太阳能路灯控制系统_毕业论文(24页).doc

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1、-太阳能路灯控制系统_毕业论文-第 18 页 工程实践设计任务书题 目太阳能路灯控制系统项目综述 由于现在的能源短缺问题，新能源供电对于在生活中实现照明要求有较好的效果。在设计该系统过程中，考虑到利用太阳能照明，此系统必须包含充放电的保护、电能强弱的检测和供电能源的切换等功能。因此设计的主要内容是研究太阳能路灯供电的控制，在太阳能足够对路灯进行供电时，使用太阳能对蓄电池充电；如果太阳能不足以提供充足的能源，那么转为市电对路灯进行供电。这样，通过对供电电源的切换达到节能并智能选择供电电源。其意义在于实现智能供电的同时，达到节能的目的。工作任务及要求任务：设计太阳能路灯控制系统，该系统完成蓄电池过

2、充、过放保护以及蓄电池电源和市电电源自动切换等功能。要求：（1）查阅资料，完成系统设计整体方案；（2）太阳能电池板容量与蓄电池容量匹配的分析计算；（3）蓄电池充放电控制器的设计，绘制电路原理图和PCB图，完成软件编程并调试；（4）太阳能逆变电源的设计，绘制电路原理图；（5）完成各部分功能的软、硬件联调。查阅文献 1Sanjaya maniktala. 精通开关电源设计.人民邮电出版社，2008(1).2周志敏，纪爱华.太阳能光伏发电系统设计与应用实例.电子工业出版 社，20103成都信息工程学院电子实验中心，模拟电子技术基础.高等教育出版社.4成都信息工程学院电子实验中心，数字电路基础.高等教

3、育出版社.5王兆安，黄俊.电力电子技术.机械工业出版社，2006:152-1546俞志根.小功率太阳能电源逆变装置的设计J.电力电子术,2009(7).7郑郁正.单片微型计算机原理及接口技术.高等教育出版社，2012.7指导老师 审核年 月 日工程实践设计方案报告 题 目太阳能路灯控制系统主要研究思路和方法：基本思路：利用太阳能电池板来获取太阳能，转化为电能并储存在蓄电池，然后在蓄电池中的电能不足以供电时，通过单片机的对蓄电池和太阳能电池板的电压监测、分析判断来控制两个继电器的通断情况，从而实现蓄电池电源和市电电源的转换。工作重点：对市电220V交流转换为7V直流的电路制作，以及太阳能电池板采

4、集太阳能转换为电能的电路及相关保护，对单片机12C5A60S2学习和它对电路的控制以及相应程序的编写。技术路线：首先解决硬件电路各个功能的实现，电能存储，过充保护，过放保护，市电转换的硬件电路设计。单片机的采样分析控制功能，以及其AD转换模块的程序编写。系统原理框图和工作原理：（1）系统原理框图：稳压整流稳 压市电继电器变压器太阳能电池板电压采样单片机路灯继电器反充保 护蓄电池蓄电池电 压采样稳压及过充保护太阳能电池板（2）工作原理： 在有阳光时，太阳能电池板将太阳能转换为电能并储存在蓄电池中。蓄电池对路灯进行供电，这个过程中，单片机一直在对蓄电池和太阳能电池板的电压进行采样分析。如果蓄电池的

5、电压不足以对路灯进行供电，此时单片机控制的两个继电器将会做出相应的动作，使蓄电池供电转换为市电供电。而市电220V是经过变压器降压然后全桥整流、稳压为7V的直流电。单片机对采回的电压样本经内置的AD转换器转换为数字信号，并作出相应的分析计算。在太阳能电池板对蓄电池充电的过程中，设置了防反充和过充保护。工作进度安排： 第一阶段：学习单片机以及相关知识，相关软件以及基本的硬件知识； （大二上学期：2011年9月至2012年3月） 第二阶段：研究讨论计划方案，并研究方案可行性，确定最终方案；绘制相应的电路图，并且PCB制版； （大二下学期：2012年3月至2012年7月） 第三阶段：根据实验原理，制

