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无线电电子与电气工程百科全书 太阳能控制单元。 无线电电子电气工程百科全书
有一种观点认为，太阳能电池板有一天将能够显着补充甚至取代传统能源。 然后才是真正测试太阳能电池能力的时候了。 在本章中，我们将展望未来并测试光伏发电带来实际效益的潜力。 不再有纪念品，不再有玩具，只有一份朴素、平凡的工作。 在本章中，读者希望了解太阳能如何帮助我们完成日常家务，包括为强大的锯、室内照明、为各种娱乐设备供电等等。 这就是太阳能的未来。 然而，本书不会描述此类系统的细节。 相反，它将展示如何控制已经完成的光伏系统。 该目的由功率控制单元来实现。 电源控制单元 该装置旨在完全控制太阳能电池板的资源。 通过该装置的远程控制，您可以轻松控制最多四个能源消耗者的电源。 此外，还有一个保险丝来保护每个消费者。 但这还不是全部。 由于系统的性能当然取决于铅酸电池的充电状态，因此电池状态监测单元直接集成到该设备中。 通过查看控制面板，您可以立即评估能源的工作状况。 如果不满意，能量供应达到危险水平，则会发出警告信号（蜂鸣器）。 您还想从控制器中获得什么？ 配电控制管理装置 功率控制单元的主要任务是在系统的不同部分之间分配光伏能量。 它还旨在节省储备能源。 以电压转换器的运行为例，它将太阳能电池板产生的 12 V 直流电压转换为 110 V 交流电压。该电压对于某些设备（例如电锯）的运行是必需的。 但电压转换器会不断消耗能量，即使没有连接负载也是如此。 与此同时，能源也被浪费了，而这些能源本可以用在更有用的地方。 因此，电源控制单元中必须设置拨动开关来关闭逆变器。 该块提供了关闭任何配备有自己的切换开关的负载的能力。 要断开任何负载与电源的连接，只需“翻转”开关即可。 看图。 1、您会发现该装置有四个独立的电路，每个电路都配有安装在前面板上的拨动开关。 每个拨动开关上方都有一个小 LED。 当电路通电时，相应的 LED 亮起，表明正在向所选负载供电。
然而，仅控制负载的能量供应还不够。 出于安全原因，有必要监测电路中的电流强度。 这就是为什么不使用普通的拨动开关，而是使用特殊的断路器作为开关。 与用作开关时会很快磨损的传统断路器不同，这些断路器设计为既可用作限制器，又可用作断路器。 电池电压和充电状态监测装置 控制单元包含一个电压监控装置，可指示电池的状态（充电程度）。 如第 6 章所示。 2、铅酸电池的电压取决于其电池中存储的电荷。 这从图中可以清楚地看出。 图13,2所示为电池电压与荷电状态的关系。 根据相关性，完全充电的电池电压为 10,5 V，完全放电的电池电压为 2 V。为了确定电池的充电程度，需要测量电池电压并进行比较与图中的值XNUMX.
这就是电池充电监控设备的作用。 不过，它使用灯带而不是仪表来指示电压。 被监控电池的电压由10个LED显示。 读数刻度的构造使得每个后续二极管都会随着电压增加 0,5 V 而点亮。如果第一个二极管导通，则电压为 10,5 V，如果第二个二极管为 11 V，如果第三个二极管为 11,5 V，等等。高达 15 V。 显示单元由单独的集成电路LM3914制成。 其内部有一系列比较器，将输入电压与源的参考电压进行比较，并根据上述电压的比率打开灯泡。 从图3可以清楚地看出指示电路的工作原理。 1. 电阻器 R2、R3、R12 形成分压器，将 2,5V 输入（来自电池）降低至为 IC1 供电所需的 1V。 IC1的电压转换范围由可变电阻VR1设定。 现在，来自电池的输入电压进入 IC10 内部的比较器，由其决定其真实值。 然后，该值由 XNUMX 个 LED 之一指示。
使用颜色编码的 LED 以两种方式显示电池状态。 例如，13V 二极管是绿色的。 据信电压为 12-14 V 的电池可以工作，因此二极管呈绿色。 但是，如果电池电压下降到 11,5 V，然后再下降到 11 V，则电量将耗尽。 这些二极管是黄色的，表明将来可能会遇到问题。 最后一个 10,5V 二极管是红色的。 如果电池电压下降到这个水平，则它存储的能量很少（或没有）。 只需一目了然，不仅可以了解电池电压的准确值，还可以了解其充电状态（通过颜色变化）。 表中图 1 是 LED 及其颜色及其显示信息的列表。 表 1. LED 显示的信息
电池监视器 电池电压监视器还允许您检查充电电路的状态。 正常情况下，充电电压不应超过15,5V，否则可能损坏电池。 因此，为15伏指示装置预留了一个红灯。 当它亮起时，并不一定意味着发生了什么事情，只是充电电压由于某种原因过高。 警报 不是这样的！ 您知道吗，让电池充电低于 10,5V 会损坏电池。 会发生极板硫酸盐化，必须避免这种情况发生。 电路中已添加警报。 如果由于任何原因系统电压降至 10,5V 以下，则会发出警报。 我还将 15 伏指示器输出连接到警报器，这样如果电池过度充电也会发出信号。 该信号由IC2芯片的两个逻辑元件控制。 由二极管 D1 向芯片供电 设计 电池电压监测装置采用印刷电路布线制成。 PCB如图所示。 4. 请注意，零件清单包含该设备成品印刷电路板供应商的地址。
电路元件按图 5 放置。 XNUMX. 焊接无线电元件时，应注意以下几点。
首先，连接LED。 必须观察极性；确定哪个二极管端子是阳极、哪个端子是阴极并不总是容易的。 如果以相反的极性连接 LED，它们将不会亮起。 焊接前还需要注意LED的颜色匹配，不要缩短其引线。 其次，观察IC1微电路接通的极性，不正确的接通会导致其故障。 微电路是CMOS芯片，对静电荷非常敏感，所以需要注意这一点。 断路器位于铝制外壳的前面板上。 零件清单中提到的断路器需要 10 毫米直径的孔。 有必要为系统选择能够持续通过所需电流但在过载时跳闸的断路器。 不应使用响应阈值过高的断路器。 LED 位于断路器的正上方。 镀铬外壳支架下方钻有直径 6 毫米的孔。 整个电源控制单元的接线图如图6所示。 XNUMX.
电阻器与四个 LED 串联。 它们只需焊接在 LED 的阴极和断路器的可切换端子之间。 为了连接外部设备，在机箱后壁上放置了一个适配器块。 外部设备包括太阳能电池板和开关设备。 有必要确保供电电路使用足够直径的电线。 通向电池电压监测装置的导体的直径可以更小。 电池电压监控装置位于断路器下方。 印刷电路板安装在与外壳底部平行的塑料支架上。 LED 引线被弯曲，使 LED 突出到板的边缘之外，处于同一平面内。 然后将 LED 从断路器下方切出的槽中拉出。 如果您愿意，我们将在开关下刻上铭文；您可以使用传输字体来实现此目的。
检查和设置 测试该设备非常简单；您只需将 12 伏电池连接到输入即可。 您不需要连接任何其他东西来检查。 单击断路器并检查 LED 的运行情况。 当断路器打开时，LED 应亮起；当断路器关闭时，LED 应熄灭。 必须首先校准电池电压监视器。 通过将电压表连接到电池输入，您需要测量其电压。 然后，通过旋转可变电阻VR1，LED根据测量的电压发光。 这样就完成了校准 作者：拜尔斯 T.
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