PDF《全国大学生电子设计竞赛》

2、辅助电源设计 在整个系统电路中, 芯片和微控制器的供电需要外部 设计辅助电源.普通线性集成稳压器价格便宜,适合在 高性价比、小功率、低纹波的电路中使用,而在这其中 三段可调稳压器则是电源的设计与制作变得更为简单、 方便,使得电源更为简单,电压可调.辅助电源中设 LM317 典型电路如图所示 辅助电源电路是使用三端稳压器实现的稳压输出.利 用三端稳压器 LM

317、LM

7805、LM7905 产生了+15V、 +5V、―5V 电压,电压参数计算方法如下: LM317 输出电压表达式为: Vo=1.25X(1+R2/R1) 其中 R

2、 R1组成采样电阻. 当R1=120欧/240欧, R2=3.6K/6.8K 时,输出端可获得 1.25―37V 的可调范围.

3、欠压保护电路 对于负载电压采取欠压保护设计, 采集负载电压通过单片机与单片机内基准 电压进行比较, 如果欠压则由单片机控制继电器开断, 电路正常后由并且由单片 机把电路恢复到正常状态,实现自动保护及恢复处理. A D J

1 Vout

2 Vin

3 U LM317 D1 D2

240 R1 1uF C1 10uF C2 6.8K R2 GND Vi Vo1

1 2 P1 GND Vi

1 2 P2 Vo1 Vo2 福星电子网 http://www.fxdzw.com 第7页共9页

4、交流采样电路 交流采样电路实现的是对负载电流的采集以及控制, 即实现限流保护. 通过 采样负载交流及处理,输入到单片机控制,当负载电流达到限流峰值时,单片机 控制输出电压降低,实现过流保护.电路如下图所示,实现电流采样的是通过电 流互感器将负载电流采样到电路, 然后再通过两级跟随器, 再通过稳压滤波变成 电压输入到单片机处理. 采样中应用了两级跟随器, 作用是保持其前后两端的电压不变, 电压稳定精度 高,其输入电阻高、输出电阻低、高性价比等特点是选择它的理由. GND 3.6K Y1 1K Y2 10K Y3 2K Y4 2K Y5 2KY6 2K Y7 2K Y8 2K Y9

3 2

1 4

11 LM324 +VCC VCC GND GND

104 C5

104 C3

104 C4

3 2

1 4

11 LM324A D GND GND GNDGNDGND 电流采样VCC Port2 电流互感器--VCC --VCC

三、软件设计

1、频率跟踪 频率跟踪就是实时根据外界基准电压 Uref 的频率,通过反馈电压 Uf,用差 分输入到单片机,由单片机调节 SPWM 频率,实现电路频率范围扰动变化时, 可有外部提供基准实现频率的自我调节跟踪,即实现 fF=fREF.

1、主要流程图设计 福星电子网 http://www.fxdzw.com 第8页共9页开始初始化读取采集模式AD采集AD采集初始化频率检测初始化显示程序初始化频率检测数据显示电压采集电流采集欠压?短路?过 流?继电器动作保护

2、最大功率点跟踪(MPPT)控制方法―爬山法跟踪控制 在光伏发电系统中,在不同的日照强度及环境温度下,太阳能电池板的最 大功率点不同. 因此 MPPT 控制器需要不断检测并判断输出功率的变化来调节 其运行电压,使工作点不断向最大功率点移动.MPPT 调节过程如下图所示. 假设系统开始时运行于 A 点,系统判断后占空比 α 向功率增加的方向移 动.这样,电路的占空比一直增加,直到运行于 E2F2G 区间. 由于日照强度和温度变化相对于开关频率很低,故也 没有必要在每个周期内调整占空比 α. 为了系统稳定性, 即在一固定时间段内仅检测负载功率,保持占空比 α 不变,在下一固定时间段内才根据这一时间段内的功率变 化改变占空比 α,且此固定时间段远大于开关周期.为提 高检测精度,除检测环节加硬件滤波外,软件中可取多个 周期中电流、 电压的线性平均值,这样可以有效减小占空 比α的波动量(即减小图中 E2F2G 区间的宽度),提高跟踪 的准确性. 总之,爬坡法跟踪控制就是从负载端采集电压电 流,将功率初值处理存入到单片机中,然后再单片机实 现U 的电压增量,再根据实时采集的电流值求出功 率,将此时的功率值与之前比较,取其中的大者,这样 就可以实现了最大功率的跟踪.