基于MXT8051的太阳能可调逆变电源

实现原理

太阳能电池板吸收太阳能源转化为直流电，通过太阳能控制器为系统供电，同时为蓄电池的充电;系统根据用户键盘输入的频率和相位，由MXT8051控制DDS芯片AD9850产生频率可调正弦电压，再经滤波放大后输出到负载。

设计实现

硬件设计

太阳能电池部分

太阳能电池板是太阳能发电系统中的核心部分，也是太阳能发电系统中成本最高的部分。其作用是将太阳的辐射能转换为电能，通过太阳能控制器，将电能送往蓄电池中存储起来，以推动负载工作。太阳能电池板的质量和成本将直接决定整个系统的性价比。太阳能的直接输出一般为12VDC、24VDC、48VDC。

MXT8051控制部分

1. 8051核： 采用C语言编程，实现数据计算、LCD显示输出、控制DDS芯片AD9850、响应用户输入等;根据用户输入要求，读取存储器的数据，输出不同频率和幅值信息到DDS芯片，由DDS最终产生正弦电压。

2. 键盘输入：使用板载矩阵键盘实现数据输入。

3. LCD显示：利用12864液晶显示人机交互界面，主要显示当前频率和相位。

4. 电平转换：应用片内LDO对DDS信号进行电平转换。

逆变转化部分

由直流电为DDS芯片供电，利用AD9850将直流电平转换为交流电平。DDS以高稳定度的参考时钟作为参考源，通过相位累加器和数字信号处理，利用查表法通过高速DA变换器产生所需的数字波形，在经过一个模拟滤波器之后得到最终的模拟波形。DDS一个显著的特点就是频率以及相位控制精度非常高，且控制方便。

滤波部分

采用LC滤波，滤除杂波，获取指定频率的正弦电压输出。

系统整体框图如图1所示。

DDS直接频率合成原理框图如图2所示。

软件设计

系统启动后先初始化，初始化完毕后进入工作模式，LCD显示系统提示信息，等待用户输入。当检测到按键输入时，判断键值，将键值保存，执行相应的操作。如果键值是确定键，则将数据传至AD9850芯片，控制AD9850输出正弦波，完成逆变过程。程序流程图如图3所示。

系统调试结果

调试太阳能板及蓄电池的供压储能，正常工作。

调试键盘及液晶正常工作，调试AD98508集成模块正常工作。

测试输出波形与输入数值对比，整机测试及完善。

矩阵键盘功能设置(与系统板上名称对应)。

系统测试波形如图4所示。

　　结语

经过半年的努力，基于MXT8051的太阳能可调逆变电源终于通过了完整的测试，虽然本系统的幅值可调功能上尚存在一些不足，但还是通过太阳能供电以及MXT8051的控制，实现了直流电转交流电的功能，并且频率和相位可调。同时非常感谢北京时代民芯公司提供的学习和创造的平台。