太阳能光伏控制器制作

太阳能光伏控制器设计制作一实验目的1了解太阳能光伏控制器的原理2了解控制器的设计过程3了解控制器PCB板的制作过程4了解控制器的焊装及调试二实验设备计算机线路板雕刻机焊台数字万用表三实验注意事项实验中注意严格遵照设备使用说明操作注意安全四实验原理太阳能控制器是太阳能光伏系统中重要的组成部分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实现太阳能对蓄电池的充电并保护光伏系统中的蓄电池1UC3906介绍UC3906作为密封铅酸蓄电池充电专用芯片具有实现密封铅酸蓄电池最佳充电所需的全部控制和检测功能内含有独立的电压控制电路和限流放大器它可以控制芯片内的驱动器驱动器提供的输出电流达25mA可直接驱动外部串联调整管从而调整充电器的输出电压和电流电压和电流检测比较器检测蓄电池的充电状态并控制充电状态逻辑电路的输入信号httpwwwdykfcomArticleUploadFiles20070820070820235118822gif图1UC3906内部结构框图当电池电压或温度过低时充电使能比较器控制充电器进入涓流充电状态当驱动器截止时该比较器还能输出25mA涓流充电电流这样当电池短路或反接时充电器只能小电流充电避免了因充电电流过大而损坏电池UC3906的一个非常重要特性就是具有精确的基准电压其基准电压随环境温度而变且变化规律与铅酸电池电压的温度特性完全一致同时芯片只需17mA的输入电流就可工作这样可以尽量减小芯片的功耗实现对工作环境温度的准确检测保证电池既充足电又不会严重过充电除此之外芯片内部还包括一个输入欠压检测电路以对充电周期进行初始化这个电路还驱动一个逻辑输出当加上输入电源后脚7可以指示电源状态如图2所示由RARB和RC组成的电阻分压网络用来检测充电电池的电压通过与精确的参考电压VREF相比较来确定浮充电压过充电压和涓流充电的阈值电压httpwwwdykfcomArticleUploadFiles20070820070820235119501gif图2双电平浮充充电器基本电路蓄电池的一个充电周期按时间可分为三种状态大电流快速充电状态过充电状态和浮充电状态其充电参数主要有浮充电电压VF过充电电压VOC最大充电电流Imax过充电终止电流IOCT等它们与RARBRCRS之间的关系可以从下面的公式反映出来VOCVREF1RARBRARC1VFVREF1RARB2Imax025VRS3IOCT0025VRS4Imax025VRS500103RS025100050005VFVOC和VREF成正比VREF的温度系数是39mVImaxIOCTVOCVF可以独立地设置只要所提供的输入电源允许或功率管可以承受Imax的值可以尽可能地大虽然某些厂家宣称如果有过充保护电路充电率可以达到甚至超过2C但是电池厂商推荐的充电率范围是C20C3IOCT的选择应尽可能地使电池接近100充电合适值取决于VOC和在VOC时电池充电电流的衰减特性Imax和IOCT分别由电流限制放大器和电流检测放大器的偏置电压和检测电流的电阻RS决定VFVOC的值由内部参考电压VREF和外部电阻RARBRC组成的网络决定由于充电器始终接在蓄电池上为防止蓄电池电流倒流入充电器如图3在串联调整管与输出端之间串入一只二极管同时为了避免输入电源中断后蓄电池通过分压电阻R1R2R3放电使R3通过电源指示晶体管脚7接地电池的额定电压为12V容量为7AhVIN18VVF138VVoc15VIMAX500mAIOCT50mA由于充电器始终接在蓄电池上为防止蓄电池的输出电流流入充电器应在串联调整管与输出端之间串入一只二极管同时为了避免输入电源中断后蓄电池通过分压电阻R3放电设计时将R3通过电源指示晶体管7脚连接到地当18V输入电压加入后串联的功率管TIP42C导通开始大电流恒流充电充电电流为500mA这时充电电流保持不变电池电压逐渐升高当电池电压达到过充电压Voc的95即1425V时电池转入过充电状态此时充电电压维持在过充电电压充电电流开始下降当充电电流降到过充电终止电流IOCT时UC3906的10脚输出高电平比较器L