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1、 目录摘要. 1第1章 绪论.31.1 课题背景31.2 光伏发电技术现状41.2.1国内外技术现状51.2.2光伏路灯控制器技术的现状41.3 设计指标51.4 设计思路5本章小结5第2章 方案选择及单元电路的设计.62.1 方案选择及方框图62.1.1 方案选择62.1.2 方框图62.2 太阳能充电器电路的原理72.2.1太阳能电池72.2.2 单片机电路介绍. 82.2.3锂蓄电池的充电特性122.2.4 控制器充放电电路132.2.5 液晶显示电路14 2.2.6报警电路设计.15 2.2.7 PADS简介.16 2.3 本章小结18第三章 锂蓄电池电压电流的检测. 193.1锂蓄电
2、池电压的检测193.3本章小结20第四章 系统软件设计. 205.1 设计思路205.2系统主程序流程205.3 初始化子程序205.4 A/D转换子程序22 5.5显示子程序. 225.6本章小结22结 论. 23致 谢. 25参考文献. 26附录1 程序.27摘 要 化石能源的日益枯竭、人们对环境保护问题的重视程度也在不断提高，寻找洁净的替代能源问题变得越来越迫切。太阳能作为一种可再生能源它具有取之不尽、用之不竭和清洁安全等特点，因此有着广阔的应用前景，光伏发电技术也越来越受到人们的关注，随着光伏组件价格的不断降低和光伏技术的发展，太阳能光伏发电系统将逐渐由现在的补充能源向替代能源过渡。使
3、用手机的人都有过这样的经历，外出或旅游时电池突然没电了，因不能及时找到或没有220V市电而无法给手机充电，影响了手机的正常使用。为了解决这一问题，本课程设计介绍一种多用太阳能手机充电器，利用单片机控制，将太阳能经过电路变换为稳定直流电给手机充电，并能在电池充电完成后自动停止充电，还可作为一般直流电源使用，从而摆脱对市电的依赖而获得通信的自由。与常规的充电器相比，太阳能充电器有着明显的优势。关键词：太阳能，电池，单片机，智能AbstractIncreasing depletion of fossil energy, its emphasis on environmental protection
4、 are also rising, look for clean alternative energy issues become more urgent. Solar energy as a renewable energy it has an inexhaustible and clean and safe and so on, so have a broad application prospects, photovoltaic power generation technology is more and more attention, with the PV module conti
5、nue to lower prices and photovoltaic technology, solar PV systems will gradually supplement the energy from the current transition to alternative energy. People who use mobile phones have had the experience, go out or travel no electricity when the battery suddenly, and because they can not be found
6、 or does not timely 220V electricity and not to charge their cell phones affect the normal use of mobile phones. To solve this problem, the course design introduces a multi-purpose solar charger, use MCU control, will transform solar energy through the circuit to stabilize the direct current to char
7、ge their cell phones and can charge the battery automatically stops charging after, but also as a general DC power use, so get rid of dependence on electricity obtained the freedom of communication. Compared with the conventional charger, solar charger has a clear advantage.Key words: solar energy,
