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采用STC8G1K08(SO8P封装)单片机设计的MPPT升压铁锂电池充电器

发布时间:2024-11-27
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电路图和配套说明文档详细描述的太阳能MPPT(最大功率点跟踪)充电控制器电路的工作原理描述:DUO LIU 2024.11.26

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【一】.  输入与输出设计 :

     输入电压(INV)为标准的单块18V太阳能板,支持多块太阳能板并联。

     输出电压(OUT)设计为适配磷酸铁锂电池,提供40V、58V或72V三种电压选项。


【二】.  主要功能模块 :

      MPPT(最大功率点跟踪):  通过太阳能板电压的动态追踪取样实现最佳能量输出。

      温度与电流保护:  热敏电阻(Rt)用于补偿MOS管因温度变化产生的电流取样电压漂移。

      输出电压控制:  通过电压采样点(VIN)控制输出电压,确保稳定在略低于电池最高充电电压的范围,提供均衡充电保护。


[A].  电感与功率控制 :

      电感L1:  使用铁硅铝磁芯线圈,具体大小和漆包线直径依据功率需求而定。

      MOS管Q1:  选用CRSS037N10(TO 263封装)作为主开关器件,驱动高效。

      肖特基二极管D3:  使用高速二极管B20100(TO 263封装)进行续流控制。


[B].  电压与电流采样 :

      电流采样:  使用取样电阻R9和热敏电阻Rt,结合保护电路监测工作状态。

      电压采样:  通过R2和R3分压获得输出电压信息,反馈到控制逻辑进行调节。


【三】.  单片机控制与编程接口 :

      单片机MUC1:  使用STC8G1K08(SO8P封装),负责核心控制逻辑,包括MPPT算法和电压调节。

      编程接口IN1:  提供5V电源(GND VCC)及通信接口(Tx/Rx),通过拨动开关K1设置到“编程模式”(S)进行单片机程序写入。


关于K1拨动开关的描述,结合详细的功能说明:

[A].  K1拨动开关的两种模式 :

     运行模式(D位): 当K1拨动到“D”位置时,单片机运行用户代码。

      在此模式下,电路上的两个发光二极管(LED)会显示用户代码的工作状态:

     LED/R(红色)和LED/G(绿色)分别通过P3.2和P3.1端口控制,用于指示不同的运行状态或报警信息。

     编程模式(S位): 

      当K1拨动到“S”位置时,电路进入单片机的编程模式。

      在编程模式下,接口IN1(包括GND、VCC、Tx、Rx)通过外部编程工具向单片机写入新的程序。

      单片机的相关引脚状态:  P3.0(Rx)、P3.1(Tx)、P3.2在此时全部置为低电平,以确保单片机进入编程模式。

[B].  编程工作流程 :

    在K1置于“S”位置时,通过IN1连接到外部编程器(如STC下载器),向STC8G1K08单片机写入代码。

    程序写入完成后,将K1切换回“D”位置,单片机进入用户代码运行模式,电路恢复正常工作。

  此K1的拨动功能与发光二极管的状态显示结合,并解释了单片机的引脚行为和进入编程模式的具体条件,有助于清晰理解硬件操作逻辑。


【四】.  控制与设置功能 :

      K1拨动开关:  用于切换单片机运行模式(D)和编程模式(S)。

      K2按键:  用户选择输出电压(40V、58V或72V),兼具复位功能。


【五】.  辅助电源电路 :

      三端稳压芯片V1与V2:  使用78M15和78M05(TO 252封装)生成15V和5V电源,为电路提供稳定供电。


【六】.  MOS驱动模块 :

      驱动IC1:  使用IRS44273(SOT23 5封装)作为MOS驱动器件,提供稳定高效的开关控制信号。


   该电路主要用于太阳能板与锂电池之间的高效充电控制。通过STC8G1K08单片机实现智能MPPT控制算法,并搭配多种保护机制(如电压、电流、温度补偿),确保电池的安全高效充电。用户还可以通过硬件拨动开关(K1)和按键(K2)灵活调整参数或切换功能,适配不同需求。

请等待后续编程代码


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