[发明专利]一种基于CAN总线的光伏发电控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及光伏发电技术领域，特别涉及一种基于CAN总线的光伏发电控制系统。

背景技术

随着能源日益紧缺和环保压力不断增大，光伏发电技术以其资源丰富、清洁环保、受地域限制小等优点，越来越受到人们的重视。根据对现有光伏发电系统的调查分析，储能蓄电池的使用寿命是导致系统故障和失效的重要因素之一。传统的独立光伏发电系统一般采用单个充电控制器控制太阳能电池板对蓄电池进行充电，该方法基本能够满足小容量蓄电池的要求，但不能胜任大容量蓄电池或蓄电池组。大容量的蓄电池或蓄电池组充电时需要的充电电流较大，充电过程中充电控制器投入/切出充电频繁，对蓄电池冲击较大，容易损坏蓄电池。当前，大容量蓄电池和蓄电池组正被逐渐广泛使用，因此，需要更加有效、可靠的充电控制方案。

发明内容

(一)解决的技术问题

为了解决上述问题，本发明提供了一种基于CAN总线的光伏发电控制系统，通过判断蓄电池的充电状态，采取相应的充电方式，从而适应不同容量的蓄电池，达到延长蓄电池使用寿命的目的。

(二)技术方案

一种基于CAN总线的光伏发电控制系统，包括子机模块和主机模块，所述子机模块和所述主机模块通过CAN总线进行通信连接；

所述子机模块包括充电单元、采样单元、子控制单元、指示灯单元和子CAN通信单元；

所述充电单元输入端连接光伏电池，输出端与蓄电池相连，所述光伏电池通过所述充电单元对所述蓄电池进行充电；所述充电单元包括场效应管、第一和第二三极管、第一～第三二极管和第一～第七电阻，其中所述场效应管选用P沟道功率开关管IRF4905，所述第一和第二二极管为肖特基二极管；

所述采样单元采集所述蓄电池的充电端电压，输出模拟信号送入所述子控制单元的A/D口；所述采样单元包括电流传感器、第一～第三运算放大器、第四～第七二极管、第八～第二十三电阻、第一和第二电容，其中所述电流传感器选用霍尔电流传感器CHB_50A，所述第一～第三运算放大器选用四运算放大器LM324，所述第四和第七二极管为肖特基二极管；

所述子控制单元对所述采样单元的采集信号进行处理，输出PWM信号控制所述充电单元的所述场效应管的开关占空比，从而调节所述光伏电池对所述蓄电池的充电电流；

所述指示灯单元与所述子控制单元相连接，表示所述蓄电池的充电状态；

所述子机模块通过所述子CAN通信单元接收所述主机模块发送的充电指令，并将采集的所述蓄电池充电过程参数发送至所述CAN总线上面以待所述主机模块读取；

所述主机模块包括主控制单元、主CAN通信单元、显示单元、按键输入单元、存储单元和RS485通信单元；

所述主机模块通过所述主CAN通信模块向所述子机模块发送所述蓄电池的充电指令，并读取所述CAN总线上面的所述蓄电池充电过程参数；

所述主控制单元对读取的所述蓄电池充电过程参数进行处理，输出分别连接所述显示单元、所述存储单元和所述RS485通信单元；

所述显示单元实时显示所述蓄电池的充电过程参数；

所述按键输入单元用于启停充电过程、设定和修改充电控制参数以及确定上传数据，所述按键输入单元包括键盘扫描芯片、键盘矩阵、石英晶振、第三～第五电容和第二十四～第三十电阻，其中所述键盘扫描芯片选用ZLG7289，所述键盘矩阵为四行三列12键键盘；

所述存储单元对所述蓄电池的充电过程参数进行保存，所述存储单元包括EEPROM存储器、第三十一和第三十二电阻，其中所述EEPROM存储器选用24C02；

所述主机模块通过所述RS485通信单元将所述蓄电池的充电过程参数上传给上位机，所述RS485通信单元包括RS485驱动器、第六电容和第三十三～第三十八电阻，其中所述RS485驱动器选用MAX485。

进一步的，所述子控制单元和所述主控制单元均选用单片机MSP430F148。

进一步的，所述子CAN通信单元和所述主CAN通信单元均选用通用CAN隔离收发器CTM8251AT。

进一步的，所述指示灯单元选用红绿双色指示灯。

进一步的，所述显示单元选用LCD12864液晶模块。

(三)有益效果