一種基于ATmega128單片機(jī)的太陽(yáng)能充電控制器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種基于ATmega128單片機(jī)的太陽(yáng)能充電控制器，屬于太陽(yáng)能充電設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】。技術(shù)方案是：太陽(yáng)能電池板（1）、Cuk電路單元（2）、蓄電池（8）依次連接，ATmega128單片機(jī)（6）的輸出端通過(guò)PWM控制電路單元（3）與Cuk電路單元（2）的輸入端互相連接，Cuk電路單元的輸出端分別通過(guò)隔離反饋單元（4）與PWM控制電路單元（3）互相連接、通過(guò)采樣單元（5）與ATmega128單片機(jī)（6）的輸入端互相連接，液晶顯示單元（7）與ATmega128單片機(jī)（6）的輸出端互相連接。本實(shí)用新型以AVR單片機(jī)ATmega128為核心，以蓄電池控制載體，充分利用高性能AVR單片機(jī)的片內(nèi)資源，通過(guò)ATmega128單片機(jī)和1602液晶進(jìn)行電壓采樣和顯示，可充分利用75w光伏電池板所產(chǎn)生的能量，可以更有效地利用太陽(yáng)能。
【專利說(shuō)明】—種基于ATmega128單片機(jī)的太陽(yáng)能充電控制器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種基于ATmegal28單片機(jī)的太陽(yáng)能充電控制器，屬于太陽(yáng)能充電設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)太陽(yáng)能光伏發(fā)電在世界范圍內(nèi)高速發(fā)展，我國(guó)太陽(yáng)能光伏技術(shù)的研發(fā)水平也在不斷提高，目前我國(guó)家用光伏發(fā)電系統(tǒng)主要是直流系統(tǒng)。光伏電池發(fā)出的電能給蓄電池充電，蓄電池可直接供電給各類負(fù)載，急需可充分利用光伏電池能量的設(shè)備出現(xiàn)。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型目的是提供一種基于ATmegal28單片機(jī)的太陽(yáng)能充電控制器，利用模擬電子技術(shù)、電力電子技術(shù)和單片機(jī)信號(hào)采集處理技術(shù)完成太陽(yáng)能電池板對(duì)蓄電池充電的控制過(guò)程中，Cuk (斬波)電路實(shí)現(xiàn)升降壓變化，隔離反饋實(shí)現(xiàn)恒壓充電，PWM (脈沖寬度調(diào)制)控制與驅(qū)動(dòng)能根據(jù)反饋信號(hào)情況控制Cuk電路單元工作。充分利用75 w (瓦特)光伏電池板所產(chǎn)生的能量，解決【背景技術(shù)】中存在的上述問(wèn)題。
[0004]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:一種基于ATmegal28單片機(jī)的太陽(yáng)能充電控制器，包含太陽(yáng)能電池板、Cuk電路單元、PWM控制電路單元、隔離反饋單元、采樣單元、ATmegal28單片機(jī)、液晶顯示單元和蓄電池，所述太陽(yáng)能電池板、Cuk電路單元、蓄電池依次連接，ATmegal28單片機(jī)的輸出端通過(guò)PWM控制電路單元與Cuk電路單元的輸入端互相連接,Cuk電路單元的輸出端分別通過(guò)隔離反饋單元與PWM控制電路單元互相連接，通過(guò)采樣單元與ATmegal28單片機(jī)的輸入端互相連接，液晶顯示單元與ATmegal28單片機(jī)的輸出端互相連接。
[0005]所述PWM控制電路單元包含TL494集成芯片。
[0006]所述隔離反饋單元包含光耦PC817元件。
[0007]所述采樣單元為I / 4分壓后A/D (模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換)采樣電壓?jiǎn)卧?br> [0008]所述太陽(yáng)能電池板為75W光伏電池板。
