太阳能和市电互补供电系统

作者：张聪廖世贤吴伟兵时间：2013-08-28来源：电子产品世界收藏

　　摘要：为了更好地利用太阳能，减小市电电网的压力，设计了太阳能和市电互补供电系统。本系统有两路电源，一路来源于市电，另一路来源于太阳能，两路电源并联向负载供电。同时以STC12C5A60S2单片机为控制单元，应用AD检测蓄电池的电量，可控制系统工作于太阳能单独供电、市电单独供电以及太阳能和市电并联供电三种模式。太阳能电池板可自动跟踪太阳光，利用光敏电阻检测太阳光的照射角度，使太阳能电池板保持与太阳光照射方向垂直。

本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/164394.htm

　　引言

　　太阳能是人类可以利用的最丰富能源，取之不尽，用之不竭，无论何处都可以开发利用，不存在运输问题。太阳能是一种清洁能源，在开发和利用时，不会产生废渣、废水和废气，也没有噪音，更不会影响生态平衡。太阳能作为一种可再生清洁能源，其开发利用对我国的经济发展和环境保护有重要意义。我国在太阳能的开发利用方面起步比较晚，还有很大的发展空间。目前开发利用太阳能不存在技术问题，对解决电力、煤炭、石油等不可再生能源频频告急问题有一定的帮助。

　　应用太阳能最简单的方法，就是把太阳能转换为电能储存在蓄电池中，然后向用电器供电。但太阳能发电效率易受天气影响，可能会出现由于蓄电池电量不足导致用电器停止工作。为了避免这种问题出现，本文介绍了太阳能和市电互补供电设计，本设计可根据蓄电池的剩余电量自动切换供电模式，并且太阳电池板可自动跟踪太阳光，在保证用电器不断电的情况下，最大限度利用了太阳能。

　　系统总体设计

　　太阳能和市电互补供电系统原理框图如图1所示。220V市电经过降压、整流、滤波电路得到低压直流电，再经过Buck电路稳压得到所需电压;太阳能电池板通过充电电路把电能存储到蓄电池中，蓄电池的电压经过Buck电路稳压得到所需电压。两个Buck电路的输出通过MOS管与负载连接。以STC12C5A60S2为控制中心的单片机具有AD检测和PWM输出功能，单片机AD用于检测蓄电池的电量，当电量变化时，可改变系统的工作模式。在太阳能电池板的东、西方向各安装一个光敏电阻，用于检测太阳光照射方向的变化，从而调节步进电机带动太阳能电池板转动，使电池板始终保持与太阳光照射方向垂直。

　　系统硬件设计

　　Buck电路设计

　　本系统利用TD7590芯片搭建两个参数相同的Buck电路，电路如图2所示。TD7590是DC/DC开关稳压芯片，输入电压范围宽(3.6V～36V);输出电压范围宽(1.222V～34V);连续输出电流可高达5A;内部开关管频率240kHz;效率高达95%;内置频率补偿电路、过热保护电路、限流电路。其大电流、高效率的性能符合本系统设计的要求。