摘要：随着能源危机的加剧，人们对于光伏能源的利用越来越重视，光伏能源仍然是新能源消费的重要组成部分。对于光伏直流系统总体而言，电能变换控制器不可或缺，电能变换控制器通过对于蓄电池输入参数的检测，监测其工作状态，然后根据所得的数据进行数据化分析，并根据充放电需求来控制电力变换器的工作。

目前而言，蓄电池相关的光伏充放电技术原理大致是对于光伏电池板的输出进行变换，使变换输出满足蓄电池的充放电需求，即要符合蓄电池的基本充放电条件，这样可以大大延长蓄电池的使用周期。但是目前市场上的控制器多采用脉冲电压式，缺少对充电过程中电信号的监测，性能存在不足，且普遍价格昂贵，与本课题的设计理念不符。

本课题采用51单片机作为主控芯片，对整个光伏系统的充放电过程进行监测。实时采样光伏电池和蓄电池的电信号，对数据进行处理，判断当前的光伏电池、蓄电池的工作状态，并实时调整MCU的输出以实现预期控制目标，保证系统的正常、稳定运行。完成电能变换。

本课题对硬件电路的设计也进行了深入的探讨，完成了主要器件的选定和参数整定，对BUCK变换电路、MOSFET驱动电路、A/D转换电路、电压、电流采样反馈电路以及输入输出调理电路进行了单独的设计，便于后续电路升级改造以适应更多类型的光伏电池和蓄电池。

关键词：光伏发电、单片机、蓄电池充电

目录

摘要

Abstract

第一章、绪论-1

一、课程研究的背景及意义-1

二、国内外光伏产业发展现状-1

三、本论文主要研究内容-2

第二章、光伏充放电系统设计-3

一、光伏电池特性分析-3

二、蓄电池充放电特性分析-4

三、光伏充放电控制器的必要性分析-7

四、基于DC/DC变换的充放电控制器分析-8

第三章、总体方案设计-10

一、总体方案及其工作原理-10

二、DC/DC变换器选型-11

三、系统技术指标-12

第四章、光伏充放电控制系统硬件设计-14

一、硬件开发环境简介-14

二、功率主回路电路设计-15

三、MOSFET驱动电路设计-16

四、电压和电流反馈电路设计-18

五、A/D转换电路设计-19

六、LCD显示电路设计-20

第五章、光伏充放电控制系统软件及程序设计-21

一、系统软件开发环境简介-21

二、总体程序流程图设计-21

三、白天、夜晚工作子程序设计-22

四、PWM输出子程序设计-23

五、A/D转换子程序设计-25

第六章、系统仿真及实验结果误差分析-27

一、白天工作阶段仿真分析-27

二、夜晚工作仿真分析及蓄电池停止供电仿真分析-28

三、硬件连接及调试-29

四、存在的问题-31

第七章、总结及展望-32

一、全文工作总结-32

二、未来工作展望-32

致 谢-33

参考文献-35

附  录-36