[0009]本實(shí)用新型的有益效果是:以AVR單片機(jī)ATmegal28為核心，以蓄電池控制載體，充分利用高性能AVR單片機(jī)的片內(nèi)資源，主要采用Cuk電路單元和光耦電壓反饋，并利用TL494實(shí)現(xiàn)PWM控制，LM393加互補(bǔ)功放實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)，通過(guò)ATmegal28單片機(jī)和1602液晶進(jìn)行電壓采樣和顯示，可充分利用75 w光伏電池板所產(chǎn)生的能量，可以更有效地利用太陽(yáng)能。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)框圖；
[0011]圖2是本實(shí)用新型的Cuk電路單元的原理圖；
[0012]圖3是本實(shí)用新型隔離反饋單元的原理圖；
[0013]圖中:太陽(yáng)能電池板I ;Cuk電路單元2 ;PWM控制電路單元3 ;隔離反饋單元4 ;采 樣單元5 ；ATmegal28單片機(jī)6 ;液晶顯示單元7 ;蓄電池8。
【具體實(shí)施方式】
[0014]以下結(jié)合附圖，通過(guò)實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0015]—種基于ATmegal28單片機(jī)的太陽(yáng)能充電控制器,包含太陽(yáng)能電池板1、Cuk電路單元2、PWM控制電路單元3、隔離反饋單元4、采樣單元5、ATmegal28單片機(jī)6、液晶顯示單元7和蓄電池8，所述太陽(yáng)能電池板l、Cuk電路單元2、蓄電池8依次連接，ATmegal28單片機(jī)6的輸出端通過(guò)PWM控制電路單元3與Cuk電路單元2的輸入端互相連接，Cuk電路單元2的輸出端分別通過(guò)隔離反饋單元4與PWM控制電路單元3互相連接,通過(guò)采樣單元5與ATmegal28單片機(jī)6的輸入端互相連接，液晶顯示單元7與ATmegal28單片機(jī)6的輸出端互相連接。
[0016]所述PWM控制電路單元3包含TL494集成芯片。
[0017]所述隔離反饋單元4包含光耦PC817元件。
[0018]所述采樣單元5為I / 4分壓后A/D (模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換)采樣電壓?jiǎn)卧?br> [0019]所述太陽(yáng)能電池板I為75W光伏電池板。
[0020]DC / DC (直流/直流)變換拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的選擇采用Cuk電路單元，該電路實(shí)際上就是Boost — Buck電路，可通過(guò)控制功率開關(guān)管的導(dǎo)通與時(shí)間比來(lái)實(shí)現(xiàn)電壓的變換，還能夠?qū)崿F(xiàn)升降壓。而且該電路輸入電流連續(xù)，開關(guān)管公共端接地。PWM控制采用專用集成芯片如TL494。集成電路有性能穩(wěn)定、精度較高、自帶電源基準(zhǔn)，易于實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制、所需的外圍元件少、產(chǎn)生的PWM信號(hào)頻率高、以及毋需復(fù)雜的編程等優(yōu)點(diǎn)。反饋電路方案選擇采用光耦隔離TIA31的形式。這種反饋性號(hào)與輸出信號(hào)隔離，反饋精度高，易于達(dá)到要求。采用MOS管的專用集成芯片如IR2110驅(qū)動(dòng)。該芯片柵極驅(qū)動(dòng)電壓范圍寬(10?20 V)，施密特邏輯輸入，輸入電平與TTL及COMS電平兼容，死區(qū)時(shí)間內(nèi)置，輸出、輸入同相，低邊輸出死區(qū)時(shí)間調(diào)整后與輸入反相。而且專用集成芯片性能好、體積小，故選用MOS管的專用集成芯片IR2110來(lái)驅(qū)動(dòng)。
[0021 ] 1、DC-DC轉(zhuǎn)換電路一Cuk電路單元
[0022]Cuk電路單元是I種可升、降壓的直流變換器電路，它基本可看成是升壓電路和降壓電路相結(jié)合的一種開關(guān)電路，其原理圖如圖2所示。理論上其輸入輸出電壓關(guān)系為:，調(diào)節(jié)占空比D，即凋節(jié)開關(guān)管的導(dǎo)通與關(guān)斷時(shí)間比來(lái)調(diào)節(jié)輸出電壓。
