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| 供貨周期 | 現(xiàn)貨 | 規(guī)格 | FM12-7 |
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| 貨號 | 三科蓄電池 | 主要用途 | 直流屏,、配電柜,、逆變器 |
產(chǎn)品分類品牌分類
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產(chǎn)品簡介
詳細(xì)介紹
三科蓄電池12V7AH FM12-7精密小型密封電池
三科蓄電池12V7AH FM12-7精密小型密封電池
設(shè)計(jì)一種采用低功耗單片機(jī)P87LPC767作為控制回路核心,，低壓鈉燈為負(fù)載的太陽能電源智能控制器,。系統(tǒng)在P87LPC767單片機(jī)的控制下，能將太陽能電池方陣轉(zhuǎn)換的直流電進(jìn)行有效存儲(chǔ)和合理使用,，具有環(huán)保節(jié)能的雙重效果,。實(shí)現(xiàn)了充放電過程的自動(dòng)控制功能，防短路,、防過栽,、防反接、充滿和過放自動(dòng)關(guān)斷,、恢復(fù)等保護(hù)功能,，以及具有充電指示、蓄電池狀態(tài),、負(fù)載及各種故障指示等功能,。zui后結(jié)合實(shí)驗(yàn)證明了該智能控制器系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠。
關(guān)鍵詞：P87LPC767,；低壓鈉燈,；太陽能；控制器
近年來再生能源技術(shù)廣受重視,，而太陽能發(fā)電由于有*的電力電子技術(shù)輔助,，已成為潛力的再生能源之一。低壓鈉燈(LPS)作為光效zui高和光衰較小的光源,，是道路照明光源的*選擇,，與太陽能光伏系統(tǒng)結(jié)合應(yīng)用，節(jié)能效果更顯著,。當(dāng)前市場上已有各種各樣的針對不同類型負(fù)載的太陽能電源智能控制器產(chǎn)品,，但目前采用高(低)壓鈉燈為負(fù)載而設(shè)計(jì)的控制器很少，本文為了區(qū)別于其他太陽能電源控制器,，采用低壓鈉燈作為負(fù)載,。太陽能強(qiáng)度受各種因素(季節(jié)、地點(diǎn)、氣候等)的影響而不能維持常量,，導(dǎo)致太陽能綜合利用系統(tǒng)受日照,、溫度、使用負(fù)載變化等條件影響比較大,，使系統(tǒng)非線性較強(qiáng),，加大系統(tǒng)的控制難度。為了實(shí)現(xiàn)電源和負(fù)載之間穩(wěn)定,、高效工作,，提高供電質(zhì)量，同時(shí)對系統(tǒng)中蓄電池循環(huán)充放電和充放電深度加以合理控制,，而且延長蓄電池使用壽命,，需要借助于設(shè)計(jì)一種高效、可靠的,、智能的太陽能電
源充放電控制器來完成這些工作,，使充電及開／關(guān)過程采用光控自動(dòng)控制，無需人工操作,，工作穩(wěn)定可靠,，節(jié)省電費(fèi)，免維護(hù),。因此,，開展低壓鈉燈的太陽能電源智能控制器的研究具有重要意義。
1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
獨(dú)立型太陽能光伏系統(tǒng)主要由太陽能電池方陣,、蓄電池組,、控制器和負(fù)載組成。其組成框圖如圖l所示,。
分析太陽能綜合利用系統(tǒng)的構(gòu)成可知,，負(fù)載以太陽光為能源，白天太陽能電池組件／方陣采集電能,，鉛酸蓄電池儲(chǔ)存電能,，通過控制器的合理控制，晚上為負(fù)載提供電能,，使用時(shí)間和工作模式可以靈活設(shè)置,。開發(fā)了一套小型光伏系統(tǒng)的低壓鈉燈太陽能電源控制器，其中,，蓄電池為24 V,，負(fù)載是36 W的低壓鈉燈，單路負(fù)載輸出,。
