一种基于AVR单片机的太阳能电池控制器

1.一种基于AVR单片机的太阳能电池控制器，包括太阳能电池主体（1）、电路控制单元 （6）和MOSFET驱动电路（10），其特征在于：所述太阳能电池主体（1）包括抗反光薄膜（2）、太 阳能电池（3）、EVA胶膜（4）和TPT背板（5），所述太阳能电池（3）的上下两表面均设置有EVA胶 膜（4），且所述太阳能电池主体（1）的输出端连接DC-DC变换器（7），所述DC-DC变换器（7）将 太阳能电池（3）的电能进行电能转换，进行下一步的使用；
所述电路控制单元（6）包括ATmega32单片机（9）、接口电路（8）、键盘（11）、LCD（12）、警告电路（13）、温度传感器（14）和串口（15），所述接口电路8串接在DC-DC变换器7的输入与输出端之间，且所述ATmega32单片机（9）的输出端连接LCD（12）、警告电路（13）和串口（15），所述温度传感器（14）和键盘（11）连接ATmega32单片机（9）的输入端，所述温度传感器（14）采用DHT11温湿度传感器，且紧贴在太阳能电池（3）的表面，用来监测太阳能电池（3）的工作温度；所述串口（15）安装在电路控制单元（6）的外边缘，采用USB接口模式，进行外部数据交换，另外，串口（15）采用USB-TTL信号转化模式，需要设备维护时能直接烧录控制程序；
所述MOSFET驱动电路（10）包括PWM控制端（16）、晶闸管（17）、第一电阻（18）、第二电阻（19）和三极管（20），且所述三极管（20）和PWM控制端（16）之间的位置处连接第二电阻（19），所述三极管（20）的射极连接第一电阻（18）和晶闸管（17），所述MOSFET驱动电路10的数量设置为两个，且两个MOSFET驱动电路10分别设置在DC-DC变换器7的输入端与输出端上。
2.根据权利要求1所述的一种基于AVR单片机的太阳能电池控制器，其特征在于：所述电路控制单元（6）设置在TPT背板（5）的下表面。
3.根据权利要求1所述的一种基于AVR单片机的太阳能电池控制器，其特征在于：所述接口电路（8）串接在DC-DC变换器（7）的输入与输出端之间。
4.根据权利要求1所述的一种基于AVR单片机的太阳能电池控制器，其特征在于：所述电路控制单元（6）表面包裹有白色反光膜。
5.根据权利要求1所述的一种基于AVR单片机的太阳能电池控制器，其特征在于：所述MOSFET驱动电路（10）的数量为两个，且两个MOSFET驱动电路（10）分别设置在DC-DC变换器 （7）的输入端与输出端上。

一种基于AVR单片机的太阳能电池控制器\n技术领域\n[0001] 本发明涉及太阳能设备应用技术领域，特别涉及一种基于AVR单片机的太阳能电池控制器。\n背景技术\n[0002] 随着能源危机和环境污染的加深，太阳能的研究和利用受到广泛的关注。太阳能是人类取之不尽用之不竭的可再生能源，也是清洁能源，不产生任何的环境污染，在太阳能的有效利用中，太阳能充电是近些年发展最快，最具活力的研究领域，是其中最受瞩目的项目之一。太阳能电池发电是基于“光生伏打效应”原理，将太阳能转化为电能，利用充电效应将太阳辐射直接转化为电能。它具有永久性、清洁性和灵活性大的优点，是其他能源无法比拟的；\n[0003] 但是现有的太阳能电池板的充放电模式杂乱无章，经常造成太阳能利用率极其低下，并且放电过程中电能的转化率也较低，同时也不利于设备的长期使用或者说使用寿命不长。\n发明内容\n[0004] 本发明要解决的技术问题是提供一种基于AVR单片机的太阳能电池控制器。\n[0005] 为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为:一种基于AVR单片机的太阳能电池控制器，包括太阳能电池主体、电路控制单元和MOSFET驱动电路；\n[0006] 所述太阳能电池主体1包括抗反光薄膜2、太阳能电池3、EVA胶膜4和TPT背板5，所述太阳能电池3的上下两表面均设置有EVA胶膜4，且所述太阳能电池主体1的输出端连接DC-DC变换器7，所述DC-DC变换器7将太阳能电池3的电能进行电能转换，进行下一步的使用；\n[0007] 所述电路控制单元6包括ATmega32单片机9、接口电路8、键盘11、LCD12、警告电路\n13、温度传感器14和串口15，且所述ATmega32单片机9的输出端连接LCD12、警告电路13和串口15，所述温度传感器14和键盘11连接ATmega32单片机9的输入端，所述温度传感器14采用DHT11温湿度传感器，且紧贴在太阳能电池3的表面，用来监测太阳能电池3的工作温度；所述串口15安装在电路控制单元6的外边缘，采用USB接口模式，进行外部数据交换，另外，串口15采用USB-TTL信号转化模式，需要设备维护时能直接烧录控制程序；\n[0008] 所述MOSFET驱动电路包括PWM控制端、晶闸管、第一电阻、第二电阻和三极管，且所述三极管和PWM控制端之间的位置处连接第二电阻，所述三极管的射极连接第一电阻和晶闸管。