1、太陽能光伏控制器設(shè)計(jì)、制作一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?、了解太陽能光伏控制器的原理；2、了解控制器的設(shè)計(jì)過程；3、了解控制器PCB板的制作過程；4、了解控制器的焊裝及調(diào)試二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備計(jì)算機(jī)線路板雕刻機(jī)焊臺(tái)數(shù)字萬用表三、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)實(shí)驗(yàn)中注意嚴(yán)格遵照設(shè)備使用說明操作，注意安全；四、實(shí)驗(yàn)原理太陽能控制器是太陽能光伏系統(tǒng)中重要的組成部分,它在很大程度上決定了太陽能光伏系統(tǒng)的可靠性?？刂破鞯娜蝿?wù)主要是實(shí)現(xiàn)太陽能對(duì)蓄電池的充電并保護(hù)光伏系統(tǒng)中的蓄電池。1、 UC3906介紹UC3906作為密封鉛酸蓄電池充電專用芯片，具有實(shí)現(xiàn)密封鉛酸蓄電池最佳充電所需的全部控制和檢測(cè)功能。內(nèi)含有獨(dú)立的電壓控制電路和限流放大器，它可以

2、控制芯片內(nèi)的驅(qū)動(dòng)器。驅(qū)動(dòng)器提供的輸出電流達(dá)25mA，可直接驅(qū)動(dòng)外部串聯(lián)調(diào)整管，從而調(diào)整充電器的輸出電壓和電流。電壓和電流檢測(cè)比較器檢測(cè)蓄電池的充電狀態(tài)，并控制充電狀態(tài)邏輯電路的輸入信號(hào)。 圖1  UC3906內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖     當(dāng)電池電壓或溫度過低時(shí)，充電使能比較器控制充電器進(jìn)入涓流充電狀態(tài)。當(dāng)驅(qū)動(dòng)器截止時(shí)，該比較器還能輸出25mA涓流充電電流。這樣，當(dāng)電池短路或反接時(shí)，充電器只能小電流充電，避免了因充電電流過大而損壞電池。     UC3906的一個(gè)非常重要特性就是具有精確的基準(zhǔn)電壓，其基準(zhǔn)電壓隨環(huán)境溫度而變，且變化規(guī)律

3、與鉛酸電池電壓的溫度特性完全一致。同時(shí)，芯片只需1.7mA的輸入電流就可工作，這樣可以盡量減小芯片的功耗，實(shí)現(xiàn)對(duì)工作環(huán)境溫度的準(zhǔn)確檢測(cè)，保證電池既充足電又不會(huì)嚴(yán)重過充電。除此之外，芯片內(nèi)部還包括一個(gè)輸入欠壓檢測(cè)電路以對(duì)充電周期進(jìn)行初始化。這個(gè)電路還驅(qū)動(dòng)一個(gè)邏輯輸出，當(dāng)加上輸入電源后，腳7可以指示電源狀態(tài)。 如圖2所示，由RA、RB和RC組成的電阻分壓網(wǎng)絡(luò)用來檢測(cè)充電電池的電壓，通過與精確的參考電壓（VREF）相比較來確定浮充電壓、過充電壓和涓流充電的閾值電壓。 圖2  雙電平浮充充電器基本電路     蓄電池的一個(gè)充電周期按時(shí)間可分為三種狀態(tài)：大電流快速

4、充電狀態(tài)，過充電狀態(tài)和浮充電狀態(tài)。其充電參數(shù)主要有浮充電電壓VF、過充電電壓VOC、最大充電電流Imax、過充電終止電流IOCT等。它們與RA、RB、RC、RS之間的關(guān)系可以從下面的公式反映出來：      VOC=VREF(1RA/RBRA/RC)   （1）      VF=VREF(1RA/RB)           （2）      Imax=0.2