6、作电路板，编写程序，调试电路板。 （大三上学期：2012年7月至2012年11月） 第四阶段：完善硬件后期制作，能演示该控制系统基本功能，同时完成项目总结及报告。 （大三上学期：2012年11月至2012年12月）指导教师审核意见 签名： 年 月 日工程实践论文 论 文 题 目 太阳能路灯控制系统 学 生 姓 名 许言午、王浩、杨航、谭全、 李源、阎胜蓝、胡春梅、练胜、 刘洋、黄开创、代雪峰、王一良 学 号 20100720（41、43、49、42、4 4、09、07、14、23、22、24） 2009021013 专 业 电气工程及其自动化 班 级 电气101班 指 导 教 师 张绍全 职

7、称 二O 一二 年 十二 月成都信息工程控制工程学院制太阳能路灯控制系统的设计摘 要常用的太阳能路灯控制系统大都采用定时器或者光电控制来实现太阳能路灯的开关控制，很难根据实际情况和需要进行及时调整，巡检和维修等工作也是人工完成的，需要花费大量的人力和物力。本课题设计主要针对目前太阳能路灯落后的管理方式，设计一种新型的太阳能路灯监控方式，本太阳能路灯控制器以12C5A60S2单片机，并用继电器作为中间控制器为核心，主要负责各种数据的采集处理，自动对蓄电池进行充电并且有过充电过放电保护。单片机对采回的电压样本经内置的AD转换器转换为数字信号作出相应的分析计算和执行相应的操作（开关灯，报告路灯的供电

8、状态以及蓄电池充放电状态），当蓄电池处于过放状态，进行供电能源的切换转换为市电为太阳能路灯供电，具有智能化和自动化较高的水平，安全可靠，适用范围广泛。本文还说明了太阳能路灯的基本原理，完成了系统相应功能和相关程序的编写。关键词：太阳能路灯；路灯控制系统；蓄电池保护；单片机编程The Design of Solar Streetlight control System AbstractThe Scheme of Solar Street Lamp System SchemeAbstractThe methods of time-control and optical-control are in

9、 common used to control solar street lamp,based on the actual situation it is difficult to adjust the lamp’s status in time, it also need manpower to inspect and repair, it takes a lot of manpower and material resources.To change this backward management, we desigen a new wireless control syst

10、em, which is based on the 12C5A60S2 MCU , and relay as intermediate controller as the core.,and it is responsible for a variety of data’s acquisition and processing,according to the degree of illumination to switch lights automatically, charging the the battery with over-discharge protection,W

11、ith the chip to adopt the voltage sample the built-in AD converter is converted to a digital signal to the corresponding calculation and implement corresponding operation (open to turn off the lights, the report the lamp power supply condition and battery charging and discharging state),When the bat

12、tery in the discharge state, to supply energy for mains switch conversion for the solar energy street light power supply, with intelligence and automation high level, safe and reliable, wide range of application.This article also describes the basic principles of solar lights, completion of system s

13、election and program.Key words: customer satisfaction; evaluation quota system; the construction of Electronic Resources; university library; five point Likert scaleKey words: solar street lamp; Street lamp monitoring system;storage battery protecting;MPU programming目 录论文总页数：31页1 引言21.1 项目概述21.2 设计目

14、的21.3 设计任务31.4 研究思路和方法32项目总体方案设计42.1系统原理框图和工作原理42.1.1 方案选择43系统硬件设计53.1 太阳能路灯控制系统的电路原理图53.2各个单元电路的工作原理和实现的功能63.3印制板电路93.4产品材料清单134系统软件设计134.1各个单元的设计思路和实现的功能134.2软件程序流程图134.3程序源代码155 调试运行155.1 硬件调试155.2 软件调试17参考文献19附录一20会议记录20附录二22程序源代码22附录三28组员调试相关图片281 引言1.1 项目概述自哥本哈根气候峰会召开以来，环保节能为当今世界热点话题，节能减排，已不仅是

