外文翻译译文-通过利用光伏电源适配器的微控制器的设计

中北大学毕业设计外文翻译译文第 1 页 共 9 页通过利用光伏电源适配器的微控制器的设计MASUDUL HAIDER IMTIAZ*, ZAMSHED IQBAL CHOWDHURY, MUHAMMAD MOINULAZAM, MST.RUMANA AKTAR SUMI应用物理系，电子与通信工程，达卡大学，孟加拉国MD.ISTIAQ MAHBUB, NAFISA SHAHERA NUR电气与电子工程系，Ahsanullah 科技大学 达卡大学，孟加拉国摘要：本文将演示设计和实现改进的电源适配器，该电源适配器可以使用交流主电源以及直流光伏电源。该适配器将输入交流和直流电源主电源，并给出了一个预先定义范围内的可调电压输出。每当两个主电源同时输入该电源适配器，它将根据预先定义的优先权，仅仅选择一个输入。整个系统围绕一个 MCU（微控制器单元） ，监控所有的操作和需要决定。输出电压和进给系统状态会为用户以数字形式显示在显示器上。关键词：可调输出调节器；显示；PIC 16f72；继电器；通用适配器。1、简介有时，当没有主电源的供应时，使用实用设备变得非常重要。即使有替代能源：如光伏电池，电池充电等也可以产生电力，但是它不能被用于由于缺乏适应性接口的情况。在本文中，一个电源适配器这样设计的两种电源可用于任何设备。有时仅使用 DC（直流）输入存在时，适配器供应的 DC输入，输出仅是 AC（交流电）输入存在，供给适配器从 AC输入。然而，当两个输入都是积极的，相比于直流输入，它更喜欢交流输入，并且只采取交流输入。采用微控制器来执行算法，并进行监控操作。图 1示出了总的系统的框图，是从我们的交流电源，通过一个开关输入控制用 MCU（微控制器单元） 。然后输入被馈送到降压变压器的输出电压被馈送到一个全波整流电路的平滑电容器的步骤。经过整改过程，呈波形的直流被送至可调输出电压稳压器的输入端。通过阈值检测器直流电源输入适配器，以确保适当的电压等级。可调式电压调节器的输出被馈送到。最后的输出是连接到微控制器的反馈。微控制器监控最终输出电压，并将其显示在显示器上的数值所以也可设置用户的所需电压。最后的输出是连接到微控制器的反馈。 AC 开关缺省设置为 ON。时，有一个本与适当的电压电平的 DC电源，微控制器关闭交流开关和只需要喂饱从直流源。在使用者可以控制输出从外电路由一个可变电阻。钍适配器设计为喜中北大学毕业设计外文翻译译文第 2 页 共 9 页欢使用光伏发电比电网供电。如果没有阳光和交流电网电源存在时，适配器的输出将连接到电网电源。但是如果有足够的阳光，它将利用太阳能发电。图 1 电源适配器2、工作电路工作电路分为 4个部分，即主要是交流，直流，稳压部分和单片机部分。这些部分处理相应的处理电路。AC 部分包含一个继电器，变压器，全波整流器和平滑电路电压。 DC部分包含一个阈值检测器电路。稳压器部分是一个稳压器集成电路及相关电路。 MCU 控制和监视输出电压的开关动作。2.1交流部分这一部分如图 2所示。它由以下几部分组成：图 2 交流断面示意图中北大学毕业设计外文翻译译文第 3 页 共 9 页继电器：它是一个 SPDT（单刀双掷）继电器作为交流开关。变压器：它是一个 220 V至 9V降压转换器。全波整流器：整流器是由特殊配置连接 4个硅二极管桥式整流器。它产生脉动直流。平滑电路：平滑电路是由一个电阻浪涌电流限制器，一个负载电阻和一个电容器三部分组成。交流主电源连接到 NC（常关）引脚的单刀双掷（SPDT）继电器和 NO（常开）引脚连接到地面。常见的引脚连接到变压器的初级。2.2直流部分它有一个智能的部分，即阈值检测器电路建立于 LM324，是四个独立的，高增益，内部频率补偿运算放大器。正输入端 4.25V是参考电压，而负输入端连接直流电源。2.3调节器节调节器的部分是一个可调输出集成稳压器 LM317和其它电路元件。这在图3所示的部分。图 3 调节剖面示意图2.4单片机与显示部分该适配器中使用的微控制器 IC是 Microchip公司的 PIC16F72 PIC IC。它具有 10位 A/ D转换单元，2 个 8位数字端口和 5 个 A / D输入通道。液晶显示屏的数据引脚连接到 PORTC。LCD 控制引脚（RW，RS 和 EN） ，分别连接到RB7，RB6 和 RB5。的反馈电压，阈值检测器电路的输出和交流开关连接到RA0，RB0 和 RB2的 MCU端口，引脚图如图 4所示。中北大学毕业设计外文翻译译文第 4 页 共 9 页图 4 原理图单片机，显示直流部分3、电路的操作总的电路操作分为四个部分：3.1交流部分当 DC输入不存在时，微控制器连接到交流输入线，通过继电器开关切换到变压器。变压器需要在 220V输入，并输出一个低电压 9V-12V。全波整流器这个电压进行整流，整流后的脉动直流电压通过 RC电路动作进行平滑。R 和 C的值在设计过程中规定。RS 是用于限制浪涌电流。平滑后的 DC应用于调节器的输入。3.2 直流部分当 DC输入等于或高于参考电压时，比较器产生一个高脉冲率信号的微控制器。