[0023]2、基于TL494的PWM控制電路
[0024]TL494是I個(gè)固定頻率的脈沖寬度調(diào)制電路，振蕩頻率由5、6腳外接的電阻和電容來(lái)決定，fosc=l.1/RC，其上限頻率為400 kHz ; 14腳接地為并聯(lián)單端輸出方式。
[0025]3、反饋電路
[0026]電壓反饋電路作用是保證充電控制器輸出給蓄電池電壓穩(wěn)定，光耦PC817實(shí)現(xiàn)輸入與輸出的隔離。輸出電壓變大時(shí)，R19a上分的電壓就變大高于TL431基準(zhǔn)端的電壓，以致TL431開通，光耦輸入電流較大，光耦內(nèi)光控三極管飽和，通過(guò)R19d把比較高的電位送給TL494的I端。I腳是TL494內(nèi)部誤差放大器的同向輸入端，通過(guò)TL494改變控制信號(hào)的PWM信號(hào)，從而使輸出電壓穩(wěn)定。
[0027]4、采樣輸出顯示的設(shè)計(jì)[0028]由于輸入到12 V蓄電池兩端電壓的變化范圍應(yīng)控制在11.8?14.7 V。在充電電壓達(dá)到14.7 V最高限制電壓后，保持該電壓繼續(xù)充2— 4 h才達(dá)到飽和。所以對(duì)蓄電池兩端輸入通過(guò)電阻經(jīng)I / 4分壓后進(jìn)行采樣，具體采用MSP430單片機(jī)的6.0引腳來(lái)完成采樣。并且通過(guò)MSP430單片機(jī)和1602液晶，編程來(lái)實(shí)現(xiàn)顯示分壓前蓄電池兩端的輸入電壓。并通過(guò)程序完成電壓超過(guò)14.7 V上限時(shí)報(bào)警燈閃爍，1602顯示“VOLTAGE HIGH”。當(dāng)電壓低于11.8 V下限時(shí)報(bào)警燈也閃爍，1602顯示“VOLTAGE LOW”。由于最大充電電流約為8 A，在此采用8 A保險(xiǎn)絲實(shí)現(xiàn)硬件電路的過(guò)流保護(hù)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于ATmegal28單片機(jī)的太陽(yáng)能充電控制器，其特征在于:包含太陽(yáng)能電池板(l)、Cuk電路單元(2)、PWM控制電路單元(3)、隔離反饋單元(4)、采樣單元(5)、ATmegal28單片機(jī)(6 )、液晶顯示單元(7 )和蓄電池(8 )，所述太陽(yáng)能電池板(I)、Cuk電路單元(2 )、蓄電池(8)依次連接，ATmegal28單片機(jī)(6)的輸出端通過(guò)PWM控制電路單元(3)與Cuk電路單元(2)的輸入端互相連接，Cuk電路單元(2)的輸出端分別通過(guò)隔離反饋單元(4)與PWM控制電路單元(3)互相連接、通過(guò)采樣單元(5)與ATmegal28單片機(jī)(6)的輸入端互相連接，液晶顯示單元(7)與ATmegal28單片機(jī)(6)的輸出端互相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于ATmegal28單片機(jī)的太陽(yáng)能充電控制器，其特征在于:所述PWM控制電路單元(3)包含TL494集成芯片。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于ATmegal28單片機(jī)的太陽(yáng)能充電控制器，其特征在于:所述隔離反饋單元(4)包含光耦PC817元件。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于ATmegal28單片機(jī)的太陽(yáng)能充電控制器，其特征在于:所述采樣單元(5)為I / 4分壓后A/D采樣電壓?jiǎn)卧?br> 5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于ATmegal28單片機(jī)的太陽(yáng)能充電控制器，其特征在于:所述太陽(yáng)能電池板(I)為75W光伏電池板。
【文檔編號(hào)】H02M3/156GK203691037SQ201420067766
【公開日】2014年7月2日 申請(qǐng)日期:2014年2月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月17日
【發(fā)明者】翟志強(qiáng) 申請(qǐng)人:保定天威保變電氣股份有限公司