自動氣象站光伏控制器的設(shè)計(jì)

自動氣象站中的大氣電場儀需要負(fù)12 V的參考電壓，該系統(tǒng)中主要采用ICL7662芯片來產(chǎn)生。ICL7662是一款變極性DC-DC變換器。它性能穩(wěn)定、轉(zhuǎn)換效率高、外圍電路簡單，輸出電流大于20 mA，符合該系統(tǒng)中負(fù)12 V供電需求。其電路原理圖如圖3所示。

2．2 電壓采集電路設(shè)計(jì)

電壓采集電路的主要作用是用來實(shí)時監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，得到系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)，以此來作為系統(tǒng)下一步執(zhí)行動作的根據(jù)。該系統(tǒng)采用ATmega16L單片機(jī)的10位ADC端口作為電壓采集信號的輸入，對采集到的電壓信號進(jìn)行A／D轉(zhuǎn)換處理，實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)放電電路的控制。電壓采集電路的核心器件是LM358芯片，LM358是一款性能優(yōu)良、內(nèi)部包括有2個獨(dú)立的雙運(yùn)算放大器。它的電壓采集電路原理圖如圖4所示。

在該電路中通過外圍電路和電阻Rg，Rf構(gòu)成一個電壓同相比例放大器和電壓跟隨器，它通過電阻Rg，Rf的不同比例取值，將采集電壓轉(zhuǎn)換為單片機(jī)引腳所需要的電壓，其電阻Rg，Rf的取值按Vout=Rf／Rg·Vin來計(jì)算。系統(tǒng)采用ATmega16L單片機(jī)片內(nèi)基準(zhǔn)電壓2．56 V作為ADC的參考電壓，得到Rg，Rf的阻值分別為150kΩ，10kΩ。

3 系統(tǒng)控制原理

對系統(tǒng)性能影響較大的除了硬件設(shè)計(jì)之外，系統(tǒng)充放電程序設(shè)計(jì)也很大程度上影響了系統(tǒng)的可靠性和充電效率，該系統(tǒng)采用循環(huán)的方式檢測蓄電池端電壓、環(huán)境溫度等參數(shù)，判斷系統(tǒng)當(dāng)前所處的狀態(tài)，是否滿足充電條件，若滿足則判斷系統(tǒng)當(dāng)前處于充電的何種時期。然后根據(jù)所得參數(shù)進(jìn)行對比和計(jì)算，調(diào)節(jié)PWM脈沖信號的占空比，由PWM控制發(fā)生器控制MOSFET對蓄電池進(jìn)行充電，這樣在蓄電池不同狀態(tài)下可進(jìn)行不同的充電策略，能達(dá)到最佳的充電效果。其系統(tǒng)工作流程圖如圖5所示。