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对PMW控制的太阳能充电控制器的设计和仿真 摘要： 在本文中，我们提出了一个高效的太阳能充电控制器设计与仿真。这种太阳能充电控制器工作原理是通过PWM控制的DC-DC转换器对电池充电。该系统使用的是一种廉价的PIC单片机，利用Proteus ISIS?仿真软件模拟仿真在不同的光伏电池和蓄电池电压下的结果。 1．简介 一个独立的光伏充电控制器系统的主要功能是维持电池的最高充电状态且通过负载放电防止蓄电池过充电。虽然一些光伏系统可设计有效的电荷来控制使用，但是任何系统有负载的不可预知性，用户干预，优化或较小的电池存储（最小化初始成本）通常都需要一个电池充电控制器。控制系统的算法和电池充电控制器的控制策略可以确定电池充电和光伏阵列的有效利用，最终使该系统满足负荷需求的能力。额外的补偿功能，如温度、报警，距离，远程电压敏感负荷和特殊的算法可以提高充电控制器的性能，保持电池健康和延长其寿命，以及提供状态指示给系统管理员。电池充电控制器和系统的重要功能控件是： ??防止电池过充电：限制供给的能量当光伏电池完全带电时。 ??防止电池过放电：，当电池处于电量低的状态时，断开电池的从电气负载。 ??提供负载控制功能：在指定的时间自动连接，并断开电气负载，为实例照明提供负荷从日落到日出。 当电流进一步流入电池使其充满时，串联充电控制器和稳压器被禁用。并联充电控制器和并联稳压器将多余的电力提供给“分流”的负载，如当电池车位已满时，多余电能提供给电热水器。 当电压超过设定的高电压等级时，简单的充电控制器停止对电池充电，并当重新启用充电时，电池电压下降到这个水平。脉冲宽度调制（PWM）和最大功率点跟踪（MPPT）技术等更多的精密电子技术可以调整电池的充电速率，使其接近其最大允许充电的能力。充电控制器还可以监控电池温度来防止过热。一些充电控制器系统也可以显示数据，将记录的跟踪电流大小等数据传送到显示装置。 2．PIC单片机 2.1概述 PIC（可编程控制器）单片机最初是由一个通用半导体仪器开发公司的一个主要分部在现有的微控制器前提下改进出来的，因为他们可以编程控制高输出电流，输入/输出控制器约一个RISC（精简指令集架构的代码）。可以有效地控制内部时钟周期指令，时钟周期是振荡器周期除以4。早期的单片机可以与一个20 MHz的高频振荡器频率一起使用。这使他们较快的使用8位微控制器，但他们的主要特点是每个I/O（输入/输出）引脚吸收电流能力是20mA。现在典型高效I / O引脚吸收电流能力只有1毫安（mA）到1.6毫安。 2.2 PIC16F887单片机 PIC16F887单片机是必威体育精装版产品之一。它的所有功能组件，现代微控制器通常都有。由于其价格低廉，适用范围广，高质量和便利性，成为了一个理想产品，应用如：工业中各种过程的控制，机控制装置等不同的控制装置，测量它的一些主要特征列于下表。 表1 PIC16F887特点 2.3外部振荡器模式 外部振荡器模式（见图1）的作用用于配置内部振荡器的时钟源。这个频率源是由石英晶体或陶瓷谐振器连接到振荡器引脚构成的。根据在使用中组件的特征，选择下列一种方式： ??LP模式（低功率）是用于低频石英晶体。这种模式的设计用于驱动32.768千赫，通常嵌入在石英晶体中。这个很容易通过小尺和特定的圆柱形状进行识别。电流消耗最少的的模式在三种模式中。 ??XT模式用于中频高达8 MHz的石英晶体。电流对介质消耗最小在三种模式中。 ??HS模式（高速）用于8 MHz的高频石英晶体。目前的消费是最高的在三种模式中。 图1陶瓷组件谐振器XT或HS模式外部振荡器外部示意图 2.4模拟部分 PIC16F887除了有大量数字I / O总线外，还包含14个模拟输入。它们使单片机不仅有其引脚为逻辑0或1（0或的+5 V）的功能，还能够精确测量其电压并将其转换成一个数值，即数字格式。整个过程需要在A / D转换器模块中运行，其具有以下特点： ?转换器产生一个10位的二进制结果，该方法逐次逼近并将转换结果保存在ADC寄存器（adresl和adresh）； ?分别有14个模拟输入； ?A/D转换器允许一个模拟输入信号转换一成个10位的二进制信号；通过选择参考电压Vref‐和Vref+，将分辨率最小值和质量的转换可以调整到不同的要求。 2.5 CCP模块 CCP是捕获/比较/脉宽调制的缩写。CCP模块是一个允许用户在外围改变时间和控制不同的变量。捕获模式，允许一个持续时间事件。该电路提供了可以观察寄存器的当前状态不断变化的功能。估计模式比较值存在两个寄存器中。该电路还允许用户触发一个外部事件当一个预定量时间已过期时。PWM脉冲宽度调制可以产生信号的变化频率和占空比。 PIC16F887单片机有两个这样的模块，CCP1和CCP2。他们