蓄电池充放电控制电路
白天,光伏电池需要为蓄电池充电,以便蓄电池能够晚间对负载(路灯)供电,并且步进电机的工作电能也需要由光伏电池提供(若光伏电池的功率不足以带动电机,说明日照极差,无需转动电机),ARM板必须连续供电,白天由光伏电池供电,夜间由蓄电池供电,这一套充放电控制电路需要用到2个继电器,一个是控制蓄电池充电和放电,另一个控制ARM板的工作电压由光伏电池提供还是蓄电池提供,电路如图8所示。
图8 蓄电池充放电控制电路
电路右端Uin=20V作为输入电压, 通过BUCK降压电路将电压降到14V为蓄电池充电,Uo=Uin×D,要得到14V电压,设置Q2的占空比为70%。白天:2个继电器皆为常开状态A,光伏电池为步进电机和ARM供电(采用7805稳压管降压到5V),并为蓄电池充电,蓄电池正极接反相截至二极管,保证充电同时不放电。夜间(或日照极差,由光敏电阻判断):继电器1、2被吸合到B,步进电机停止工作,蓄电池为ARM供电,并带动负载(路灯)工作。
系统软件设计
本系统主要的控制作用都是由主控制软件实现的,主要包括:A/D模块,DC/DC 模块,MPPT 及蓄电池充放电控制等。系统重点在硬件设计,软件设计相对较简单,主程序流程图如图 9所示。
图9 主程序及主控后台程序流程图
结语
整个系统以ARM LPC2131 为核心对 DC/DC、 MPPT、蓄电池组充放电进行控制,采用最大功率点的跟踪,使光伏电池工作在最佳状态,使光伏电池的实际转换率由10% 提高到30%。系统通过自动跟踪测试,达到预期的性能指标,控制精度高,已由公司制作成品,并计划批量生产。它的制作简单、成本低、实用性强,这对于我国广阔的太阳能资源丰富地区,有着非常广阔的应用前景。