5、5V/RS                 （3）      IOCT=0.025V/RS                （4） Imax=0.25V/RS=500*10-3RS=0.25*1000/500=0.5   

6、 VF，VOC和VREF成正比。VREF的溫度系數(shù)是3.9mV/。Imax，IOCT，VOC，VF可以獨(dú)立地設(shè)置。只要所提供的輸入電源允許或功率管可以承受，Imax的值可以盡可能地大。雖然某些廠家宣稱如果有過充保護(hù)電路，充電率可以達(dá)到甚至超過2C，但是電池廠商推薦的充電率范圍是C/20C/3。IOCT的選擇應(yīng)盡可能地使電池接近100充電。合適值取決于VOC和在VOC時(shí)電池充電電流的衰減特性。Imax和IOCT分別由電流限制放大器和電流檢測(cè)放大器的偏置電壓和檢測(cè)電流的電阻RS決定。VF、VOC的值由內(nèi)部參考電壓VREF和外部電阻RA、RB、RC組成的網(wǎng)絡(luò)決定。    

7、; 由于充電器始終接在蓄電池上，為防止蓄電池電流倒流入充電器，如圖3，在串聯(lián)調(diào)整管與輸出端之間串入一只二極管。同時(shí)，為了避免輸入電源中斷后，蓄電池通過分壓電阻R1、R2、R3放電，使R3通過電源指示晶體管（腳7）接地。 電池的額定電壓為12V,容量為7Ah,VIN=18V,VF=13.8V,Voc=15V,IMAX=500mA,IOCT=50mA。由于充電器始終接在蓄電池上,為防止蓄電池的輸出電流流入充電器,應(yīng)在串聯(lián)調(diào)整管與輸出端之間串入一只二極管。同時(shí)為了避免輸入電源中斷后蓄電池通過分壓電阻R3放電,設(shè)計(jì)時(shí)將R3通過電源指示晶體管(7腳)連接到地。 當(dāng)18V輸入電壓加入后,串聯(lián)的功率管TIP

8、42C導(dǎo)通,開始大電流恒流充電,充電電流為500mA,這時(shí)充電電流保持不變,電池電壓逐漸升高。當(dāng)電池電壓達(dá)到過充電壓Voc的95%(即14.25V)時(shí),電池轉(zhuǎn)入過充電狀態(tài),此時(shí)充電電壓維持在過充電電壓,充電電流開始下降。當(dāng)充電電流降到過充電終止電流(IOCT)時(shí),UC3906的10腳輸出高電平,比較器LM339輸出低電平,蓄電池自動(dòng)轉(zhuǎn)入浮充狀態(tài)。同時(shí)充足電指示發(fā)光管發(fā)光,指示蓄電池已充足電。 3 結(jié)論 圖3  12V密封鉛酸電池雙電平浮充充電器電路圖18V輸入電壓加入后，Q1導(dǎo)通，開始恒流充電，充電電流為500mA，電池電壓逐漸升高。當(dāng)電池電壓達(dá)到過充電壓VOC的95（即14.25V

9、）時(shí)，電池轉(zhuǎn)入過充電狀態(tài)，充電電壓維持在過充電電壓，充電電流開始下降。當(dāng)充電電流降到過充電終止電流（IOCT）時(shí)，UC3906的腳10輸出高電平，比較器LM339輸出低電平，蓄電池自動(dòng)轉(zhuǎn)入浮充狀態(tài)。同時(shí)充足電指示發(fā)光管發(fā)光，指示蓄電池已充足電。 2、三段式鉛酸蓄電池充電介紹（1）恒流充電階段，充電器充電電流保持恒定，充入電量快速增加，電池電壓上升；涓流階段的低恒壓值， 值過高將使電池失水，容易使電池發(fā)熱變形；值過低不利于電池充足電。（2）恒壓充電階段，充電器充電電壓保持恒定，充入電量繼續(xù)增加，電池電壓緩慢上升，充電電流下降；高恒壓值，較高有利于快速充足電，但是容易使電池失水，充電后期電流下不來，結(jié)果使電池發(fā)熱變形；較低不利于電池快速充足電，有利于向涓流階段轉(zhuǎn)換。（3）浮充充電階段， 蓄電池充滿，充電電流下降到低于浮充轉(zhuǎn)換電流，充電器充電電壓降低到浮充電壓，保持為浮充電壓；轉(zhuǎn)換電流，較高有利于電池壽命，不容易發(fā)熱變形，但不利于電池快速充足電；較低有利于充足電，但是由于較長時(shí)間高電壓充電，容易使電池失水，使