基于STC单片机的太阳能光伏控制器设计与实现

基于STC单片机的太阳能光伏控制器设计与实现

．３４．

《测控技术》２００９年第２８卷第１１期

基于ＳＴＣ单片机的太阳能光伏控制器设计与实现

孙荣高，孙德超

（浙江万里学院计算机系，浙江宁波３１５１０１）

摘要：为了提高太阳能光伏控制器的性价比，设计了运用ＳＴＣ单片机的太阳能光伏控制器。本控制器具有效率高、可靠性高、运行稳定、性价比高、适宜批量生产的特点。控制器实现了基于单片机ｓＴＣｌ２ＬＥ５４０２ＡＤ的工作状态控制和蓄电池能量管理，满足了太阳能光伏控制器在不同工作状态下的稳

定运行与准确切换的要求。蓄电池充放电精确控制也在此控制器中得到实现。实验结果表明，应用此

控制器的太阳能光伏系统效率高、运行稳定，蓄电池寿命也可延长。

关键词：控制器；单片机；蓄电池

中图分类号：ＴＰ２７３．５

文献标识码：Ａ

文章编号：１０００—８８２９（２００９）１１—００３４—０３

ＤｅｓｉｇｎａｎｄＲｅａｌｉｚａｔｉｏｎｏｆｔｈｅＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒｆｏｒｔｈｅＳｏｌａｒ

ＰｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃＢａｓｅｄ

ｏｎ

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ｕｎｉｔ）；ｓｔｏｒａｇｅ

ｂａｔｔｅｒｙ

太阳能光伏系统是近年来绿色能源发展蕈要的方向之一。随着全世界对环境保护的重视和科技进步，太阳能光伏系统正从实验室走向寻常百姓家庭。太阳能光伏系统中必备部分是控制器，而且系统对控制器的性能要求很高，它在很大程度上决定了太阳能光伏系统的可靠性。控制器的任务主要是保护光伏系统中的蓄电池。蓄电池在使用过程中经常遇到实际容量与标称容鼍不符和寿命过短的问题，究其原因虽然与电池制造质量有关，但实际使用中没有依电池本身的特点控制好参数，保持电池良好的工作状态也是一个非常荸要的因素，有时甚至是关键原阗。加强蓄电池的应用过程监控可以在花少量成本的前提下大大提高蓄

收稿日期：２００９—０５—１２

基金项目：甬科计［２００９］７４号；甬财政教［２００９］５３２号

电池的有效容量和使用寿命，从而提高太阳能光伏系统的町靠性。

太阳能作为一种新兴的绿色能源，以其永不枯竭、无污染、不受地域资源限制等优点，正得到迅速推广应用。太阳能光伏控制器有着广泛的应用前景。太阳能光伏系统通常由太阳能电池、蓄电池、灯和光伏控制器这４部分组成。光伏控制器具有蓄电池的充电控制、供电控制和蓄电池维护等功能。在现有的太阳能光伏系统中，普遍存在着效率不高、性价比低和蓄电池寿命短等问题。针对这些问题，笔者设计了一种新型的太阳能光伏控制器。本光伏控制器是基于ＳＴＣ单片机设计，对１２Ｖ和２４Ｖ蓄电池叮自动识别，可实现对蓄电池的科学管理，指示蓄电池过压、欠压等工作状态，具有一路负载输出，负载额定电流可达５Ａ，并具有负载过流和短路保护功能，又由于ＳＴＣ单片机具有ＩＳＰ在系统编程功能，使得控制器能够便于软件设计和软件升级，也就是说本控制器的开发需要投入的设备和

作者简介：孙荣高（１９５９一），男，研究生，主要研究方向为计算

机测控技术。

万方数据

基于STC单片机的太阳能光伏控制器设计与实现

基于ＳＩＣ单片机的太阳能光伏控制器设计与实现资金将大大减少。

１光伏控制系统的组成

太阳能光伏控制系统由太阳能电池板、蓄电池阵列、蓄电池控制器等组成。而控制器（图ｌ虚线框中所示）则由充电控制电路、供电控制电路、蓄电池监测电路等部分组成。光伏控制系统组成结构框图如图１所示。