15、政府的一个行动目标，而且还能给企业带来经营上的收入，让城市居民能获得一个较好的生存环境。节能减排更是一个人类解决环境问题的必经之路。我国节电潜力仍很大。在工业领域，通过电力电子技术的开发和应用及对风机水泵等电力拖动系统进行优化，可取得显着的节电效果；在建筑物用电方面，全面实施建筑物的能效标准，特别是改进空调制冷和取暖技术和系统的能效，将有巨大的节电效果。高效照明和提高家庭、办公用电器的能效也有巨大的节电潜力。采取多种措施，推动节能节电不仅可取得好的经济效果，还可节约电力建设投资，减小电力建设风险。如果在产业产品结构调整方面加强引导，使我国的经济结构尽快向低能源强度方向转变，同时加强节能，全面提

16、高能效，我国可能以低得多的电力消费增长，达到GDP翻两番的经济增长目标，同时带来环保、经济效益、能源安全等一系列的效果。电力系统要全面开展以节电和负荷管理为目的的需求侧管理。太阳能不仅拥有良好的经济前景，且随其产业化的发展，将提供越来越多的就业机会。因此太阳能光伏发电市场发展前景相当广阔，已经引起了世界发达国家的高度重视。与发达国家相比，中国的光伏发电产业发展缓慢，各种光伏材料的发展也相对落后。现有的路灯大多都是市电供电，以太阳能作为能源的路灯应用不够广泛。基于这一背景，设计了一款太阳能路灯智能控制系统，除了用太阳能供电外，还添加了在太阳能不足以供电时由市电提供电能的转换模块，方便路灯照明设备

17、的功能控制和管路。1.2 设计目的随着经济的发展、社会的进步，人们对能源提出越来越高的要求，近年来能源供需矛盾突出，寻找新能源成为当前人类面临的迫切课题。太阳光没有地域的限制无论陆地或海洋，无论高山或岛屿，都处处皆有，可直接开发和利用，且勿须开采和运输。它同以往其他电源发电原理完全不同，具有以下特点：1.无枯竭危险；2.干净无公害；3.不受资源分布地域的限制；4.可在用电处就近发电；5.能源质量高；6.获取能源花费的时间短。而在我们生活中，许多城市都需要路灯照明系统，这一系统的需求也同时对电能提出了巨大的需求。在当今的社会，能源问题本已是人类当前一个迫不及待需要解决的问题。基于这种背景下，设计

18、一款能将太阳能转换为路灯所需电能的新型路灯也是很有需要的。所以我们设计的这款路灯在满足人们在生活中照明需求的同时，还将太阳能转换为电能给路灯供电，同时也增加了太阳能不足供电时由市电供电的转换装置，并是智能转换，方便了路灯的管理。这样一来就能达到照明、节能两不误的目的。1.3 设计任务设计出一款能够将太阳能转化为电能并储存在蓄电池中且能智能给路灯供电，智能转换蓄电池和市电对路灯供电的一个控制系统。设计一个功能全面，能控制蓄电池充放电，转换供电电源的实物控制系统。此系统在太阳能不足时需转变为市电供电，市电220V经变压器降压到9V后经全桥整流稳压后保持7V的稳定值。太阳能电池板给蓄电池以6.5V的

19、恒定电压充电，并且在蓄电池两端并联一个电压采集电路，采样信息由P1.1口输入单片机，经AD转化后由单片机处理识别，并控制两个继电器的动作，从而实现两供电电源的转换。同时，单片机的另外端口也控制指示灯的状态，在判断符合某指示灯亮的条件时，单片机给出亮灯信号。另一方面，单片机的电源是从市电或者蓄电池处获得，当蓄电池电量充足时，由蓄电池给单片机供电，不足时由市电给单片机供电，其条件如路灯的控制条件。最后，绘制原理图和PCB板，做出实物，进行调试，使其能达到理想的功能状态。1.4 研究思路和方法主要运用模拟电子技术制作系统的硬件控制部分，如蓄电池充电模块和保护模块、市电降压整流稳压模块、单片机电源和继

