优秀硕士论文参考大功率太阳能LED路灯恒压控制器设计Word文件下载.docx
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学生姓名
学号
班级
专业
毕业设计题目
指导教师姓名
钟爱琴
指导教师职称
高级工程师
评定成绩
指导教师
得分
评阅人
答辩小组组长
成绩:
院长(主任)签字:
年月日
毕业设计任务书
题 目
承担指导任务单位
电气工程系
导师
姓名
职称
一、主要内容
在大功率太阳能LED路灯恒压控制器的设计中,我们主要利用型号为STC12C5204AD的单片机通过软件编程满足设计的要求。
白天,太阳能电池板给蓄电池充电。
晚上,蓄电池给该控制器供电。
此控制器主要是使路灯能在前半夜全功率输出,而后半夜半功率输出。
另外,我们不仅可以通过按键控制该恒压值的步进变化(使路灯按人们的需要进行变化),而且还可以通过设定定时更好的使路灯按需要时间工作。
二、基本要求
1.设计主电路和控制电路,画出PCB板,做出实物;
2.编写C程序,通过单片机可以设置工作时间、全功率和半功率输出等;
三、主要技术指标
1.输入电压:
12(10.5-14)V;
最大输出36V,限流1.0A。
2.通过单片机可以设置恒压值(24-36V),连续调整或步长1V的阶梯调整。
四、应收集的资料及参考文献
1.单片微型计算机原理及接口技术高峰科学出版社
2.参考资料:
UC3842/3.PDF
五、进度计划
1.第1周——第2周调研、收集材料,完成开题报告
2.第3周——第4周分析、确定方案;
3.第5周——第11周设计系统、编写C程序;
4.第11周——第15周撰写论文;
5.第16周答辩。
教研室主任签字
时 间
年 月日
毕业设计开题报告
一、本课题研究背景
随着地球化石燃料的日益匮乏,现有的能源越来越不能满足人们的需求,而且化石燃料对环境有很多负面影响。
为了使资源得到充分利用,我们一方面需要高效利用现有的资源,避免浪费,提高科学管理水平,另一方面,要加快新能源的开发,克服因化石燃料不足带来的潜在危机,同时还要承担对全球环境保护的义务。
因此,开发利用无污染的可再生能源是世界各国的必然选择。
太阳能作为一种“取之不尽,用之不竭”的安全、环保新能源进入了人们的视野,它的出现给人们带来了能源的曙光。
太阳能路灯是光电转换技术的一种应用产品,具有节能、环保、安全、无需布线、自动控制、可根据需要随时变换插放位置等优点。
太阳能照明有着安全无隐患、节能无消耗、绿色环保、安装简便、自动控制免维护等固有的特性,以及白天为蓄电池充电,晚上用电的实用意义,我相信其未来前景一片光明。
二、国内外研究现状
大功率太阳能LED路灯恒压控制器是实现LED灯自动化及智能化按要求工作的重要器件,因此它为太阳能LED路灯的研发创造了前提条件。
在欧洲、日本和美国等一些发达国家,并网发电技术已经相对完善,对于大功率太阳能LED路灯恒压控制器的研究主要集中在改进逆变器的拓扑结构,优化控制策略,减小孤岛效应、降低系统能耗,提高系统工作效率等问题上。
国内具有代表性的光大功率太阳能LED路灯控制器制造商有合肥阳光、北京日佳、北京自动化研究院、北京恒电等企业。
值得一提的是中科院电工所、北京自动化研究院、北京素英、北京日佳等企业开发出的产品都在实际工程中得到了应用,性能和效果良好。
在LED路灯照明系统中,恒压控制器是整个系统的核心组成部分,负责对储能设备的充电和对负载的供电任务。
虽然其功能很强大,但其研发仍然有一些需要注意的地方。
目前日本、德国、美国等发达国家对于大功率太阳能LED路灯恒压控制器的研究主要侧重在以下三个方面:
提高太阳能电池的输出功率、完善蓄电池充电策略和提高系统稳定性。
通过研究不同的电路拓扑结构和先进的控制算法,在太阳光强度、太阳能电池温度改变的情况下,尽可能使太阳能电池时刻保持最大输出功率状态,这对于整个光伏发电系统工作状况具有重要意义。
三、主要内容
我们对大功率太阳能LED路灯控制器进行研究设计,通过STC12C5204AD型号单片机满足要求的以下内容:
在白天是LED灯不被点亮,晚上由12V直流电源经过升压后输出恒压值(24-36V)供给LED灯点亮;
通过单片机程序使LED灯输出功率自动按时段调节,进而充分合理地利用电能;
另外,我们可以通过按键控制LED灯电压的升降,同时设置有单片机定时程序,可以完成对LED灯工作时长的控制功能。
这样,我们就能使LED灯满足在特殊情况下对照明的需要。
四、主要技术指标
(1)以12V直流电源输入,经过BOOST升压斩波电路升压后输出对应的电压,最大输出36V,限流1A。
(2)通过单片机可以设置恒压值24-36V(按步长1V的阶梯调整),该阶段需要对输出电压进行相关的检测,涉及电压比较器或电流比较器的功能和使用。
(3)用C语言编程序使单片机可以实现对LED灯不同时段输出功率的调整,并且可以对其工作时间进行设定。
五、预期达到的结果