直流供电一

负太阳能电池／七＝＝）｜蓄电池｝专＝ｏ爿逆变器

ｉ淼～ｉ『。淼交流供电

载

图１

太阳能光伏控制系统结构框图

太阳能光伏控制系统的工作原理是：太阳能电池板在受到光照后实现太阳能到电能的转换，产生直流电，然后通过控制器给蓄电池充电，蓄电池存储电能。在需要用电时，蓄电池通过控制器给负载放电，负载可直接使用直流电，也可以再经过逆变器将直流电逆变成２２０

Ｖ／３８０

Ｖ交流电供交流负载使用。充、放电过

程由控制器自动控制。２控制器设计

２．１硬件设计要求

控制器具有蓄电池过充电保护，过放电保护，充电控制，放电控制和负载短路保护。控制器采用了１个按钮ＰＢ和５个ＬＥＤ发光二极管，作为人机接口。ＬＥＤ指示灯分别为红（Ｌ１）、绿（Ｌ２）、黄（Ｌ３）、白（Ｌ４）、蓝（Ｌ５）５种颜色。

各个ＬＥＤ灯的意义说明如下：

①Ｌｌ：红色。在按下了按钮（ＰＢ）后，当Ｌ３（黄）点亮时，Ｌｌ、Ｌ２显示的是当前负载控制模式信息。红色的ＬＥＤ单独亮时，表明本控制器进入负载短路保护状态，而且红色的ＬＥＤ灯一直亮着，直到负载短路故障排除，控制器才退出负载短路保护状态。

②Ｌ２：绿色，电池状态显示。常亮表示电池电量

正常，可继续使用。绿色ＬＥＤ闪烁表示电池电量低，需要充电，但负载仍有输出。而蓄电池的过放电保护用黄色ＬＥＤ和绿色ＬＥＤ同时亮来表示。这个时候控制器将关闭负载放电电路。

③Ｌ３：黄色。在短时按下按钮ＰＢ后Ｌ３点亮不闪烁，表示Ｌ１、Ｌ２显示负载控制模式信息；平时黄色ＬＥＤ闪烁时，表示电池剩余电量已很少；而当黄色ＬＥＤ常亮后，负载就处于关闭状态，本控制器进入蓄

万方数据

３５

电池保护状态。并且只有蓄电池再次充电到一个比较安全的电压后，控制器才会退出蓄电池过放电保护状态。

④Ｌ４：白色。用于指示单片机的正常工作状态，

当本控制器处于非充电状态时，这个白色ＬＥＤ灯用

０．５

Ｈｚ左右的频率闪烁，当控制器进入充电状态时．

白色ＬＥＤ灯使用２Ｈｚ左右的频率闪烁，就是说用加快白色ＬＥＤ灯的闪烁来显示控制器进入了充电状态。

⑤Ｌ５：兰色。负载指示灯，负载接通时点亮，控制

器切断负载时Ｌ５熄灭。

本控制器还具有３种负载控制模式，可以通过设置在控制器中的一个按钮ＰＢ来实现这３个模式的转换。３个模式分别是：

①普通的路灯控制模式，就是在白天控制器关闭

负载，而一到夜晚控制器自动打开负载，进入夜间工作

状态。

②具有定时功能的路灯负载控制模式，就是控制

器在该控制模式下，除了增加一个在夜晚工作时定时ｈ关闭负载功能外，其余的与上一个的工作模式都一样。

③常开控制模式，是本控制器对负载的供电一直

处于打开状态，而是否给负载供电由负载电路控制，除

非蓄电池缺电，使本控制器进入了蓄电池过放电保护

状态了。

这３种模式的识别只需要按动本控制器上的一个

按键就可以确认本控制器目前处于这３个模式中的哪

一个，同时还可以通过按动这个按钮来切换这３个模式中的任何一个模式。这个功能是这样实现的，就是当短时间按动这个按钮时，控制器只是显示本控制器目前处于哪个控制模式，而如果按住这个按钮时间超过３ｓ，本控制器就会从一种工作模式转换到另一个模式。并且本控制器还利用了ＳＴＣ单片机的ＩＡＰ功能实现了把控制模式存入到ＦｌａｓｈＲＯＭ中，这样控制模