20、电器控制电路。又应用数字电路技术以及单片微型计算机原理及接口技术来设计程序和控制继电器的工作状态。同时，在市电模块需要用到电力电子技术的AC-DC转换，使市电变为直流为路灯供电。在这些思路下，开始在实验板上搭建每个模块的电路，验证思路中的想法是否正确，并寻找简化电路以更有效的实现该模块的功能。在找到各模合适的电路后，开始设计系统电路原理图，制作相关的硬件电路，然后再次调试组合后的系统硬件电路，解决相关的问题，并寻找能简化或较快捷的方法。一步一步的优化系统，调试相关电路。在硬件调试好了后，软件的程序设计业要跟上脚步，按照硬件的需求实现相关功能。程序设计完后，要和硬件一起配合调试，验证其是否达到想

21、要的效果，并进行相关的修改和优化。最后，软件和硬件的完美搭配实现这个系统的整体运行，并具有相关功能。2项目总体方案设计2.1系统原理框图和工作原理2.1.1 方案选择该项目主要考虑以下两种方案：方案一：系统完全使用纯模电电路实现。太阳能路灯智能控制系统主要由电源、蓄电池过充和过放保护电路、红外控制及光控电路以及灯具组成。总体框图如图1所示。电源分为电池电源和220V市电经AC-DC转换电路后的稳定电源。AC-DC转换电路主要由变压器及集成稳压管构成。蓄电池过充保护电路是一个简单的由稳压二极管、三极管及电阻构成的电路，而在太阳能板给电池充电时为防止电池对太阳能板反向充电，需在太阳能板和电池之间接

22、一个二极管。蓄电池过放保护电路的主要元件为滞回比较器和继电器。由滞回比较器来判断电池是否达到过放状态，由继电器作为选择开关，来选择用电池供电还是后备电源供电（电池在过充状态时和阴雨天气时）。红外控制和光控电路主要组成部分是红外探头、数字电路及光敏电阻，而红外控制部分可以集成一块芯片，即BISS001芯片。灯具有照明灯具及演示时的指示灯。由于设计的是路灯，照明灯具需要足够的亮度，可以选用LED灯。指示灯用简单的发光二极管即可。低压控制开关AC-DC转换电路交流220V太阳能电池阵列红外控制开关电路光控开关电路蓄电池蓄电池过充过放保护灯具延时电路 图1 方案一结构图方案二：系统采用单片机12C5A

23、60S2控制市电和蓄电池的供电情况，并用继电器作为中间控制器。该方案在太阳能电池板转换能量后，经反充和过充保护对蓄电池进行充电，此时单片机对太阳能电池板电压和蓄电池电压进行采样并分析，判断选择哪个电源进行供电，控制两个继电器的通断情况。而市电220V经变压器降压到7V后，进入整流稳压电路后对灯具进行供电。方案最终选择理由：经小组的激烈讨论后，我们选择了方案二进行设计、制作。原因在于方案一拥有复杂的电路模块，在实现相同的功能模块下，需要更多的电路，故需更多的电路器件，这样增加了制作成本。另一方面，电路的复杂累赘会增加控制电路的误差，使最终电路不能达到预期的理想效果。再一方面是纯模电电路在实现智能

24、切换供电电源和检测方面比较困难。故选择使用单片机来作为本项目的控制核心。方案二框图如图2所示。太阳能电池板产生的电压为9V，经处理后以6V给蓄电池充电。市电模块使用的变压器为220V/12V。经整流稳压后为7V。在电源模块增加滑变，设置相应的阻值，可得到5V电压作为单片机电源。方案二工作原理：在有阳光时，太阳能电池板将太阳能转换为电能并储存 在蓄电池中。蓄电池对路灯进行供电，这个过程中，单片机一直在对蓄电池和太阳能电池板的电压进行采样分析。如果蓄电池的电压不足以对路灯进行供电，此时单片机控制的两个继电器将会做出相应的动作，使蓄电池供电转换为市电供电。而市电220V是经过变压器降压然后全桥整流、