2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
該智能控制器裝置硬件部分具有3個(gè)接口：一個(gè)用于同太陽能電池方陣接口,，一個(gè)用于同蓄電池接口和一個(gè)用于同低壓鈉燈負(fù)載接口,。控制器整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)框圖如圖2所示,。虛框內(nèi)為控制器部分,。
2．1 P87LPC767單片機(jī)
系統(tǒng)控制選用PHILIPS半導(dǎo)體公司的P87LPC767單片機(jī)實(shí)現(xiàn)，其工作在100 kHz～4 MHz,、電源電壓為3．3 V時(shí),，其功耗僅為0．044～1．7 mA,，適合蓄電池供電系統(tǒng),；它提供高速和低速的晶振和RC振蕩方式，可由編程選擇,，且有較寬的操作電壓范圍,；可編程I／O口線輸出模式選擇，可選擇施密特觸發(fā)輸入,，LED驅(qū)動(dòng)輸出,；內(nèi)含看門狗定時(shí)器和I2C總線；其內(nèi)部的2個(gè)模擬比較器可組成8位A／D轉(zhuǎn)換器,；同時(shí)具有上電
復(fù)位檢測和欠壓復(fù)位檢測功能,；保證I／O口驅(qū)動(dòng)電流達(dá)到20 mA。P87LPC767采用80C51加速處理器結(jié)構(gòu),，指令執(zhí)行速度是標(biāo)準(zhǔn)80C5l CPU的2倍,。
本系統(tǒng)以P87LPC767單片機(jī)為核心，外圍電路主要由電壓采集電路,、負(fù)載輸出控制與檢測電路,、LED顯示電路、模式選擇電路以及可使系統(tǒng)加入附加功能的E2PROM芯片等部分組成,。P87LPC767及其外圍電路如圖3所示,。表1是結(jié)合硬件電路設(shè)計(jì)單片機(jī)P87LPC767各引腳功能描述。
2．2 蓄電池充放電電路
基于光伏發(fā)電的特殊性,，需設(shè)計(jì)性能良好的充放電控制電路,。為了延長蓄電池的使用壽命，必須對其充放電條件加以限制,，防止蓄電池過充電和深度放電,。該充放電電路相當(dāng)于一個(gè)電壓采集與電池管理模塊。
當(dāng)白天有陽光時(shí),，單片機(jī)分別檢測太陽能電池方陣和蓄電池的電壓值,，控制蓄電池充電電路導(dǎo)通開關(guān)MOSFET管VQ9(圖3)的導(dǎo)通／關(guān)斷狀態(tài)。當(dāng)單片機(jī)檢測到PV+電平高于BAT+電平時(shí),，開關(guān)器件VQ9導(dǎo)通,，太陽能電池方陣向蓄電池用直充方式充電,；當(dāng)蓄電池被充至過壓時(shí)，開關(guān)器件Q9關(guān)斷,，太陽能電池方陣向蓄電池用小電流充電(浮充),，這樣能起到“過充電保護(hù)”作用。
當(dāng)夜晚或陰天陽光不足時(shí),，繼電器導(dǎo)通,，蓄電池放電，保證負(fù)載不停電,。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的繼電器RELAYl為蓄電池放電開關(guān),，RELAYl導(dǎo)通／關(guān)斷的控制信號由單片機(jī)的I／O口輸出。本系統(tǒng)的負(fù)載為低壓鈉燈,，用于道路照明,，因此應(yīng)具備光控功能，即有太陽光時(shí),，RELAYl關(guān)斷,；當(dāng)夜晚或陰天陽光不足時(shí)，RELAYl導(dǎo)通,，蓄電池放電,，路燈照明。從保護(hù)蓄電池的角度出發(fā),，當(dāng)需要向負(fù)載供電而蓄電池電壓卻小于“過放
電壓”,，RELAYl也關(guān)斷，進(jìn)行“過放電保護(hù)”,，避免電池放空,，損壞蓄電池；當(dāng)太陽能電池方陣重新供電且只有當(dāng)蓄電池電壓重新升到浮充電壓,，需要為負(fù)載供電時(shí)RELAYl才重新導(dǎo)通,，接通負(fù)載回路。
