1。3  论文主要研究内容

本论文根据笔者所学的电力电子技术等其他相关学科的基础上，以及各种文献，为了解决目前光伏电池充电器对蓄电池存在的寿命较短，缺乏有效保护等问题，研制了一种基于Atmega48单片机的光伏充电控制器。本充电器可以根据测得的太阳能电池板电压、蓄电池的电压以及负载的电流大小，输入单片机之后确定该系统的充放电状态，从而防止电路的过充过放等问题。

本文的章节内容如下：

第一章阐述了该课题的背景以及意义，分析了国内外光伏充电器的发展状况，另外对论文的主要结果作了介绍；

第二章主要介绍了光伏系统的工作原理和组成，蓄电池的主要工作原理；

第三章主要分析了检测电路，充电电路以及放电电路，为之后的各个电路的设计作准备；

第四章对本论文所使用的Atmega48单片机[6]的功能以及主要特点做了介绍，并且对本论文使用的控制电路的开关场效应管IRF3205[7]做了分析。另外对本文的PC817光电耦合器[8]以及RS485接口都作了介绍说明。

第五章主要工作为对第三章的电路部分进行程序化，包括充电电路的程序，负载控制的程序，并且根据不同的程序，画出了程序流程框图。

第六章作了总结和展望。

2  光伏电池充电器原理

2。1  光伏系统的工作原理与组成

2。1。1  光伏系统的工作原理

太阳能光伏发电系统的工作原理非常简单，首先，光伏电池方阵受太阳辐照，将太阳辐射能直接转换为直流电能，这一过程相当于恒流直流发电器。光伏电池方阵的输出端，经过防反充二极管接至充电控制器。控制器的一对输出端接至蓄电池组，对其进行充、放电保护控制，蓄电池组处于经常性浮充放电运行状态；控制器的另一对输出端通过开关，向直流负载供电，同时接至逆变器，将直流电转换为交流电，向交流负载供电。这样，就构成一个完整的电力系统，与常规的电力系统类似。

2。1。2  光伏系统的组成

一个最基本的光伏系统[9]由太阳能电池方阵、蓄电池组、充放电控制器等设备组成，其各部分设备的作用如下。 

（1）太阳能电池方阵 

太阳能电池反阵是光伏发电系统的发电单元，也称光伏发电器，通过接线箱与外部连接，接线箱经内装避雷器接地做方阵防雷保护。在机械结构上，组成方阵的所有组件牢固地安装在专门设计的支架上，构成一个整体。论文网

（2）蓄电池组   

蓄电池组的作用是贮存太阳能电池方阵受光照时发出的电能并可随时向负载供电。光伏电池发电对所用蓄电池的基本要求是： 

1）自放电率低； 2）寿命长； 3）深放电效率高； 4）充电效率高； 

5）维护成本低； 6）工作温度范围宽； 7）价格低廉。 

一般随着蓄电池在系统中不断地充电和放电，蓄电池内阻和自放电率也因性能老化而增大，导致蓄电池的蓄电容量降低，所以在蓄电池的选择过程中，自放电率是非常重要的考虑因素。

（3）充放电控制器   

光伏充电控制器是太阳能光伏发电站的核心部件之一。在大、中型光伏发电系统中，控制器用于平衡管理电站能量、保护蓄电池、管理整个电站的正常运行与监测。而在本论文中，控制器主要用于防止蓄电池过充电和过放电，仅仅作为充放电控制的作用。

2。2 蓄电池

2。2。1  铅酸蓄电池

太阳能光伏发电系统中常用的铅酸蓄电池[10, 11] ，都是经过专门设计的太阳能蓄电池，特点是充、放电速率低，适应经常性浮充、放电，长寿命，全密封，免维修。这种专用蓄电池具有较大的电解液体积和较高的密度。