25、稳压为7V的直流电。单片机对采回的电压样本经内置的AD转换器转换为数字信号，并作出相应的分析计算。在太阳能电池板对蓄电池充电的过程中，设置了防反充和过充保护。整流稳 压市电稳压继电器变压器太阳能电池板电压采样单片机路灯蓄电池电 压采样太阳能电池板稳压及过充保护反充保 护蓄电池继电器 图2 方案二结构图3系统硬件设计3.1 太阳能路灯控制系统的电路原理图太阳能路灯主控电路原理图如图3所示，市电开关电源电路如图4所示。各部分工作原理在3.2节详细介绍。图3 太阳能路灯主控电路图4市电开关电源电路3.2各个单元电路的工作原理和实现的功能 1、市电开关电源电路图4所示为市电部分开关电源，该部分是由市电

26、220V进入经变压器T1后降压到9V，然后经全桥整流变为直流后经稳压芯片LM2596后过电感L1后输出。而电路中的肖特基二极管D5的作用在于续流，使输出电压达到稳定。调节滑变R0的阻值大小可以调节输出电压的大小。二极管D1-D4是整流全桥的四个桥臂，对交流进行全桥整流。2、单片机电源图5 单片机电源电路单片机电源电路如图5所示，此部分先是市电IN对单片机供电，是单片机工作，如果蓄电池电量充足，则改为蓄电池对单片机供电。此部分使用LM117进行稳压，达到稳定值5V。而LED0是用来指示单片机电源工作正常。3、 太阳能电池板_蓄电池充电电路图6 太阳能电池板_蓄电池充电电路图6所示部分为太阳能电池

27、板_蓄电池充电电路，电压由太阳能电池板输出经D1后进入稳压芯片317，然后对蓄电池充电，D1的作用是防止蓄电池对太阳能电池板反充。而D1后的的电阻并联电路是对太阳能电池板电压进行分压，在滑变R4上用P1.0进行电压采样，分析太阳能电池板的电压情况。滑变R13和R12组成的电路可将电压稳定在6.5V对蓄电池进行充电，这样既可以对蓄电池恒压充电也可以防止对蓄电池过充。所以这一模块包含了防过充和反充保护电路。4、蓄电池电压采样电路图7 电池电压采样电路图7所示电路是电池电压采样电路，其功能是对蓄电池的的电量情况进行监测，单片机采集电压样本进行分析，并控制两个继电器的动作情况。其主要结构是一个用电阻R

28、f和滑变R6串联，然后与蓄电池并联。滑变采样的输入电压不能超过5v，滑变使其最大保持在3v左右，以使单片机内部的AD转换器进行转换供单片机分析，作出准确的判断。这里使用的单片机端口为P1.0口对蓄电池电压进行采样。5、 单片机主控电路图8 单片机主控电路图8为单片机主控电路,包括单片机复位电路、继电器控制电路、震荡电路和工作状态指示电路。指示电路部分，当LED0亮时，表示蓄电池电量充满；LED1亮表示蓄电池电量不足；LED2亮表示市电供电；LED3亮表示蓄电池供电。继电器控制电路部分，当蓄电池电量不足时，单片机将P1.5口置成低电平，将P1.6置成高电平，三极管Q1导通，三极管Q2关断，使市电

29、部分继电器动作通电给路灯供电，蓄电池部分继电器动作不导通；当蓄电池电量充足时，单片机将P1.6口置成低电平，将P1.5置成高电平，三极管Q2导通，三极管Q1关断，使蓄电池部分继电器动作导通给路灯供电，3.3印制板电路 主控电路PCB如图10所示，市电开关电源电路PCB如图9所示。图9 开关电源PCB图图10 主控部分PCB图图11 主控电路部分印制板电路图图12 开关电源部分印制板电路图图13 系统总图3.4产品材料清单该系统的产品材料清单如表1所示。产品名称型号技术参数供方数量单价/元总价/元单片机STC12C5A60S2购买188变压器YATAI48-E-1000-090-D220V/9V

