太阳能和市电互补供电系统

　　充电电路设计

　　本系统采用12V锂电池来存储电能，要将太阳能存储到蓄电池必须用到充电器，系统选择了基于CN3722的充电电路，如图5所示。CN3722是一款可使用太阳能电池供电的PWM降压模式充电管理集成电路，具有太阳能电池最大功率点跟踪功能。CN3722具有恒压充电模式和恒流充电模式。其输入电压范围宽，可达7.5V～28V，充电电流达5A，PWM开关频率300kHz，具有电池温度监测、充电状态指示、软启动、电池端过压保护等功能。

　　C2、C4是输入、输出滤波电容，可减小电压纹波。R5、R8构成电阻分压网络，可以实现对太阳能电池板最大功率点进行跟踪。LED1、LED2是充电状态指示灯。R4、R6构成电阻分压网络反馈到FB管脚，CN3722根据FB管脚电压决定输出电压。C5、C6、C7和R7构成三个补偿回路，保证了电流调制和电压调制的稳定性。

　　太阳能电池的最大功率点电压为：

　　恒压充电状态电池端对应的电压为(其中 =50nA)：

系统软件设计

　　系统以STC12C5A60S2单片机为控制中心，程序流图如图6所示。单片机通过AD检测蓄电池的电量，当电量低于75%时，市电单独供电;当电量为75%～90%时，太阳能和市电并联供电;当电量高于90%时，太阳能单独供电。同时，单片机通过AD检测东、西方向光敏电阻的阻值来调整电机，直至太阳能电池板与太阳光照方向垂直。

结论

　　系统利用了单片机控制技术、传感器检测技术、电源技术等，实现了太阳能和市电互补供电功能，根据蓄电池剩余电量的多少，系统可工作于太阳能单独供电、市电单独供电以及太阳能和市电并联供电三种模式。系统具有自动跟踪太阳光功能，太阳能电池板始终与太阳光照射方向垂直，最大限度利用了太阳能。系统实用性强，安全可靠性高，价格低廉，有较好的推广性，可应用到室外低压场合。随着太阳能转换效率的提高、转换设备价格的降低，这种双电源供电系统可以作为小型动力设备的电源，并起到不间断电源的作用。

参考文献：

　　[1] 廖惜春,项华珍,徐秀平.模拟电子技术基础[M].武汉:华中科技大学出版社,2008
　　[2] 沙占友,王彦明,马洪涛.开关电源优化设计[M].北京:中国电力出版社,2009
　　[3] 殷明.太阳能-市电互补LED路灯控制系统的设计[J].机电技术.2012,(6):115-119
　　[4] 王伟,吴犇,金科.太阳能光伏/市电联合供电系统[J].电工技术学报.2012,27(10):249-254
　　[5] 王秀玲,张嘉英,吴武臣.太阳能与市电互补LED照明控制系统研究[J].计算机应用与软件.2011,28(2):192-194