微控制器然后输出一个高开 BJT（双极晶体管）反过来继电器通电，连接AC部分接地，从而从交流电源断开。从 DC输入电压被施加到调节器的输入。然后稳压输出电压应归于直流电源。3.3调节器节从直流和交流电路供应的两个电压是通过独立的二极管应用于输入。二极管 D1和 D2发球主动保护相应的电路。稳压 IC LM317 ADJ（调节）引脚上的参考电压为 1.25V。通过电阻 R1和 R2两端呈现稳定电压。 R2两端的电压是相同中北大学毕业设计外文翻译译文第 5 页 共 9 页的参考电压，输出电压可以通过改变 R1值在 1.25V-37V的范围内调节。公司提高稳压器的瞬态响应，确保交流稳定，电容提高纹波抑制比。3.4电压反馈及显示部分调节电压输出连接到微控制器 IC的输入引脚。此引脚作为调整模拟电压和A/D转换，并显示输出电压的数值上的液晶显示。4、设计程序本节包括适配器相关的计算。首先，计算与平滑电容器电路后做可调电压设计，这里考虑到。测量电容和电阻，在实际电路中使用提示。桥式整流器的输出显示在图 5中。图 5 纹波电压，用电容平滑的全波整流波形的角度和时间4.1电容滤波电路的设计在这里，交流频率，f = 50Hz周期，T = 0.02 sec1 = Sin-1 (E0(min) / E0(max)= Sin-1 (8.5V/9V)= 70.81o2 = 90o 70.81o= 19.19ot2 = (2 T/360o)= 0.001066 sec中北大学毕业设计外文翻译译文第 6 页 共 9 页t1 = (T/2) t2= 0.01 0.001066 sec= 0.008934 sec= 8.394 ms负载电阻为 500。然后，负载电流IL = E0(avg) / RL= 8.95V/500= 17.9 mAC = IL t1/ Vr = IL / 10% of E0 avg= 17.9 mA* 8.394 ms / 10% of 8.95 V= 167.88 F.4.2可调稳压器的设计通过 R2的电流 I1被假定为= 1 毫安。与参考电压为 1.25 V。因此，R2 = 1.25/1mA= 1.25 K现在，如果要求输出的电压为 2 V，然后 R1 = 2.00V1.25v/ 1 mA值= 750再次，是所需的电压为 37V，然后 R1 = 37V -1.25v/ 1 mA值= 35.75 K为了方便使用，CAdj 和 CO的值被假定为 10F 和 F分别为 1 1 。电位器是 100koh。5、充电控制器利用由单片机 PIC16F72的适配器具有一些先进的功能，如做充电控制器具有精确的电压水平的能力，传感和控制充电电流的能力，并没有在本文中描述。根据这些标准，该适配器可用于家庭和商业应用在任何一种。 MCU单元可以用来延长电池的使用寿命和 MPPT2未来可能会实施。6、软件交流电源和直流电源之间的开关动作由被选择的 PIC16F72单片机执行。MCU加载程序使用特定的算法编码，来执行电源选择的优先权。在此方案中的中北大学毕业设计外文翻译译文第 7 页 共 9 页图 6中所示的流程图。图 6、软件流程图程序开始后，第一项任务是检查直流输入电源是否存在一个适当的电压等级适合这个适配器。如果是，微控制器检查 AC开关的状态。如果开关闭合，单片机 RB3引脚为高电平触发继电器。继电器线圈通电，将导致在从 AC电源部分的 AC电源断开。然后，MCU 便开始监视输出电压通过反馈输入和显示。于是再次检查，然后我们统计 RB0引脚高。如果是，则再次检查的 AC开关的状态。如果已经打开，单片机 RB3上继续高的状态进行监测和检查顺序动作。对于直流部分保持活跃的 RB0必须在任何时候都维持高位。如果有适当的电平没有 DC输入电源存在时，MCU 检查的 AC开关，看它是否被关闭。如果不是封闭的，它使一个低在 RB3和继电器连接的主交流输入的公共端子。然后，它监视输出电压，并将其显示，并再次检查适当的 DC电源。如果没有检测到直流电源，它会检查中北大学毕业设计外文翻译译文第 8 页 共 9 页AC开关状态。如果已关闭，它简单地监视输出电压，并将其显示，然后再次开始检查 DC电源。7、结论通用适配器设计时谨记保证能够有效使用光伏能源。当有交流和直流（从光伏电源）存在，直流电源将占上风。通过这种方式，它可以节省用户成本。此外，该适配器通过可调式稳压器 IC提供一系列输出电压和输出电流。输出可以从外面调节，可以让用户使用各种实用设备：如灯，手机充电器等。此适配器上可以进行更多的工作来提高性能：如输出电流可以被放大来支持具有更高电流额定值的设备，提高可用性和各种输出功率之间的转换等。中北大学毕业设计外文翻译译文第 9 页 共 9 页参考文献1 LM 317 Datasheet, National Semiconductor. 2 David A. Bell, Electronic Devices & Circuits, Prentice-Hall India, Fourth Edition, pp. 582-585. 3 IEEE Recommended practice for Utility Interface of Photovoltaic