30、50Hz-60Hz购买13535开关电源芯片LM2596购买133肖特基二极管IN5822购买111稳压芯片LM317购买224继电器Q3F-1Z10A/125VAC购买236稳压芯片AMS1117购买11.51.5精密滑变502购买20.51精密滑变202购买20.51太阳能电池板9V购买14545蓄电池6v /4.5AH购买13535接线端子购买40.251印制电路板购买188表1 产品材料清单4系统软件设计 4.1各个单元的设计思路和实现的功能此次系统软件的设计主要分为两个模块，AD转换模块和继电器控制模块。AD转换模块主要是运用采回来的模电电压样本转化为数字信号，编程中AD转换总共循环

31、10次然后去平均值以减小误差。继电器控制模块主要是根据采回来的电压信号来判断蓄电池的电量情况，然后给继电器以控制信号。最后在根据继电器的工作状态给出指示灯的信号。4.2软件程序流程图图14 程序流程图 该软件程序的设计首先让系统工作在市电工作状态，在整个系统工作正常后，采集蓄电池电压，进行分析，判断这个时候蓄电池电量情况，从而给出相应的动作指令。在蓄电池足以供电的情况下，又有两种情况，蓄电池电量满状态和未满但能给路灯供电。4.3程序源代码程序源代码见附录二。5 调试运行 5.1 硬件调试在调试硬件电路时，首先调试的是蓄电池充电模块，主要调节滑变的阻值，使输出电压与蓄电池饱和电压相当，大概6.5

32、V。接下来调试的是继电器模块，首先使用的继电器驱动是NPN型三极管，导致继电器疯狂的误动作，最后换成了PNP型三极管这一效果的主要原因是单片机I/O口默认输出状态为高电平，所以一上电就会驱动继电器，使其误动作。在调试路灯供电模块，发现无电压输出，寻找原因，发现该模块中的二极管的极性焊接错误。在前几次成功调试系统后，我们再一次调试系统的运行，发现系统无法正常运行。经过过一下午的研究讨论，没有发现程序和硬件电路的问题，最后发现是蓄电池的问题。蓄电池在放电时的电压不稳定，出现陡降复升现象。导致单片机电源出现波动，从而系统的单片机无法正常工作，继电器连续跳动。后来，我们在蓄电池两端并联了一个大电容，这

33、个现象就被解决了。而关于蓄电池电压陡降复升现象，作者陈立宝发表于蓄电池2005年第3期的“对铅酸蓄电池放电时电压陡降复升的认识”一文中有如下描述：铅酸蓄电池在放电时,端电压出现瞬间下降,接着电压回升到一定阶段后,电压又开放电电流: 6 A , 环境温度: 25 图1 200 Ah 电池放电曲线图始缓慢(平稳)下降。有的业内同仁把这种现象叫做“电压陡降”,我个人认为是否可以商定一个比较完善的提法。我们知道, 电池的电动势与其内部酸的浓度有关系。根据公式: E = ERTnF( lnagGahHaaA abB) 可以得出: E = E0 - 1119 10 - 5 RT lg a4H+ ,从式中可

34、看出,蓄电池的端电压与电解液中H+ 浓度有直接关系,在一定范围内,H+ 浓度越高, 电压就越高, 反之,电压就越低。因此,可以这样说,蓄电池放电过程,其实就是电池内部的电解液浓度变化的过程,充电,浓度越来越高,最终趋向一个平衡值;放电,浓度越来越低,最终趋向1 (接近水的密度) 。蓄电池在放电前, 内部基本处于平衡状态, 因此不会出现宏观的物质反应, 当然细小的微观反应仍会在进行, 图2 图1 中电压出现变化的一段曲线放大图在此我们不做考虑。放电后, 靠近溶液的正极活性物质表面部分, 由于与硫酸接触的充分而先被利用, 因此, 此处的硫酸最先被反应掉,于是, 电池电压开始迅速下降。根据浓度从高向

