蓄电池，增加蓄电池的寿命，另外设置控制器欠压保护值时，尽量把欠压保护值调在≥11.1V，防止蓄电池过放。2太阳能路灯控制器的安装拿到太阳能路灯控制器，首先就要确定该控制器是否符合您的需求，常见的需要确认的规格有一下几点：1、控制器的工作电压，一般都是12/24V自动识别；2、额定电流是否满足系统需求，比如是5A还是10A；3、负载输出功能是否满足，比如是降压型的还是升压型的或者是非恒流驱动型，功能不对将导致负载无法正常工作，甚至可能损坏配件。一般的，先将正极线和负载线接好，接好后一定要用胶带包好，防止碰线，负载接好后，再将蓄电池接上，同样胶带包好。接下来先别急着接剩下的太阳能负极线，观察一下太阳能路灯控制器的工作状态。正常的，系统上电后，控制器红灯闪烁几下确认系统，系统确认好后红灯常亮，约灯20S或者1分钟后，负载工作指示灯亮起，负载就会亮灯工作。如果不亮灯，则检查一下负载有没有接错，用万用表量一下控制器输出端有没有电压输出，排除故障，解决问题。负载亮后，就确认系统输出正常，最后就把太阳能的负极接上，如果是白天，则控制器上的太阳能指示灯会亮，一分钟后，负载关闭，指示灯开始闪烁，表示正常充电中。如果白天太阳能负极接上后没有任何指示，请用万用表确认一下太阳能电池板的输出是否正常，是否反接，根据检测结果纠正处理。四、太阳能路灯控制器的发展史随着光伏发电系统的发展，太阳能路灯渐渐走入人们的视线并在以极快的速度成为了新型节能路灯的新代表。在整个太阳能路灯的组成部件中，太阳能光伏控制器（简称太阳能路灯控制器）在整个太阳能照明系统中起到了至关重要的作用。下面简单谈下太阳能路灯控制器的发展的4个历程。（1）第一代的控制器的开关控制需要外接光敏感应器来实现，此外的定时的时间不可设定，徐硬件实现，而且其内部没有电池过充放电的电路，无法实现电池的自我保护。（2）第二代的太阳能控制器增加了蓄电池保护电路，此外太阳能电池组件搜集光敏数据，通过开关和程序可以对定时进行设置。（3）第三代太阳能控制器的开发推广是在光伏照明系统对LED光源的需求上发展起来的，因LED光源自身特点的要求提出了双路控制，通过对其工作模式的设置，减少了太阳能电池组件还有蓄电池的配置，并在以后引进的PWM充电控制功能下，实现了对蓄电池的涓流充电，极大延长了其寿命。（4）第四代太阳能控制器是在第三代的基础上对电气线路进行了优化降低了控制器自身和线路损耗，采用的新技术即双路循环控制功能，通过编程可对定时数进行设置，可以达到循环控制控制器AB逻辑单元的负载平衡。对于光伏照明系统来说，太阳能控制器起着绝对核心的作用，而对于新型太阳能控制器的研发和探究的脚步也从来没有停下过。【参考文献】[1]王冬霞：《集成门电路应用电路设计》[M]，清华大学出版社，2013[2]叶树江：《电子信息工程概论》[M]，中国电力出版社，2012[3]蒋大明：《自动控制原理》[M]，北方交通大学出版社，2003[4]华成英：《模拟电子技术基础》[M]，高等教育出版社，2006[5]周明德：《单片机原理与技术》[M]，人民邮电出版社，2008[6]王东云：《单片机原理接口技术及应用》[M]，西安电子科技大学出版社，2009[7]何道清：《太阳能光伏发电系统原理与应用技术》[M]，化学工业出版社，2012[8]刘翠红：《物理光学学习指导与题解》[M]，电子工业出版社，2013[9]陈育明：《太阳能LED照明系统》[M]，化学工业出版社，2011[10]王君一：《太阳能利用技术》[M]，金盾出版社，2012[11]赵争鸣：《太阳能光伏发电及其应用》[M]，科学出版社，2005[12]翁敏航：《太阳能电池-材料.制造.检测技术》[M]，科学出版社有限责任公司，2013[13]于军胜：《太阳能光伏器件技术》[M]，电子科技大学出版社，2011[14]周志敏：《太阳能LED路灯设计与应用》[M]，电子工业出版社，2012[15]房海明：《LED照明设计及工程案例》[M]，化学工业出版社，2012