基于AVR单片机的太阳能光伏直流控制器
文章介绍了一种用AVR单片机控制的伞数字化
太阳能光伏直流控制器。该控制器在AVR系列ATMEGA16L单片机的控制器，能对太阳能电池转换的直流电进行有效存储和合理使用，实现了多种工作状态的控制和蓄电池能量管理，实际运行后，达到了预期的各项指标。
当今世界能源短缺以及环境污染问题日益严重，这些问题迫使人们寻找和使用新的代替能源。随着电子技术、太阳能电池板生产技术的提高，使得太阳能的利用越来越普遍。太阳能具有无地域限制的特点，而我国很多地方仍然处于缺电状态，特别是一些边远地区、旅游景区，由于非常分散，依靠电网供电难度大、成本高，因而选择太阳能供电十分必要，而在太阳能发电系统中，控制器是十分关键的部件之一。
本太阳能光伏直流控制器的硬件电路包括前置保护电路、滤波储能电路、太阳能电池板电流电压采样电路、AVR单片机控制器、功率调整管、蓄电池电流电压采样电路、液晶显示器12864、后置保护电路、各种接口(光电池接口、蓄电池接口、负载接口和USB接口)。
(1)前置保护电路。主要包括防高压输入电路、防用户人员接线反接电路、带自恢复的过电流器件。
(2)滤波电路。主要克服PWM在关断状态下，光能输出的浪费。
(3)光电池电流电压采样电路。电流采用的是霍尔电流芯片，它的精度以及隔离性都比分立元件高很多。电压采用的是电阻分压原理，在AD采集时，实际发现带有干扰，后来用软件均值滤波克服了硬件弊端，节约了硬件成本。
(4)液晶显示。
(5)功率调整管。使用80A驱动能力CMOS场效应管。
(6)单片机控制器。使用的AVR单片机是近年来在MCU市场应用较为广泛的芯片，它的高速度、低功耗、内部自带的一些硬件设备，体现出它的优越性。
(7)后置保护电路。后置保护电路主要用来对负载过电流，以及蓄电池过放电进行一个检测，即保护蓄电池不让它过放电。当它电压过低的时候需要断开给负载的供电回路，另外蓄电池长时间需要一次激活，用单片机时钟计时就可以做到了，当负载短路，可通过单片机去检测，保护蓄电池。
本系统以
ATMEL公司研发的AVR系列AFMEGA16L单片机作为控制器，应用了目前普遍认可、较为成熟的”电压扰动法”技术，采用具有高效率的最大功率跟踪点算法(MPPT)，通过传感器采集太阳能光伏发电板输出电压以及输出电流，经过10位A/D转换后，计算当前功率，并与前一次功率进行比较，发现功率变化，实时调节控制PWM占空比，改变太阳能光伏电池板所接负载的阻抗，使得电池板输出阻抗与负载阻抗相等，达到阻抗匹配，实现最大输出功率。
本文运用AVR单片机设计制作的太阳能光伏直流控制器，经过实际运行，具有性价比高、效率高、可靠性高、稳定性好等特点，实现了多种工作状态的控制和蓄电池能量管理。能源短缺以及环境污染问题日益严重，这些问题迫使人们寻找和使用新的代替能源。随着电子技术、太阳能电池板生产技术的提高，使得太阳能的利用越来越普遍。太阳能具有无地域限制的特点，而我国很多地方仍然处于缺电状态，特别是一些边远地区、旅游景区，由于非常分散，依靠电网供电难度大、成本高，因而选择太阳能供电十分必要，而在太阳能发电系统中，控制器是十分关键的部件之一。
本太阳能光伏直流控制器的硬件电路包括前置保护电路、滤波储能电路、太阳能电池板电流电压采样电路、AVR单片机控制器、功率调整管、蓄电池电流电压采样电路、液晶显示器12864、后置保护电路、各种接口(光电池接口、蓄电池接口、负载接口和USB接口)。
(1)前置保护电路。主要包括防高压输入电路、防用户人员接线反接电路、带自恢复的过电流器件。
(2)滤波电路。主要克服PWM在关断状态下，光能输出的浪费。
(3)光电池电流电压采样电路。电流采用的是霍尔电流芯片，它的精度以及隔离性都比分立元件高很多。电压采用的是电阻分压原理，在AD采集时，实际发现带有干扰，后来用软件均值滤波克服了硬件弊端，节约了硬件成本。
(4)液晶显示。
(5)功率调整管。使用80A驱动能力CMOS场效应管。
(6)单片机控制器。使用的AVR单片机是近年来在MCU市场应用较为广泛的芯片，它的高速度、低功耗、内部自带的一些硬件设备，体现出它的优越性。
(7)后置保护电路。后置保护电路主要用来对负载过电流，以及蓄电池过放电进行一个检测，即保护蓄电池不让它过放电。当它电压过低的时候需要断开给负载的供电回路，另外蓄电池长时间需要一次激活，用单片机时钟计时就可以做到了，当负载短路，可通过单片机去检测，保护蓄电池。
本系统以ATMEL公司研发的AVR系列AFMEGA16L单片机作为控制器，应用了目前普遍认可、较为成熟的”电压扰动法”技术，采用具有高效率的最大功率跟踪点算法(MPPT)，通过传感器采集太阳能光伏发电板输出电压以及输出电流，经过10位A/D转换后，计算当前功率，并与前一次功率进行比较，发现功率变化，实时调节控制PWM占空比，改变太阳能光伏电池板所接负载的阻抗，使得电池板输出阻抗与负载阻抗相等，达到阻抗匹配，实现最大输出功率。
本文运用
AVR单片机设计制作的太阳能光伏直流控制器，经过实际运行，具有性价比高、效率高、可靠性高、稳定性好等特点，实现了多种工作状态的控制和蓄电池能量管理。