35、低流动的原理, 此时, 附近的硫酸开始缓慢向此处流动, 但是流动的速度赶不上反应掉的速度, 使得硫酸继续减少, 电压继续下降。当附近的硫酸流动速度与反应速度相当, 也就是说附近流动过来的硫酸足以补充因反应消耗掉的硫酸的时候, 此时, 电池的电压由于H+ 浓度变高而回升。最终, 随着反应的进行, 硫酸还是被消耗, H+ 浓度越来越低, 因此, 电压的短暂回升后还是缓慢继续下降。在蓄电池放电瞬间会出现以上所述现象, 如图1。把图1中电压出现变化的一段放大, 就呈现图2 所示形状。因此, “电压陡降”只是描述了前一段, 没有把紧接着的后一段的电压变化描述出来, 在此, 我称之为“电压陡降复升”似乎更

36、完整一些。电池放电时出现电压陡降复升, 不光是充足电的蓄电池, 即使有剩余荷电的蓄电池在放电瞬间仍然会出现这种现象, 蓄电池出现这种现象, 不是取决于蓄电池的容量多少, 当然荷电量高的电池出现电压瞬时下降的底线就稍高一点, 反之, 就稍低一点。既然都会出现这种现象, 那么我们应该知道的是, 电池出现这种现象是应该值得注意的。当蓄电池出现电压陡降复升的时候, 尤其在陡降的底线,若是越低, 就越有危险。当此底线值低于设备的保护电压的时候, 就会给设备带来危险。因此, 电压陡降复升的现象值得我们进一步研究。充电次数的增加, 在面对正极板的PE 隔板表面发生的热氧化降解反应, 开始从PE 隔板表面向内

37、部扩展, 不断地降解隔板内部的超高分子量聚乙烯分子, 最终, 氧化降解反应的区域穿透整个隔板基片, 到达面对负极板的一面, 造成隔板出现穿透性粉化的孔洞。白色的氧化硅填料在面对负极的一面也开始出现, 见图1 (b) 。一般情况下, 充电过程中, 正极外加电压要大于发生电极可逆反应的平衡电动势, 来克服各种极化和气体的析出超电势, 维持一定的充电电流。实际的正极电极电位和平衡电动势的偏差, 将会影响反应(2) 的反应动力学,改变原子氧和分子氧在电极表面的析出速度。所以蓄电池的充电方式不同, 也会造成在正极表面附近氧化性环境发生变化, 影响PE 隔板的氧化速度及其使用寿命。该文章得出以下结论：(1

38、) PE 隔板在铅酸蓄电池使用中, 发生的热氧化降解反应是引起粉化失效的主要机制之一。(2) 铅酸蓄电池正极在充电条件下, 出现的强氧化性环境和强氧化剂, 是导致热氧化反应的关键条件。(3) 蓄电池的充电方式, 影响氧分子在正极表面的析出速度, 改变氧化环境, 对PE 隔板的使用寿命有一定的影响。建议对汽车充电器的充电方式, 进行优化研究, 减少每个充电周期过程中氧气的析出速度和析出量。通过查阅的文献资料验证了项目调试过程中遇到的问题不是硬件电路设计的问题。然后项目组成员通过讨论，在蓄电池两端并联一个大电容，解决了这个现象。硬件调试图片见附录三。5.2 软件调试软件调试首先调试的是AD模块，出

39、现了无法采集到蓄电池的电压值的情况，经过组员多番讨论和研究后，发现在AD转换循环中每次循环都要将AD开始位置位。然后调试的是继电器控制部分，最开始发现继电器误动作，分析其原因得知，我们在关断一个继电器之前未蒋另一个继电器打开，所以在切换继电器的时候，整个系统会突然断电，使单片机无法正常工作。最后设置在关断一个继电器前打开另一个继电器，并进行一定时间的延时。软件调试图片见附录三。通过本次课题的研究，我们对在课堂上学习的专业理论的知识有了进一步的认识，并了解到这些理论知识在实际中的应用方法。同时，熟悉了一个成功地做出一个项目需要哪些过程。首先我们要制定出一个项目的思路，学习相关的知识，通过各种方式

