自动气象站光伏控制器的设计

自动气象站中的大气电场仪需要负12 V的参考电压，该系统中主要采用ICL7662芯片来产生。ICL7662是一款变极性DC-DC变换器。它性能稳定、转换效率高、外围电路简单，输出电流大于20 mA，符合该系统中负12 V供电需求。其电路原理图如图3所示。

2．2 电压采集电路设计

电压采集电路的主要作用是用来实时监控系统的运行状态，得到系统运行参数，以此来作为系统下一步执行动作的根据。该系统采用ATmega16L单片机的10位ADC端口作为电压采集信号的输入，对采集到的电压信号进行A／D转换处理，实现对系统放电电路的控制。电压采集电路的核心器件是LM358芯片，LM358是一款性能优良、内部包括有2个独立的双运算放大器。它的电压采集电路原理图如图4所示。

在该电路中通过外围电路和电阻Rg，Rf构成一个电压同相比例放大器和电压跟随器，它通过电阻Rg，Rf的不同比例取值，将采集电压转换为单片机引脚所需要的电压，其电阻Rg，Rf的取值按Vout=Rf／Rg·Vin来计算。系统采用ATmega16L单片机片内基准电压2．56 V作为ADC的参考电压，得到Rg，Rf的阻值分别为150kΩ，10kΩ。

3 系统控制原理

对系统性能影响较大的除了硬件设计之外，系统充放电程序设计也很大程度上影响了系统的可靠性和充电效率，该系统采用循环的方式检测蓄电池端电压、环境温度等参数，判断系统当前所处的状态，是否满足充电条件，若满足则判断系统当前处于充电的何种时期。然后根据所得参数进行对比和计算，调节PWM脉冲信号的占空比，由PWM控制发生器控制MOSFET对蓄电池进行充电，这样在蓄电池不同状态下可进行不同的充电策略，能达到最佳的充电效果。其系统工作流程图如图5所示。