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基于新型基板封裝技術(shù)的風光互補LED照明控制器設(shè)計

作者: 時間:2013-07-02 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

1 引言

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/175014.htm

目前,風光互補系統(tǒng)發(fā)展較快,風光互補器種類較多,但真正能很好的達到經(jīng)濟性.可靠性和安全性的系統(tǒng)還不多,其主要的原因之一是沒有一個良好的系統(tǒng).風光互補照明器工作在戶外環(huán)境中,是風光互補系統(tǒng)的核心,對控制器的技術(shù)要求較高,在滿足使用功能的前提下還要做到控制智能化.可靠化.壽命長.穩(wěn)定性好.

常規(guī)的光伏控制器在蓄電池充滿以后,會啟動開路保護模式,斷開太陽能電池板與蓄電池的充電回路,達到保護蓄電池的作用.但是對風光互補照明系統(tǒng)而言,在蓄電池過充時風機是不能直接進行開路保護,一般都是采用卸荷器對風機進行剎車.

本文通過深入研究風光互補照明系統(tǒng)工程應(yīng)用存在的問題,結(jié)合多年的實踐經(jīng)驗,提出了一種基于新型基板封裝的風光互補照明控制器設(shè)計方法,其采用新穎的電路和特殊的電路封裝方式,很好的解決目前現(xiàn)有風光互補照明系統(tǒng)出現(xiàn)的剎車故障問題,提高了風光互補照明系統(tǒng)的可靠性.

2系統(tǒng)構(gòu)成

如圖1所示,風光互補照明系統(tǒng)由風力發(fā)電機.太陽能電池板.蓄電池.控制器和卸荷器等五大部分組成.

整個系統(tǒng)中,控制器的功能主要包括蓄電池的充放電管理.燈的通斷及全/半控制.風機的充電及卸荷控制.系統(tǒng)軟硬件方面的保護等.

3 系統(tǒng)設(shè)計

3.1控制器原理

風光互補控制器按功能模塊分為控制電路與電路,如圖2所示.

控制電路包括單片機.AD轉(zhuǎn)換電路.顯示按鍵電路.10驅(qū)動電路.硬件保護電路和接口電路;功率電路板采集到的蓄電池.太陽能電池板.燈的電壓和電流信號通過接口電路送入AD轉(zhuǎn)換電路,AD轉(zhuǎn)換電路將信號轉(zhuǎn)換為單片機能夠識別的信號,送人單片機,由單片機對轉(zhuǎn)換后的結(jié)果進行處理,然后給出控制指令,發(fā)送給顯示按鍵電路和IO驅(qū)動電路;功率電路包括蓄電池電路.太陽能電池板電路.LED燈電路.風力發(fā)電機電路.卸荷比較電路.風機卸荷電路和接口電路,外部設(shè)備蓄電池.太陽能電池板.LED燈分別連接到蓄電池電路.太陽能電池板電路和LED燈電路,經(jīng)風力發(fā)電機電路輸出的電壓信號送入卸荷比較電路,由卸荷比較電路比較,并發(fā)出控制指令至風機卸荷電路.

3.2常規(guī)卸荷控制方法

在風光互補照明系統(tǒng)中,當蓄電池過充或風速過高時需要對風機進行剎車,常用的保護控制方法是經(jīng)過控制器AD轉(zhuǎn)換電路采集風機整理輸出電壓,通過單限比較電路來判斷風機卸荷與否.

如圖3所示,Vcc-Wind.GND-Wind分別為風機整流后的輸出端,LM393D為比較芯片,2腳為比較器輸人參考電壓端.3腳通過分壓電阻R23.R24將風機輸入電壓輸入到3腳.TVS為穩(wěn)壓.防沖擊二極管,CIO為濾波電容.通過比較風機整流后的電壓來產(chǎn)生門控型號Gate Shunt輸出高,低電平來控制是否卸荷.

如圖3所示,單限比較器很靈敏,理想情況下比較器的輸入電壓達到參考電壓時,比較器切換輸出狀態(tài),但是實際情況下風能隨機性較大,產(chǎn)生的電壓斷斷續(xù)續(xù),比較器的開關(guān)特性為非線性,于是會造成比較器平繁的切換狀態(tài),抗干擾能力比較差.

這時控制風機卸荷的MOS開關(guān)管處于導通與半導通狀態(tài),MOS容易燒毀,造成控制器的損壞.

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