基于stm32控制器的太阳能充电器设计

摘要

随着人类对煤、石油等不可再生能源的过度开采，能源危机已成为全世界面临的共同课题，太阳能作为一种取之不尽，高效无污染的能源，越来越受到各国的青睐。　　光伏发电是利用太阳能的一种重要方式，但是常规固定式光伏发电系统对太阳能的利用率较低，富余电量的存储控制又面临着一系列的技术挑战，为了进一步提高太阳能的利用率，实现充电过程中的智能充电，本论文将对太阳能电池板如何实现太阳角度跟踪及蓄电池智能充电进行研究。　　首先，从光伏发电系统背景及国内外发展现状介绍，说明当前光伏发电的必要性，由光伏发电系统分类阐述无论是独立性光伏发电系统、并网型光伏发电系统、分布式光伏发电系统均面临着蓄电池充电控制的问题。然后，着重对太阳能电池板输出特性、蓄电池充电特性分析，分别得出当太阳光垂直照射在太阳能电池板上时，电池板对太阳的利用率最大，蓄电池充电选择应根据充电过程中蓄电池充电状态，选择相应的充电方式。最后，对系统总体方案进行设计，搭建硬件电路。硬件电路分为两大控制部分，一部分为太阳能板跟踪控制电路，太阳位置有天文学算法根据系统装置所在地的经度、纬度、时间计算出太阳的俯仰角和方位角，步进电机驱动太阳能板在俯仰和方位方向转动，结合倾角传感器、角度位移传感器实现跟踪；另一部分为蓄电池智能充电控制电路，该电路采用Buck电路，充电时电压、电流检测电路采集相关数据，判断蓄电池充电状态，PID通过改变PWM脉冲的占空比实现对Buck电路的控制，最终实现分阶段充电电压、充电电流的控制。　　本论文设计并实现了基于stm32的太阳能电池板自动跟踪[1]和铅蓄电池智能充电系统。最终实验结果表明，该系统稳定，实时性好，能够有效的提高太阳能的利用率，并能实现对铅蓄电池充电的有效控制，达到预期的效果。

目录

声明

1 绪论

1.1光伏发电背景及意义

1.2 光伏发电技术国内外发展现状

1.3 光伏发电系统的分类

1.4 本论文研究内容

2太阳能电池与铅酸蓄电池特性研究

2.1太阳能电池的分类及工作原理

2.2 太阳能电池特性

2.3 铅酸蓄电池

3系统设计

3.1系统主要功能

3.2系统总体设计方案

4硬件设计与实现

4.1系统控制及外围电路

4.2 太阳能跟踪部分硬件参数及电路

4.3 充电控制电路及参数计算

5 系统软件设计

5.1太阳能板跟踪部分程序设计

5.2 太阳能跟踪驱动设计

5.2 智能充电器控制部分

6系统测试

6.1 系统硬件连接图

6.2 充电控制测试

7总结

致谢

参考文献