基于SMT32的低成本数控MPPT控制器

一、产品简介

本项目是一款太阳能充电控制器，支持12-48V输入输出电压，最大10A的充电电流能力，支持多种电池组类型，支持串口控制采用标准JS格式，板载128*64分辨率的OLED显示屏，支持按键，支持负载控制，支持自动、手动、光控、时控（时控功能保留，如需时间准确请加外部晶振电池或加专用RTC芯片）。

二、产品特点

• 滞环比较MPPT算法：有效减少功率波动，实现更稳定的最大功率点跟踪。
• Buck同步整流方式：实现高效能的电力转换，理论最大效率可达98%，实测18V光伏板充电12.6V电池组时效率为96%。
• 多重保护功能：内置过流、过压、过温和防反流保护，确保设备安全稳定运行。
• 串口控制与数据输出：通过串口实现控制和数据通信，支持物联网应用的扩展。
• OLED显示与按键控制：显示电池状态，用户可通过按键调整参数。

三、产品概述

该太阳能充电控制器基于STM32F103C8T6微控制器，设计采用滞环比较法（Hysteresis-based MPPT）来实现最大功率点跟踪（MPPT），这是一种具有良好稳定性和较小波动的MPPT算法，能够在不同环境光照条件下精准地从光伏板获取最大功率。控制器支持输入电压范围为12V至48V，电池电压范围也为12V至48V，能够满足不同类型的光伏发电系统需求。最大充电电流可达到10A，确保为不同电池组提供足够的充电能力。

该充电控制器采用降压型Buck电路，内置同步整流技术，具有最高可达98%的转换效率。实际测试表明，在18V光伏板和12.6V电池组的组合下，转换效率达96%以上。该设计还具备多重保护功能，包括过流、过压、过温保护以及防反流保护，确保系统在各种极端工作条件下的安全性与稳定性。

为了便于用户操作与监控，控制器配备了一个128x64分辨率的OLED显示屏，实时显示当前工作状态、输入输出电压、充电电流、以及系统温度等信息。同时，设备支持按键控制和串口通信，用户可通过按键进行参数调整，或通过串口与外部系统进行数据交互。系统的串口波特率为115200，方便实现与其他设备的通信或物联网应用的拓展。

此控制器适用于多种类型的电池组，并且具备自动、手动、光控及时控多种工作模式。时控功能可实现定时启停，但为了确保时间准确性，建议添加外部晶振电池或使用专用RTC芯片。在不同的使用场景下，用户可以选择不同的模式以优化放电效率。

这款太阳能充电控制器凭借其高效、稳定、安全的设计，能够为用户提供可靠的电池充电方案，并为进一步的物联网集成和智能化管理提供了良好的基础。

四、产品主要参数

1. 输入电压：12V - 48V
2. 电池电压：12V - 48V
3. 最大充电电流：≤ 10A
4. 转换效率：最高可达98%
5. 追踪效率：> 98%
6. PWM频率：40kHz
7. 空载电流：≤ 50mA
8. 串口波特率：115200
9. 工作环境：

温度：-20°C 至 +40°C

相对湿度：95%（无凝结）

10. PCB尺寸：100mm x 70mm，双层单面布局

五、使用说明

1. 接线顺序：①负载②电池③光伏板。！！！注意电池没有防反接保护请不要把正负极接错！！！
2. 接好电池后按键进入菜单，先设置充电参数，第一步，进入电池参数选项选择你的电池类型如果没有请退出，进入充电参数选型设置，充电参数设置CV为均充电压，DV为欠压保护电压，CI为最大充电电流。设置好后退出菜单后，方可接入光伏板，并查看充电状态是否正常。
3. 负载控制功能，进入菜单后选择负载控制选项，自动模式：电池电压高于欠压保护电压时负载开启反之关闭，手动开，手动关。光控模式：当光伏板电压小于3V时负载打开。时控模式：与时控参数选项配合使用，在使用时控模式之前请先把模式选择为手动关闭，设置好时控参数后再打开时控模式。
4. 时控参数选项：一共支持3个时段时间控制，1时段--开时 为开启负载小时数（24小时制）开分为开启时分钟数。关时、关分为关闭时的时间，例如：开时=10；开分=30；关时=12；关分=15；就是从10:30:00开启到12:15:00关闭，其他时段相同逻辑（此功能保留）。
5. 其他参数：设置OLED背光（开启）时间分别有从不关闭，10秒和5分钟。时间设置可以设置实时时钟（此功能保留）。工厂模式用于恢复出厂设定用进入后按下确认键就可以执行。关于我们用于记录程序版本等信息。

六、其它说明

1. 程序源码采用arduino IDE编写，开始编译之前需要搭建环境，第一步安装STM32-arduino开发库，第二步下载M3编译支持，第三步安装必要库，然后编译，通过后可以直接使用STLINKv2直接下载程序。
2. 电感感值不易过大过大效率会减低，也不易过小过小输出稳定性差，推荐30-60uH。
3. 电容选择，为提高效率尽可能选用高频低阻电容，有条件可以用固态电容更佳。
4. 散热，控制器能过大电流主要要有很好的散热条件，PCB背面需要铝合金散热片，散热片尺寸同PCB板，开孔尺寸为92mm ±0.5mm * 63mm ±0.5mm M3丝口。
5. 元件总成本约50元，价格基于立创商城。

七、演示视频

视频展示功能如下：1、展示菜单全部功能；2、设置电池参数界面；3、设置手动充电参数界面；4、设置负载输出模式界面；5、设置时控参数界面；6、设置背光时间界面；7、实时时钟设置界面；8、测试光伏板小功率充电；9、测试不接电池情况下的恒压输出；