太陽(yáng)能電源低壓鈉燈智能控制器的設(shè)計(jì)

摘要：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(yáng)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(yáng)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。最后結(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(yáng)能；控制器

近年來再生能源技術(shù)廣受重視，而太陽(yáng)能發(fā)電由于有先進(jìn)的電力電子技術(shù)輔助，已成為極具潛力的再生能源之一。低壓鈉燈(LPS)作為光效最高和光衰較小的光源，是道路照明光源的最佳選擇，與太陽(yáng)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(chǎng)上已有各種各樣的針對(duì)不同類型負(fù)載的太陽(yáng)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(yáng)能電源控制器，采用低壓鈉燈作為負(fù)載。太陽(yáng)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(yáng)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(duì)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(zhǎng)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(yáng)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(yáng)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(yáng)能光伏系統(tǒng)主要由太陽(yáng)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(yáng)能綜合利用系統(tǒng)的構(gòu)成可知，負(fù)載以太陽(yáng)光為能源，白天太陽(yáng)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(yáng)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(yáng)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?？刂破髡w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。