40、来获取信息和资料。然后，开始思考项目的相关内容，项目需要实现的相关功能。这些功能要怎么实现，用怎样的方式，怎样尽可能简单的电路来实现相应的功能。然后开始设计相关电路，在实验板上进行验证能否达到想要的结果。接下来绘出系统总电路图，开始制作电路板，焊接，调试硬件电路。软件设计要根据硬件电路的功能来编写。这些过程都需要无比的耐心和细心，同时需要相关的知识做铺垫。而这次的课题是以团队的方式进行的，那么在这次的课题研究中，我们需要分工但又需要密切的配合。大家默契的做着自己的时又同时不忘和组员交流配合。总的来说，这次项目能成功离不开组员们的共同努力，且这次做出的项目达到了预期效果。参考文献1 Sanjay

41、a maniktala. 精通开关电源设计.人民邮电出版社，2008(1).2 周志敏，纪爱华.太阳能光伏发电系统设计与应用实例.电子工业出版 社，20103 成都信息工程学院电子实验中心，模拟电子技术基础.高等教育出版社.4 成都信息工程学院电子实验中心，数字电路基础.高等教育出版社.5 王兆安，黄俊.电力电子技术.机械工业出版社，2006:152-1546 俞志根.小功率太阳能电源逆变装置的设计J.电力电子术,2009(7).7 郑郁正.单片微型计算机原理及接口技术.高等教育出版社，2012.78 9 T. Wada , T. Hirashima. Progress in polyethy

42、lene sepa2rators for lead2acid batteries J . Journal of PowerSources , 107 (2002) : 201210.10 H. Winkler. Microstructure of PE2separators J . Journalof Power Sources , 113 (2003) : 396399.11 杨德山, 高俊刚. PE 隔板的抗热氧化性能及其机理研究J . 蓄电池, 2004 (1) : 3538.12 桂长清. 胶体密封铅蓄电池特性分析J . 蓄电池,2002 (3) : 103106.附录一:会议记录组长

43、：谭全 副组长：阎胜蓝 组员：胡春梅 许言午 王浩 李源 黄开创 刘洋 代雪峰 何晨光 练胜 杨航 王一良2011.10.15 15:00 16:30 地点：一食堂参加人员：全体组员这是我们确定题目后的第一次会议，主要是大家讨论一下对这个项目的认识（根据自己查的资料），最后组长给我们布置了任务：查阅资料，了解控制系统电路怎么组成，需要哪些技术的支持。2011.12.16 14:00 15:30 地点：4405教室参加人员：全体组员这次会议主要是讨论我们这个项目的大体构架，确定框图。控制电路转换电路太阳能电池板放大电路蓄电池负载保护电路保护电路外接电源控制电源电路显示电路2012.3.9 15:

44、40 16:20 地点：1106教室参加人员：全体组员老师给我们确定接下来要做的事：定方案，搭板子首先，接下来我们要去查蓄电池的型号，然后买蓄电池和太阳能电池板，再把我们的方案确定下来。20126.24 14：00 17:30 地点：爱校园 参加人员：除练胜，何晨光都参加了会议目的：确定最后的方案（基于单片机还是用纯模电电路）会议中提出的主要问题以及解决方法：1、 外部开关电源与蓄电池对负载供电的转换；2、 单片机实现的功能；3、 各模块供电电源电压的采集；4、 单片机模块电路；5、 用窗口比较器还是单片机控制模拟开关的通断？用窗口比较器较节能，但电路图较复杂繁琐，效率不高；单片机虽然较耗能，但控制较方便，效率高。通过小组讨论决定，采用单片机控制模拟开关的通断。6、 用单片机内部AD还是用外部AD芯片来判断蓄电池过充或过放的问题。经过小组讨论，外部AD芯片所需要的电路复杂，驱动程序简单；内部AD芯片虽驱动程序复杂，但没有繁琐的外部电路，且成本低。所以采用单片机内部AD来判断蓄电池过充或过放的问题。7、 对负载供电采用AC还是DC？首先考虑到太阳能电池板收集到的是DC，且整个电路中DC使用较多，且实际中路灯多为LED灯，如果采用AC，则需要逆变电路，增加成本，且使整体电路复杂，故采用DC对负载供电，且负载用LED，则需要做一个开关电源，在蓄电池供电不足时进行供电。在这