自動氣象站光伏控制器的設計

自動氣象站中的大氣電場儀需要負12 V的參考電壓，該系統中主要采用ICL7662芯片來產生。ICL7662是一款變極性DC-DC變換器。它性能穩定、轉換效率高、外圍電路簡單，輸出電流大于20 mA，符合該系統中負12 V供電需求。其電路原理圖如圖3所示。

2．2 電壓采集電路設計

電壓采集電路的主要作用是用來實時監控系統的運行狀態，得到系統運行參數，以此來作為系統下一步執行動作的根據。該系統采用ATmega16L單片機的10位ADC端口作為電壓采集信號的輸入，對采集到的電壓信號進行A／D轉換處理，實現對系統放電電路的控制。電壓采集電路的核心器件是LM358芯片，LM358是一款性能優良、內部包括有2個獨立的雙運算放大器。它的電壓采集電路原理圖如圖4所示。

在該電路中通過外圍電路和電阻Rg，Rf構成一個電壓同相比例放大器和電壓跟隨器，它通過電阻Rg，Rf的不同比例取值，將采集電壓轉換為單片機引腳所需要的電壓，其電阻Rg，Rf的取值按Vout=Rf／Rg·Vin來計算。系統采用ATmega16L單片機片內基準電壓2．56 V作為ADC的參考電壓，得到Rg，Rf的阻值分別為150kΩ，10kΩ。

3 系統控制原理

對系統性能影響較大的除了硬件設計之外，系統充放電程序設計也很大程度上影響了系統的可靠性和充電效率，該系統采用循環的方式檢測蓄電池端電壓、環境溫度等參數，判斷系統當前所處的狀態，是否滿足充電條件，若滿足則判斷系統當前處于充電的何種時期。然后根據所得參數進行對比和計算，調節PWM脈沖信號的占空比，由PWM控制發生器控制MOSFET對蓄電池進行充電，這樣在蓄電池不同狀態下可進行不同的充電策略，能達到最佳的充電效果。其系統工作流程圖如圖5所示。