\n[0009] 进一步的，所述电路控制单元设置在TPT背板的下表面。\n[0010] 进一步的，所述接口电路串接在DC-DC变换器的输入与输出端之间。\n[0011] 进一步的，所述电路控制单元表面包裹有白色反光膜。\n[0012] 进一步的，所述MOSFET驱动电路的数量为两个，且两个MOSFET驱动电路分别设置在DC-DC变换器的输入端与输出端上。\n[0013] 采用上述技术方案，由于设置MOSFET驱动电路，配合PWM控制端的使用，使得太阳能电池板主体可以根据自身的充放电状态选择充电的不同模式以及放电与否，保障了太阳能电池板的优良的充放电质量，同时也延长了其使用寿命，有效提高了太阳能的利用率和电能的转化率。\n附图说明\n[0014] 图1为本发明结构示意图；\n[0015] 图2为本发明整体结构示意图；\n[0016] 图3为本发明MOSFET驱动电路结构示意图；\n[0017] 图4为本发明工作流程示意图。\n[0018] 图中，1-太阳能电池主体，2-抗反光薄膜，3-太阳能电池，4-EVA胶膜，5-TPT背板，\n6-电路控制单元，7-DC-DC变换器，8-接口电路，9-ATmega32单片机，10-MOSFET驱动电路，\n11-键盘，12-LCD，13-警告电路，14-温度传感器，15-串口，16-PWM控制端，17-晶闸管，18-第一电阻，19-第二电阻，20-三极管。\n具体实施方式\n[0019] 下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。\n[0020] 请参阅图1、图2、图3和图4，本发明提供一种技术方案：一种基于AVR单片机的太阳能电池控制器，包括太阳能电池主体1、电路控制单元6和MOSFET驱动电路10，太阳能电池主体1包括抗反光薄膜2、太阳能电池3、EVA胶膜4和TPT背板5，在太阳能电池3的上下两表面均设置有EVA胶膜4，在太阳能电池主体1的输出端连接DC-DC变换器7，且电路控制单元6设置在TPT背板5的下表面；\n[0021] 所述电路控制单元6包括ATmega32单片机9、接口电路8、键盘11、LCD12、警告电路\n13、温度传感器14和串口15，温度传感器14采用的是型号为DTH11温湿度的传感器，且在ATmega32单片机9的输出端连接LCD12、警告电路13和串口15，在温度传感器14和键盘11连接ATmega32单片机9的输入端，且接口电路8串接在DC-DC变换器7的输入与输出端之间；\n[0022] 所述MOSFET驱动电路10包括PWM控制端16、晶闸管17、第一电阻18、第二电阻19和三极管20，MOSFET驱动电路10的数量设置为两个，且两个MOSFET驱动电路10分别设置在DC-DC变换器7的输入端与输出端上，且三极管20和PWM控制端16之间的位置处连接第二电阻\n19，在三极管20的射极连接第一电阻18和晶闸管17。\n[0023] 本发明的工作原理：使用时，ATmega32单片机9根据太阳能电池3的端电压值的大小，利用MOSFET驱动电路10控制太阳能充电的三种不同的模式：停止充电、浮动充电和匀动充电，这样既能保护内部太阳能电池3的安全充电，同时也能在此基础上保证太阳能的利用率；\n[0024] 太阳能电池3放电时，根据其端电压值的大小分为两种放电模式：打开负载和关闭负载，即在欠压是关断MOSFET驱动电路10放电，这样能够保护太阳能电池3内部的电路结构，防止其处于完全欠压状态，有效延长了该太阳能电池主体1的使用寿命；\n[0025] LCD12能够显示该太阳能电池主体1的各个状态，包括充电与放电与否以及其剩余的电量等，警告电路13在该设备工作异常时给予工作人员的适当的提醒，以便对太阳能电池主体1进行及时的维护。\n[0026] 以上结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。