一种基于ATmega128单片机的太阳能充电控制器的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种基于ATmega128单片机的太阳能充电控制器，属于太阳能充电设备【技术领域】。技术方案是：太阳能电池板（1）、Cuk电路单元（2）、蓄电池（8）依次连接，ATmega128单片机（6）的输出端通过PWM控制电路单元（3）与Cuk电路单元（2）的输入端互相连接，Cuk电路单元的输出端分别通过隔离反馈单元（4）与PWM控制电路单元（3）互相连接、通过采样单元（5）与ATmega128单片机（6）的输入端互相连接，液晶显示单元（7）与ATmega128单片机（6）的输出端互相连接。本实用新型以AVR单片机ATmega128为核心，以蓄电池控制载体，充分利用高性能AVR单片机的片内资源，通过ATmega128单片机和1602液晶进行电压采样和显示，可充分利用75w光伏电池板所产生的能量，可以更有效地利用太阳能。
【专利说明】—种基于ATmega128单片机的太阳能充电控制器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种基于ATmegal28单片机的太阳能充电控制器，属于太阳能充电设备【技术领域】。
【背景技术】
[0002]近年来太阳能光伏发电在世界范围内高速发展，我国太阳能光伏技术的研发水平也在不断提高，目前我国家用光伏发电系统主要是直流系统。光伏电池发出的电能给蓄电池充电，蓄电池可直接供电给各类负载，急需可充分利用光伏电池能量的设备出现。
实用新型内容
[0003]本实用新型目的是提供一种基于ATmegal28单片机的太阳能充电控制器，利用模拟电子技术、电力电子技术和单片机信号采集处理技术完成太阳能电池板对蓄电池充电的控制过程中，Cuk (斩波)电路实现升降压变化，隔离反馈实现恒压充电，PWM (脉冲宽度调制)控制与驱动能根据反馈信号情况控制Cuk电路单元工作。充分利用75 w (瓦特)光伏电池板所产生的能量，解决【背景技术】中存在的上述问题。
[0004]本实用新型的技术方案是:一种基于ATmegal28单片机的太阳能充电控制器，包含太阳能电池板、Cuk电路单元、PWM控制电路单元、隔离反馈单元、采样单元、ATmegal28单片机、液晶显示单元和蓄电池，所述太阳能电池板、Cuk电路单元、蓄电池依次连接，ATmegal28单片机的输出端通过PWM控制电路单元与Cuk电路单元的输入端互相连接,Cuk电路单元的输出端分别通过隔离反馈单元与PWM控制电路单元互相连接，通过采样单元与ATmegal28单片机的输入端互相连接，液晶显示单元与ATmegal28单片机的输出端互相连接。
[0005]所述PWM控制电路单元包含TL494集成芯片。
[0006]所述隔离反馈单元包含光耦PC817元件。
[0007]所述采样单元为I / 4分压后A/D (模拟/数字转换)采样电压单元。
[0008]所述太阳能电池板为75W光伏电池板。
[0009]本实用新型的有益效果是:以AVR单片机ATmegal28为核心，以蓄电池控制载体，充分利用高性能AVR单片机的片内资源，主要采用Cuk电路单元和光耦电压反馈，并利用TL494实现PWM控制，LM393加互补功放实现驱动，通过ATmegal28单片机和1602液晶进行电压采样和显示，可充分利用75 w光伏电池板所产生的能量，可以更有效地利用太阳能。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1是本实用新型的结构框图；
[0011]图2是本实用新型的Cuk电路单元的原理图；
[0012]图3是本实用新型隔离反馈单元的原理图；
[0013]图中:太阳能电池板I ;Cuk电路单元2 ;PWM控制电路单元3 ;隔离反馈单元4 ;采 样单元5 ；ATmegal28单片机6 ;液晶显示单元7 ;蓄电池8。
【具体实施方式】
[0014]以下结合附图，通过实施例对本实用新型作进一步说明。
[0015]—种基于ATmegal28单片机的太阳能充电控制器,包含太阳能电池板1、Cuk电路单元2、PWM控制电路单元3、隔离反馈单元4、采样单元5、ATmegal28单片机6、液晶显示单元7和蓄电池8，所述太阳能电池板l、Cuk电路单元2、蓄电池8依次连接，ATmegal28单片机6的输出端通过PWM控制电路单元3与Cuk电路单元2的输入端互相连接，Cuk电路单元2的输出端分别通过隔离反馈单元4与PWM控制电路单元3互相连接,通过采样单元5与ATmegal28单片机6的输入端互相连接，液晶显示单元7与ATmegal28单片机6的输出端互相连接。
[0016]所述PWM控制电路单元3包含TL494集成芯片。
[0017]所述隔离反馈单元4包含光耦PC817元件。
