太陽能發(fā)電MCU的光伏控制系統(tǒng)給與電網(wǎng)穩(wěn)定保障

電源模塊：由鉛酸蓄電池提供電源，通過78xx等電源芯片為MCU確保穩(wěn)定的工作電源(2.5V-6V)。

鍵盤輸入：可采用標(biāo)準(zhǔn)的行列式鍵盤(或在光伏系統(tǒng)中預(yù)留接口，在需要設(shè)定時接入)，也可訂制專用的簿膜按鍵。

LCD顯示：由于液晶顯示器具有功耗極低、體積孝重量輕等特點(diǎn)，所以適用于鉛酸蓄電池供電的系統(tǒng)。

遠(yuǎn)程通訊接口：系統(tǒng)采用異步串行通信，在PIC16C5x內(nèi)部沒有異步串行通信口，可用軟件來完成異步串行通信(RS-232標(biāo)準(zhǔn)的異步串行通信)，結(jié)果證明工作非常可靠、穩(wěn)定。同時用軟件來完成串行通信，也降低了系統(tǒng)的硬件成本。

MOSFET控制模塊：MCU的系統(tǒng)邏輯控制信號，通過MOSFET控制模塊形成MOSFET的門極控制電壓，來完成對系統(tǒng)的狀態(tài)及保護(hù)邏輯控制。

此外，考慮系統(tǒng)可使用于不同的功率，對于所使用的MOSFET和大功率開關(guān)管都留有充足的裕量，來滿足不同系統(tǒng)的要求。同時系統(tǒng)中還給出一些LED，為了便于直接觀察系統(tǒng)的狀態(tài)和出現(xiàn)的問題，

2.2 光伏系統(tǒng)邏輯控制的軟件部分

本光伏系統(tǒng)適用于多種中、小功率的光伏應(yīng)用系統(tǒng)，對于具體的光伏應(yīng)用系統(tǒng)其硬件、軟件可稍作具體更改，基本的主程序是初始化時，完成PIC16C5x的 I/O配置和中斷設(shè)置，在循環(huán)等待過程中，采集判斷系統(tǒng)所處的狀態(tài)，并進(jìn)入相應(yīng)的狀態(tài)處理子程序，同時等待鍵盤輸入和串行通信的起始位，流程參見圖4。

異步串行通信是通過設(shè)置通用I/O口，以軟件形式來完成異步串行通信。同時系統(tǒng)通過鍵盤的輸入，來控制LCD的顯示內(nèi)容，由LCD在線顯示系統(tǒng)所處的狀態(tài)，表明系統(tǒng)充電或放電狀態(tài)。也可選擇顯示蓄電池電壓、容量及充放電電流的大校所有這些數(shù)據(jù)可在需要時通過串行通信傳送給上位機(jī)進(jìn)行進(jìn)一步處理，將使得光伏的維護(hù)和檢修更加方便。這部分程序流程可參考通用的異步串行通信程序和液晶顯示程序。3、光伏系統(tǒng)邏輯控制的應(yīng)用實(shí)例

光伏系統(tǒng)邏輯控制可廣泛應(yīng)用與中小功率太陽能系統(tǒng)，如在太陽能路燈和太陽能草坪燈方面的應(yīng)用。由于太陽能供電的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，近年來得到迅速發(fā)展。草坪燈、路燈等中小功率設(shè)備，以照明和裝飾為目的，滿足移動性要求，克服電路鋪設(shè)困難，適合防水要求，這些都使得由太陽能電池供電的系統(tǒng)顯示出特有的優(yōu)勢。

太陽能電池可采用30瓦左右晶體硅太陽電池組件，照明器件當(dāng)功率為1瓦左右，可選用高亮度LED組件，功率大于1瓦以上，可采用直流高效節(jié)能燈。當(dāng)系統(tǒng)配備12V10AH左右的免維護(hù)鉛酸蓄電池，太陽光照一天，可照明12小時。陰雨2天正常工作。

系統(tǒng)具有浮充、蓄電池過充、過放保護(hù)功能。使蓄電池更可靠地長久工作。此外，光伏控制系統(tǒng)還具有蓄電池開路、短路、接反、防反充電、負(fù)載過電壓、輸出負(fù)載短路等完善的保護(hù)功能，并可實(shí)時顯示系統(tǒng)的狀態(tài)，對充電電壓、電流，放電電壓、電流等給以LCD和LED顯示。同時也為遠(yuǎn)程控制與通訊提供了接口，便于對多個系統(tǒng)進(jìn)行整體管理，便于整體維護(hù)，提高系統(tǒng)的性價比。系統(tǒng)流程圖把系統(tǒng)狀態(tài)分為三個狀態(tài)：

狀態(tài)1--蓄電池電壓過低，不能再放電，否則影響蓄電池壽命;

狀態(tài)2--蓄電池電壓正常，可進(jìn)行充放電;

狀態(tài)3--蓄電池電壓過高，對負(fù)載有傷害，需進(jìn)行放電后，方可接入負(fù)載。對于照明系統(tǒng)還可加上感光器件，實(shí)現(xiàn)燈的自動控制，系統(tǒng)控制邏輯流程示意圖參見圖5

4、小結(jié)

隨著世界能源的緊張，環(huán)保意識的加強(qiáng)，對太陽能的利用越來越受到人們的重視。本篇所述基于MCU的光伏控制系統(tǒng)，完善了太陽能充電系統(tǒng)，使其對鉛酸蓄電池的充放更加合理，對負(fù)載的保護(hù)也更加完善。同時提供在線的電流、電壓顯示和與上位機(jī)通信。本系統(tǒng)通過了實(shí)踐的檢驗(yàn)，證明了其合理性和實(shí)用性。