的控制模式，使得本控制器变的非常可靠。本控制器的工作状态可以分为３个部分。（１）太阳能电池电压的检测。

通过检测太阳能电池的电压判断当前的时间是处

于白天还是黑夜，从而决定控制器的控制方案。本控（２）电池电压的检测。

通过检测电池的电压，对蓄电池的充放电进行控６

式就可以实现了，不会因为本系统掉电而丢掉了系统

２．２控制状态分析

制器对负载的控制还与工作模式有关，在不同的工作模式下控制器具有不同的控制方式。

制，同时当电池的电压低于一定的数值后，使本控制器进入电池过放电保护状态。而当电池电压高于一定的

基于STC单片机的太阳能光伏控制器设计与实现

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数值时使本控制器进入蓄电池的过充电保护。另外本控制器还具有当电池即将进入过充电保护时，使用一定频率的ＰＷＭ充电方式来进行充电。在过充电保护期间也使用极低频率的ＰＷＭ充电方式来进行充电。这样可以有效地利用太阳能电能。同时也可以起到保护蓄电池的效果。

（３）负载短路检测。

当控制器检测到负载短路后，控制器立即关断负载电路，也就是切断电池对负载的供电，从而起到保护蓄电池的效果。并且该状态需要保持到负载短路现象消除后才能够再次给负载供电。２．３软件设计分析

控制系统的软件采用嵌入式Ｃ语言设计。使用Ｃ

语言进行嵌入式控制器的开发，有着汇编语言编程不可比拟的优势。首先具备编程调试灵活方便的优势。当前几乎所有系列的嵌入式系统都有相应的Ｃ语言

级别的仿真调试系统，使得它们的调试环境十分方便；

由于Ｃ语言的模块化开发方式，使得用它开发的程序模块不经修改就可被其他项目所用，有利于多人协同编程；生成的代码编译效率高，可移植性好，基于Ｃ语言环境下的嵌入式控制系统能基本达到平台的无关

性。采用ｃ语言进行控制系统的软件设计可以使本

控制器获得较高的可靠性，同时控制器也能够满足实时性要求，而且系统便于升级和系统维护，是目前控制系统软件设计的主要程序设计语言。

控制器在研制过程中，经过理论分析，以及实际的实验数据分析，数据滤波采用了程序判断滤波加平滑滤波的复合数据滤波方法，获得了很好的滤波效果。而且采样数据用于控制的数据是５个数据的和数，因为求平均值需要用到除法，而除的过程中会丢失一些数据信息。具体方法是，对采样获得的数据，经过第ｌ级数据滤波后，求得一组采样数据的和，把这个和数用

