ARDUINO PWM太陽(yáng)能充電控制器

PCB圖如下：

描述

ARDUINO PWM 太陽(yáng)能充電控制器 (V 2.02)

如果您打算安裝帶有電池組的離網(wǎng)太陽(yáng)能系統(tǒng)，則需要太陽(yáng)能充電控制器。它是放置在太陽(yáng)能電池板和電池組之間的設(shè)備，用于控制太陽(yáng)能電池板產(chǎn)生的進(jìn)入電池的電能量。主要功能是確保電池正確充電并防止過(guò)度充電。

隨著來(lái)自太陽(yáng)能電池板的輸入電壓上升，充電控制器會(huì)調(diào)節(jié)電池的充電量，以防止任何過(guò)度充電，并在電池放電時(shí)斷開負(fù)載。

太陽(yáng)能充電控制器的類型

目前光伏發(fā)電系統(tǒng)中常用的充電控制器有兩種：

1.脈沖寬度調(diào)制（PWM）控制器

2.最大功率點(diǎn)跟蹤（MPPT）控制器

在本教程中，我將向您解釋 PWM 太陽(yáng)能充電控制器。?

規(guī)格

1.充電控制器和電能表

2. 電池電壓自動(dòng)選擇（6V/12V）

3. PWM充電算法，根據(jù)電池電壓自動(dòng)充電設(shè)定點(diǎn)

4.充電狀態(tài)和負(fù)載狀態(tài)的LED指示

5. 20x4 字符 LCD 顯示屏，用于顯示電壓、電流、功率、能量和溫度。

6.防雷

7.反向電流保護(hù)

8.短路和過(guò)載保護(hù)

9. 充電溫度補(bǔ)償

10. 用于充電小工具的 USB 端口

電路如何工作？

注意：紅線 - 電源和黃線 - 控制信號(hào)

充電控制器的核心是一塊 Arduino Nano 板。Arduino 通過(guò)使用兩個(gè)分壓器電路來(lái)感應(yīng)太陽(yáng)能電池板和電池電壓。根據(jù)這些電壓水平，它決定如何為電池充電和控制負(fù)載。

注意?：上圖中，電源和控制信號(hào)有印刷錯(cuò)誤。紅線是電源，黃線是控制信號(hào)。

整個(gè)原理圖分為以下幾個(gè)電路：

1、配電電路：

X1 (MP2307) 降壓轉(zhuǎn)換器將電池 (B+ & B-) 的電源降壓至 5V。降壓轉(zhuǎn)換器的輸出分配到

1. Arduino 板

2. LED 指示

3.液晶顯示

4. USB 端口為小工具充電。

2.輸入傳感器：

太陽(yáng)能電池板和電池電壓通過(guò)使用由電阻器 R1-R2 和 R3-R4 組成的兩個(gè)分壓器電路來(lái)檢測(cè)。C1 和 C2 是濾波電容，用于濾除不需要的噪聲信號(hào)。分壓器的輸出分別連接到 Arduino 模擬引腳 A0 和 A1。

太陽(yáng)能電池板和電池電流通過(guò)使用兩個(gè) ACS712 模塊進(jìn)行感應(yīng)。電流傳感器的輸出分別連接到 Arduino 模擬引腳 A3 和 A2。

使用 DS18B20 溫度傳感器測(cè)量電池溫度。R16 (4.7K ) 是一個(gè)上拉電阻。溫度傳感器的輸出連接到 Arduino 數(shù)字引腳 D12。

3.控制電路：

控制電路基本上由兩個(gè) p-MOSFET Q1 和 Q2 構(gòu)成。MOSFET Q1 用于向電池發(fā)送充電脈沖，MOSFET Q2 用于驅(qū)動(dòng)負(fù)載。兩個(gè) MOSFET 驅(qū)動(dòng)電路由兩個(gè)帶有上拉電阻 R6 和 R8 的晶體管 T1 和 T2 組成。晶體管的基極電流由電阻器 R5 和 R7 控制。

4.保護(hù)電路：

太陽(yáng)能電池板側(cè)的輸入過(guò)電壓通過(guò)使用 TVS 二極管 D1 進(jìn)行保護(hù)。從電池到太陽(yáng)能電池板的反向電流由肖特基二極管 D2 保護(hù)。過(guò)電流由保險(xiǎn)絲 F1 保護(hù)。

5. LED指示：

LED1、LED2、LED3分別用于指示太陽(yáng)能、電池和負(fù)載狀態(tài)。電阻器 R9 至 R15 是限流電阻器。

7.液晶顯示：

I2C LCD 顯示屏用于顯示各種參數(shù)。

8.USB充電：

USB 插座連接到降壓轉(zhuǎn)換器的 5V 輸出。

9.系統(tǒng)重置：

SW1 是重置 Arduino 的按鈕。