太阳能电源低压钠灯智能控制器的设计

摘要：设计一种采用低功耗单片机P87LPC767作为控制回路核心，低压钠灯为负载的太阳能电源智能控制器。系统在P87LPC767单片机的控制下，能将太阳能电池方阵转换的直流电进行有效存储和合理使用，具有环保节能的双重效果。实现了充放电过程的自动控制功能，防短路、防过栽、防反接、充满和过放自动关断、恢复等保护功能，以及具有充电指示、蓄电池状态、负载及各种故障指示等功能。最后结合实验证明了该智能控制器系统运行稳定可靠。
关键词：P87LPC767；低压钠灯；太阳能；控制器

近年来再生能源技术广受重视，而太阳能发电由于有先进的电力电子技术辅助，已成为极具潜力的再生能源之一。低压钠灯(LPS)作为光效最高和光衰较小的光源，是道路照明光源的最佳选择，与太阳能光伏系统结合应用，节能效果更显著。当前市场上已有各种各样的针对不同类型负载的太阳能电源智能控制器产品，但目前采用高(低)压钠灯为负载而设计的控制器很少，本文为了区别于其他太阳能电源控制器，采用低压钠灯作为负载。太阳能强度受各种因素(季节、地点、气候等)的影响而不能维持常量，导致太阳能综合利用系统受日照、温度、使用负载变化等条件影响比较大，使系统非线性较强，加大系统的控制难度。为了实现电源和负载之间稳定、高效工作，提高供电质量，同时对系统中蓄电池循环充放电和充放电深度加以合理控制，而且延长蓄电池使用寿命，需要借助于设计一种高效、可靠的、智能的太阳能电
源充放电控制器来完成这些工作，使充电及开／关过程采用光控自动控制，无需人工操作，工作稳定可靠，节省电费，免维护。因此，开展低压钠灯的太阳能电源智能控制器的研究具有重要意义。

1 系统结构
独立型太阳能光伏系统主要由太阳能电池方阵、蓄电池组、控制器和负载组成。其组成框图如图l所示。

分析太阳能综合利用系统的构成可知，负载以太阳光为能源，白天太阳能电池组件／方阵采集电能，铅酸蓄电池储存电能，通过控制器的合理控制，晚上为负载提供电能，使用时间和工作模式可以灵活设置。开发了一套小型光伏系统的低压钠灯太阳能电源控制器，其中，蓄电池为24 V，负载是36 W的低压钠灯，单路负载输出。

2 系统硬件设计
该智能控制器装置硬件部分具有3个接口：一个用于同太阳能电池方阵接口，一个用于同蓄电池接口和一个用于同低压钠灯负载接口。控制器整体结构设计框图如图2所示。虚框内为控制器部分。