[0018]所述采样单元5为I / 4分压后A/D (模拟/数字转换)采样电压单元。
[0019]所述太阳能电池板I为75W光伏电池板。
[0020]DC / DC (直流/直流)变换拓扑结构的选择采用Cuk电路单元，该电路实际上就是Boost — Buck电路，可通过控制功率开关管的导通与时间比来实现电压的变换，还能够实现升降压。而且该电路输入电流连续，开关管公共端接地。PWM控制采用专用集成芯片如TL494。集成电路有性能稳定、精度较高、自带电源基准，易于实现闭环控制、所需的外围元件少、产生的PWM信号频率高、以及毋需复杂的编程等优点。反馈电路方案选择采用光耦隔离TIA31的形式。这种反馈性号与输出信号隔离，反馈精度高，易于达到要求。采用MOS管的专用集成芯片如IR2110驱动。该芯片栅极驱动电压范围宽(10?20 V)，施密特逻辑输入，输入电平与TTL及COMS电平兼容，死区时间内置，输出、输入同相，低边输出死区时间调整后与输入反相。而且专用集成芯片性能好、体积小，故选用MOS管的专用集成芯片IR2110来驱动。
[0021 ] 1、DC-DC转换电路一Cuk电路单元
[0022]Cuk电路单元是I种可升、降压的直流变换器电路，它基本可看成是升压电路和降压电路相结合的一种开关电路，其原理图如图2所示。理论上其输入输出电压关系为:，调节占空比D，即凋节开关管的导通与关断时间比来调节输出电压。
[0023]2、基于TL494的PWM控制电路
[0024]TL494是I个固定频率的脉冲宽度调制电路，振荡频率由5、6脚外接的电阻和电容来决定，fosc=l.1/RC，其上限频率为400 kHz ; 14脚接地为并联单端输出方式。
[0025]3、反馈电路
[0026]电压反馈电路作用是保证充电控制器输出给蓄电池电压稳定，光耦PC817实现输入与输出的隔离。输出电压变大时，R19a上分的电压就变大高于TL431基准端的电压，以致TL431开通，光耦输入电流较大，光耦内光控三极管饱和，通过R19d把比较高的电位送给TL494的I端。I脚是TL494内部误差放大器的同向输入端，通过TL494改变控制信号的PWM信号，从而使输出电压稳定。
[0027]4、采样输出显示的设计[0028]由于输入到12 V蓄电池两端电压的变化范围应控制在11.8?14.7 V。在充电电压达到14.7 V最高限制电压后，保持该电压继续充2— 4 h才达到饱和。所以对蓄电池两端输入通过电阻经I / 4分压后进行采样，具体采用MSP430单片机的6.0引脚来完成采样。并且通过MSP430单片机和1602液晶，编程来实现显示分压前蓄电池两端的输入电压。并通过程序完成电压超过14.7 V上限时报警灯闪烁，1602显示“VOLTAGE HIGH”。当电压低于11.8 V下限时报警灯也闪烁，1602显示“VOLTAGE LOW”。由于最大充电电流约为8 A，在此采用8 A保险丝实现硬件电路的过流保护。
【权利要求】
1.一种基于ATmegal28单片机的太阳能充电控制器，其特征在于:包含太阳能电池板(l)、Cuk电路单元(2)、PWM控制电路单元(3)、隔离反馈单元(4)、采样单元(5)、ATmegal28单片机(6 )、液晶显示单元(7 )和蓄电池(8 )，所述太阳能电池板(I)、Cuk电路单元(2 )、蓄电池(8)依次连接，ATmegal28单片机(6)的输出端通过PWM控制电路单元(3)与Cuk电路单元(2)的输入端互相连接，Cuk电路单元(2)的输出端分别通过隔离反馈单元(4)与PWM控制电路单元(3)互相连接、通过采样单元(5)与ATmegal28单片机(6)的输入端互相连接，液晶显示单元(7)与ATmegal28单片机(6)的输出端互相连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于ATmegal28单片机的太阳能充电控制器，其特征在于:所述PWM控制电路单元(3)包含TL494集成芯片。
3.根据权利要求1所述的一种基于ATmegal28单片机的太阳能充电控制器，其特征在于:所述隔离反馈单元(4)包含光耦PC817元件。
4.根据权利要求1所述的一种基于ATmegal28单片机的太阳能充电控制器，其特征在于:所述采样单元(5)为I / 4分压后A/D采样电压单元。
5.根据权利要求1所述的一种基于ATmegal28单片机的太阳能充电控制器，其特征在于:所述太阳能电池板(I)为75W光伏电池板。
【文档编号】H02M3/156GK203691037SQ201420067766
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2014年2月17日 优先权日:2014年2月17日
【发明者】翟志强 申请人:保定天威保变电气股份有限公司