太陽能和市電互補(bǔ)供電系統(tǒng)

　　充電電路設(shè)計

　　本系統(tǒng)采用12V鋰電池來存儲電能，要將太陽能存儲到蓄電池必須用到充電器，系統(tǒng)選擇了基于CN3722的充電電路，如圖5所示。CN3722是一款可使用太陽能電池供電的PWM降壓模式充電管理集成電路，具有太陽能電池最大功率點(diǎn)跟蹤功能。CN3722具有恒壓充電模式和恒流充電模式。其輸入電壓范圍寬，可達(dá)7.5V～28V，充電電流達(dá)5A，PWM開關(guān)頻率300kHz，具有電池溫度監(jiān)測、充電狀態(tài)指示、軟啟動、電池端過壓保護(hù)等功能。

　　C2、C4是輸入、輸出濾波電容，可減小電壓紋波。R5、R8構(gòu)成電阻分壓網(wǎng)絡(luò)，可以實現(xiàn)對太陽能電池板最大功率點(diǎn)進(jìn)行跟蹤。LED1、LED2是充電狀態(tài)指示燈。R4、R6構(gòu)成電阻分壓網(wǎng)絡(luò)反饋到FB管腳，CN3722根據(jù)FB管腳電壓決定輸出電壓。C5、C6、C7和R7構(gòu)成三個補(bǔ)償回路，保證了電流調(diào)制和電壓調(diào)制的穩(wěn)定性。

　　太陽能電池的最大功率點(diǎn)電壓為：

　　恒壓充電狀態(tài)電池端對應(yīng)的電壓為(其中 =50nA)：

　　系統(tǒng)軟件設(shè)計

　　系統(tǒng)以STC12C5A60S2單片機(jī)為控制中心，程序流圖如圖6所示。單片機(jī)通過AD檢測蓄電池的電量，當(dāng)電量低于75%時，市電單獨(dú)供電;當(dāng)電量為75%～90%時，太陽能和市電并聯(lián)供電;當(dāng)電量高于90%時，太陽能單獨(dú)供電。同時，單片機(jī)通過AD檢測東、西方向光敏電阻的阻值來調(diào)整電機(jī)，直至太陽能電池板與太陽光照方向垂直。

　　結(jié)論

　　系統(tǒng)利用了單片機(jī)控制技術(shù)、傳感器檢測技術(shù)、電源技術(shù)等，實現(xiàn)了太陽能和市電互補(bǔ)供電功能，根據(jù)蓄電池剩余電量的多少，系統(tǒng)可工作于太陽能單獨(dú)供電、市電單獨(dú)供電以及太陽能和市電并聯(lián)供電三種模式。系統(tǒng)具有自動跟蹤太陽光功能，太陽能電池板始終與太陽光照射方向垂直，最大限度利用了太陽能。系統(tǒng)實用性強(qiáng)，安全可靠性高，價格低廉，有較好的推廣性，可應(yīng)用到室外低壓場合。隨著太陽能轉(zhuǎn)換效率的提高、轉(zhuǎn)換設(shè)備價格的降低，這種雙電源供電系統(tǒng)可以作為小型動力設(shè)備的電源，并起到不間斷電源的作用。

　　參考文獻(xiàn)：

　　[1] 廖惜春,項華珍,徐秀平.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)[M].武漢:華中科技大學(xué)出版社,2008
　　[2] 沙占友,王彥明,馬洪濤.開關(guān)電源優(yōu)化設(shè)計[M].北京:中國電力出版社,2009
　　[3] 殷明.太陽能-市電互補(bǔ)LED路燈控制系統(tǒng)的設(shè)計[J].機(jī)電技術(shù).2012,(6):115-119
　　[4] 王偉,吳犇,金科.太陽能光伏/市電聯(lián)合供電系統(tǒng)[J].電工技術(shù)學(xué)報.2012,27(10):249-254
　　[5] 王秀玲,張嘉英,吳武臣.太陽能與市電互補(bǔ)LED照明控制系統(tǒng)研究[J].計算機(jī)應(yīng)用與軟件.2011,28(2):192-194