以12V直流电源输入供电,经过Boost电路升压后最大以36V电压输出供给LED灯点亮,并且在点亮期间的不同时段(即用电高峰和凌晨)可以通过单片机控制来调节路灯的不同功率(全功率和半功率)输出,从而对电能的合理利用。
在需要时可以通过对时间、功率的设定来对LED灯的工作时间和功率输出进行设置,满足特殊情况下的照明需要。
电路中设有升压控制按键,通过按键可以直接对其输出电压进行相应的调整。
最后在相应的实物上实现以上各种功能。
指导教师签字
时间
年月日
摘 要
随着化石燃料的日益短缺,人们意识到不改变目前能源结构的话能源危机即将到来。
太阳能作为一种新能源得到了人们广泛认可,因为它不仅无污染而且还属于可再生能源。
在这种情况下,大功率太阳能LED路灯恒压控制器自然地出现在人们日常生活中,并且受到人们的认可和好评。
它不仅使能源得到有效的利用,而且有很多优点:
比如说,自动性、智能性、便捷性等等。
本课题对大功率太阳能LED路灯控制器进行研究,其中主要由BOOST电路来实现升压,采用了STC12C5204AD作为主控制芯片,研究设计了电压和工作时间可调的路灯恒压控制器。
首先,我们提出了设计方案,并且对电源电路和BOOST电路进行了设计和分析。
其次,对电路中涉及到的关键元件参数进行了计算和校验,设计中使用了积分放大电路,实现了对信号的处理和对UC3843芯片的给定控制,实现了对电路最大电流的限流控制;
然后利用C语言编写了相应的控制程序,完成了对电压和路灯工作时间的调整,将软件和硬件电路很好的结合了起来。
最后应用PROTEL工具设计了电路原理图,并根据原理图绘制出了PCB图纸,减少了跳线连接中因连线过多对信号造成的不必要的干扰,提高了电路的效率和性能,并最终根据设计定制的PCB板进行实物焊接。
关键词:
太阳能路灯控制器 STC单片机 BOOST升压电路
Abstract
Withgrowingshortagesoffossilfuels,peoplerealizedthatifwedon'
tchangethecurrentenergystructureenergycrisisiscoming.Solarenergyastheonekindofnewenergygotwidelyrecognized,becauseitisnotonlynopollutionbutalsobelongtorenewableenergy.Inthiscase,high-powersolarLEDlampsconstantpressurecontrollernaturallyoccurinpeople'
sdailylife,andreceivespeople'
srecognitionandpraise.Notonlydoesitmakeefficientenergyuse,andithasalotofadvantages:
forexample,automaticity,intelligent,convenienceandsoon.
Thistopicforhigh-powersolarLEDlampscontroller,themajorresearchbyBOOSTcircuittorealizeSTC12C5204ADbooster,adoptedastheprincipalcontrolchip,studydesignthevoltageandworkingtimeadjustablestreetlampconstantpressurecontroller.
First,weputforwardthedesignschemes,designandanalysisthepowercircuitandBOOSTcircuit.Secondly,involvedinthecircuitparameters,thekeyelementiscalculatedandcalibration,designUSEStheintegralamplifyingcircuit,realizethesignalprocessingandUC3843chipsforagivencontrolofcircuit,realizingthemaximumcurrentlimitedflowcontrol;
ThenusewritteninClanguagecorrespondingcontrolprocedures,completionofthevoltageandlampworkingtimeadjustment,thesoftwareandhardwarecircuitgoodacombination.FinallytheapplicationofPROTELtooldesignthecircuitdiagram,andaccordingtotheprinciplechartdrawingoutthePCBdrawings,reducethejumperwireconnectiontosignalfo
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