于判断控制的数据，当然在这个过程中需要先把控制

设定的数据乘以和数据的个数。该方法叮以如下表示：

设采样值为石ｌ，设定值为戈２，则判断条件语句可以表示为：

①使用求平均值的方法。

先求出采样平均值ｘｌ＝（ｚ１［１］＋菇ｌ［２］＋菇１［３］＋茗ｌ［４］＋ｚｌ［５］）／５；设采样次数是５次。

Ｉｆ（ｘｌ＜或＞ｘ２）转控制执行程序。

②使用本文中的控制方法。

ｘｌ＝ｘｌ［１］＋戈ｌ『２］＋聋ｌ『３］＋戈１『４］＋髫１［５］；（这个时候的ｚ１为５次的采样值的和数）。

Ｉｆ（ｘｌ＜或＞５×ｘ２）转控制执行程序。

经过试验，证实了采用这样的数据判断滤波町以

万方数据

《测控技术）２００９年第２８卷第１１期

获得满意的控制效果和较高的系统可靠性。特别是在采样值戈ｌ较小的时候更能够获得好的判断控制效果。３

试验情况

实际试验情况，在本控制器连接好太阳能电池板

后，从白天到黑夜和黑夜到白天的转换时间均是２ｍｉｎ

（这个时间数据可以在软件中调节设定）。在路灯模

式下，延时时间是５

ｈ５６ｍｉｎ。

①过放电保护测试。

当蓄电池电压为１１．５Ｖ时，控制器关闭负载。而在这个状态下，只有当蓄电池电压经过充电，电压回到

１２．５

Ｖ时，控制器才能够再次打开负载。②过充电保护测试。

当蓄电池电压充电达到１４．３Ｖ时，控制器关闭充

电电路。而当电压下降到１３．６Ｖ时，再次打开充电电

路。

③负载短路保护测试。

当负载功率为６０ｗ时，控制器关闭负载，并且在延时３６ｓ后，能够再次自动打开负载，而对于４５Ｗ的负载能够正常工作（本控制器设计的负载额定功率为

５０Ｗ）。

４

结束语

以上介绍的基于ＳＴＣ单片机的太阳能光伏控制

器是一个有实用意义的应用系统。太阳能的利用是目前新能源开发和利用的热门话题，而太阳能光伏控制器作为太阳能应用的一个晕要组成部分，在新能源技术革命中具有突出重要的位置。本设计将太阳能光伏系统的一个典型应用场合，即太阳能光伏控制器为研究对象，结合我国太阳能利用的水平和现状，提出了一个符合能源优化利用要求的太阳能光伏控制器设计，并实现蓄电池能量的可靠利用。参考文献：

［１］

陈维，沈辉，邓幼俊．太阳能光伏应用中的储能系统研究［Ｊ］．蓄电池，２００６，４３（１）．

［２］王斯成，陈子平，杨军，等．蓄电池剩余容量（ＳＯＣ）数学模型探讨和在线测试仪的开发［Ｊ］．太阳能学报，２００５，２６

（１）．

［３］

汪维东．气象环境监测控制器设计［Ｊ］．计算机测量与控制，２００８．１６（１０）．

［４］

李劲，程绍艳，李佳林，等．摹于ＺｉｇＢｅｅ技术的无线数据采集网络［Ｊ］．测控技术，２００７，２６（８）．

［５］张艳红，张崇巍，吕绍勤，等．新型太阳能控制器的研制［Ｊ］．节能．２００６，２５（２）．

［６］习博，方彦军．嵌入式电能在线监测系统的设计［Ｊ］．计算机工程与应用，２００７，（１２）：２２９—２３１．

口

基于STC单片机的太阳能光伏控制器设计与实现

基于STC单片机的太阳能光伏控制器设计与实现

作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：被引用次数：

孙荣高， 孙德超， SUN Rong-gao， SUN De-chao浙江万里学院计算机系,浙江,宁波,315101测控技术

MEASUREMENT & CONTROL TECHNOLOGY2009，28(11)0次

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无论硬件还是软件设计，基于单片机ATmega128的嵌入式工业控制器的设计都采用了目前系统设计中最为流行的方式。在硬件设计中，采用微控制器MCU+FPGA(CPLD)的方式。通过利用现场可编程门阵列FPGA设计微控制器的接口电路，使得电路的设计变得简单灵活。系统中使用的EPF10K20是

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在系统的设计中，保留了传统的可编程控制器(PLC)的多点输入和多点输出控制的要求。在系统中专门设计了输入输出点处理电路，它可以实现32个输入点信号的输入和实现32个输出点的控制。基于单片机ATmega128的嵌入式工业控制器的设计，适应了工业控制机向嵌入式发展的趋势，具有较高的实用价值。并较大程度地降低了造价和使用成本。

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10.期刊论文 孙雷.卢建刚.孙优贤.SUN Lei.LU Jiangang.SUN Youxian 基于单片机的新型提花机控制器 -纺织学报2007,28(7)

为解决基于单片机的电子提花机所面临的问题,提出一种新的基于单片机W78E516B的嵌入式提花机控制器,包括硬件电路和单片机软件.分析了控制器实际中遇到的及可能遇到的技术问题,提出相应的对策.用U盘代替软盘输入花样数据,解决了花样纬数受限制的实际问题.控制器实现了意外停机保护功能,且意外停机后可以快速恢复生产,文件管理系统经过反复拷贝删除也不会产生碎片.经在多家工厂运行,结果表明使用该控制器的提花机动作简洁、准确.

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