8、battery, single chip, intelligent,第1章 绪论1.1 课题背景能源是经济、社会发展和提高人民生活水平的重要物质基础，能源问题是一个国家至关重要的问题。随着科学技术和全球经济地飞速发展，对能源的需求也在日趋增长。自20世纪70年代的世界石油危机以来，人们才真正意识到，化石燃料的储量是有限的，能源危机迫在眉睫。从全球来看，已探明的可支配的传统能源储量在不久的将来即将耗尽，能源问题的突出，不仪表现在常规能源的匮乏不足，更重要的是化石能源的开发利用对牛态环境的污染破坏：大气中的颗粒物和二氧化硫浓度增高，局部地区形成酸雨。而每年排放的大量二氧化碳带来的温室效应，使全球气
9、候变暖，自然灾害频繁。常规能源在给人类社会带来飞速发展的同时，也在很大程度上使人类社会面临着前所未有的困难和挑战。这些问题最终将迫使人们改变能源结构，依靠科技进步，大规模地开发利用可再生洁净能源，实现可持续发展。虽然在可预见的将来，矿物燃料仍将在世界能源结构中占有相当的比重，但人们对核能以及太阳能、风能、地热能、水力能、生物能等可再生能源资源的利用日益重视，在整个能源消耗中所占的比例正在显著地提高。其中，太阳能作为一种新型的绿色可再生能源，与其他新能源相比，是最理想的可再生能源。太阳能利用辛要有光热利用和光伏发电利用这两种主要形式。我国低温光热利用已经具有可观的规模，相关技术研究也比较成熟。光
10、伏利用近期在世界范围内高速发展，所谓“光伏发电”是直接将太阳光转换为电能的一种发电形式。光伏发电具有取之不尽且无污染等优点，日前在我国，光伏发电主要应用在如下领域：西部偏远地区电力供应、通讯及交通设施、气象台站、航标灯和照明路灯。光伏发电的照明路灯应月J具有节能性、经济性和实川性等优点，在众多应用领域中具有最广泛的发展前景。本课题为研制一套独立光伏电源控制器，廊州于LED路灯照明系统。通常独立照明系统由太阳能电池、蓄电池、充放电控制器和负载LED组成。由于系统的稳定性严格受到蓄电池和LED寿命的影响，本课题研制的充放电控制器通过实时监测系统允放电回路的相关信息，确定相应的允放电策略，实现了稳定
11、太阳能电池输出、优化蓄电池充电方法和保护蓄电池及负载的目的，最终提高了太阳能电池的利用率和整个照明系统的可靠性。1.2 光伏发电技术现状1.2.1国内外技术现状太阳能是用之不尽的清洁能源，当今世界各国特别是发达国家对光伏发电特别重视。2008年世界太阳能光伏发电装机总容量达到56Gw。目前，太阳能光伏发电主要集中在日本、欧盟和美国，其太阳能光伏发电量约占世界光伏发电量的80。今后太阳能光伏发电系统主要围绕高效率、低成本、长寿命、美观实用等方向发展。专家们预测到2050年，太阳能光伏发电在发电总量中将占1315，到2100年将约占64。我国光伏组件生产能力逐年增强，装机容量逐年增加，2007年累
12、计容量达100MW。20052010年，我国的太阳能电池主要用于独立光伏发电系统，发电成本到2010年将约为120元(kwh)；20102020年，太阳能光伏发电将会由独立光伏发电系统转向并网发电系统，发电成本到2020年将约为060元(kwh)。到2020年，我国太阳能光伏产业的技术水平有望达到世界先进行列。1.2.2光伏路灯控制器技术的现状光伏电源路灯控制器是光伏发电系统进行控制和管理的设备。在欧美、日本和美国，并网发电技术已经相对完善，对于光伏电源控制的研究主要集巾在改进逆变器的拓扑结构，优化控制策略，孤岛效应的检测和解决、降低系统能耗，提高系统_T作效率等问题上。国内具有代表性的光伏发
13、电系统专用逆变器制造商有合肥阳光、北京日佳、北京自动化研究院、北京恒电、南京冠、北京计科等企业。中科院电工所、北京自动化研究院、北京索英、北京日佳、北京计科等氽业开发出的并网逆变器都在实际工程中得到了应用，性能和效果良好。在独立光伏发电系统中，电源控制器是整个系统的核心组成部分，负责对储能设设备的充电和对负载的放电任务。目前日本、德国、美国等发达国家外对于独立光伏系统电源控制器的研究辛要侧重在以下三个方面：提高太阳能电池的输出功率、完善蓄电池允电策略和提高系统稳定性。通过研究不同的电路拓扑结构和先进的控制算法，在太阳光强度、太阳能电池温度以及负载改变的情况下，尽可能使太阳能电池时刻保持最大输出功率状态，即实现最大功率点跟踪(MPPT)。蓄电池允电策略直接影响到蓄电池的寿命，研究智能化的充电方