2．3 低壓鈉燈的DC／AC低頻電子鎮(zhèn)流器系統(tǒng)電路
電子鎮(zhèn)流器連接在電源和一只或若干只氣體放電燈之間,，并將氣體放電燈的工作電流限制在規(guī)定值內(nèi),，用于對負(fù)載進(jìn)行輸出控制與檢測。低壓鈉燈屬于氣體放電燈,，由于氣體放電燈具有負(fù)阻工作特性,，所以要使其正常工作，應(yīng)配以鎮(zhèn)流器等控制裝置,。這些相關(guān)的控制裝置應(yīng)完成以下控制功能：1)限制和穩(wěn)定氣體放電燈的工作電流,；2)在蓄電池端電壓允許變化范圍內(nèi)應(yīng)能確保燈電壓、燈電流和燈功率穩(wěn)定,，使燈正常工作,。3)提供氣體放電燈所需的點(diǎn)火電壓,。4)在氣體放電燈負(fù)載點(diǎn)火工作之前應(yīng)提供所需的燈電極預(yù)熱功能。
目前對太陽能電源控制器,、低壓鈉燈及其配套電子鎮(zhèn)流器已有很多研究,，但在實(shí)際工程應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，由于上述3種設(shè)備或產(chǎn)品都是獨(dú)立開發(fā)的,，在工作中匹配性差,。有的低壓鈉燈啟動(dòng)不穩(wěn)定，有的甚至造成損壞,，在很大程度上限制了低壓鈉燈的應(yīng)用,。因此建議可把該低壓鈉燈的DC／AC低頻電子鎮(zhèn)流器系統(tǒng)電路模塊納入本控制器系統(tǒng)，設(shè)計(jì)成一個(gè)太陽能低壓鈉燈照明系統(tǒng)智能控制器,、鎮(zhèn)流器一體機(jī),。
2．4 LED顯示電路
此控制器采用了一個(gè)雙色LED發(fā)光二極管作為系統(tǒng)狀態(tài)指示燈,，該雙色LED發(fā)光二極管顯示非常直觀,，取代了以往多個(gè)指示燈。單片機(jī)通過檢測引腳17(ADl,，即BAT+電壓)的值與設(shè)定值相比較,，控制引腳2(P1．7)和引腳3(P1．6)的輸出電平，決定系統(tǒng)狀態(tài)指示燈的顏色和狀態(tài),。狀態(tài)指示燈顯示的狀態(tài)如表2所示,。
2．5 控制器工作模式選擇電路
本控制器預(yù)設(shè)了8種工作模式供用戶選擇(見表3)，用戶只需撥動(dòng)撥碼開關(guān)J1,。單片機(jī)將自動(dòng)檢測個(gè)人用戶選擇的控制器模式,，根據(jù)程序流程，分別實(shí)現(xiàn)不同模式下的功能,。
3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
該設(shè)計(jì)方案的軟件程序包括：主程序,、定時(shí)中斷程序、A／D轉(zhuǎn)換子程序,、外部中斷子程序,、充放電管理子程序、負(fù)載管理子程序,、LED顯示子程序等,。圖4為本系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)框圖。以“調(diào)試模式”為例,，本系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)程序流程如圖5所示,。
4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
根據(jù)以上設(shè)計(jì)思路，試制一臺樣機(jī),，由2個(gè)12 V 7 AH閥控式密封鉛酸蓄電池,、36 W低壓鈉燈和由直流電源模擬代替的80 Wp光伏陣列系統(tǒng)組成的實(shí)驗(yàn)平臺對樣機(jī)的各項(xiàng)性能指標(biāo)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究,。圖6是在穩(wěn)定階段的低壓鈉燈示波器的波形。結(jié)果表明,，本系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定,、可靠。
