基于avr单片机的光伏系统充电器的设计

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1、基于AVR单片机的光伏系统充电器的设计本文由刨根问底——贡献pdf文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。研究与探讨基于ＡＶＲ单片机的光伏系统充电器的设计任柱１，吴捷１，张淼２，陈思哲１（１．华南理工大学电力学院，广东广州５１０６４０；２．广东工业大学自动化学院，广东广州５１００９０）摘要：文章分析了光伏阵列输出能量特点和蓄电池充电特点，提出了一种新的控制方法，并设计出基于ＡＶＲ单片机的光伏系统充电控制器。试验证明该控制器在充分利用光伏阵列能量同时能提高蓄电池充电效率，较理想地实现了对光伏系统中储能蓄电池的充电控制。关键词：光伏系统；ＭＰＰ

2、Ｔ；ＡＶＲ单片机；控制策略Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｉｓｐａｐｅｒａｎａｌｙｚｅｓｔｈｅｅｎｅｒｇｙｏｕｔｐｕｔｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｏｆＰＶａｒｒａｙａｎｄｔｈｅｃｈａｒｇｅａｎｄｄｉｓｃｈａｒｇｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｏｆｂａｔｔｅｒｉｅｓ，ａｎｄｄｅｖｅｌｏｐｓａｎｅｗｃｏｎｔｒｏｌｍｅｔｈｏｄ．ＡＰＶｓｙｓｔｅｍｃｈａｒｇｅｃｏｎ－ｔｒｏｌｌｅｒｂａｓｅｄｏｎＡＶＲｓｉｎｇｌｅｃｈｉｐｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄ．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｐｒｏｖｅｔｈａｔｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｔａｋｅｓｆｕｌｌａｄｖａｎ－ｔａｇｅｏｆＰＶａｒｒａｙｅｎｅｒｇｙａｎｄｉｍｒｐｏｖｅｓｔ

3、ｈｅｂａｔｔｅｒｉｅｓｃｈａｒｇｅｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ，ｗｈｉｃｈａｃｈｉｅｖｅｔｈｅｅｘｃｅｌｌｅｎｔｃｈａｒｇｅｃｏｎｔｒｏｌｏｆｔｈｅｅｎｅｒｇｙｓｔｏｒａｇｅｂａｔｔｅｒｙｉｎＰＶｓｙｓｔｅｍ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃｓｙｓｔｅｍ；ＭＰＰＴ；ＡＶＲＳＣＭ；ｃｏｎｔｒｏｌｓｔｒａｔｅｇｙ中图分类号：ＴＫ５１４文献标志码：Ａ文章编号：１００１－５５２３（２００８）０２－０００１－０３１引言在光伏发电系统中常需要储能装置，目前大多加大。正是由于光伏电池本身输出的非线性，传统的蓄电池充电方法如恒流、恒压、脉冲等单一的充电方法很难适应于光伏系统充电控制器。数光伏

4、系统中的储能装置通常为阀控式铅酸蓄电气候的变池［１］。由于光伏阵列的输出能量随着昼夜、化是不断变化的，因此在光伏系统中蓄电池的充放电控制器也与一般系统中充放电器有很大的不同。本文设计的充电控制器能充分利用太阳能阵列输出能量，提高蓄电池的充电效率，延长蓄电池的使用寿命。本文通过实时检测光伏阵列输出电压、电流以及蓄电池的电压、电流、容量等值作为控制对象来对光伏系统中蓄电池充电过程进行控制。整个充电过程可以分为三个部分：ＭＰＰＴ充电控制，恒压充电控制及浮充控制。能源研究与利用年第期２２００８３光伏系统充电控制策略２光伏系统充电的特点光伏电池所发功率取决于照射到其表面的太３．１最大功率

5、点跟踪（ＭＰＰＴ）充电白天阳光充足，此时通过夜晚的放电，蓄电池的阳辐射量。由于受到当地纬度、经度、时间、空气状态及气象条件等各种因素的影响，光伏电池的输出短开最大功率点Ｐｍａｘ、路电流Ｉｓｃ、路电压Ｖｏｃ随着温度、光照强度等因素不断地变化。实验表明，光伏电池发出的功率随温度的上升而下降，随光强增加而容量下降，充电接受能力强，考虑充分利用光伏阵列的输出能量对蓄电池进行充电，也就是实现ＭＰＰＴ充电。太阳能ＭＰＰＴ控制的基本原理类似于线性电路输出最大功率的求取，其策略是实时检测光伏阵列输出功率，采用一定的控制算法预测当前工作状?１?研究与探讨况下阵列可能的最大功率输出，然后通过改变输

6、出电流从而改变阵列的输出端电压达到最大功率的输出，实现最大功率跟踪。目前对光伏系统中电最ＭＰＰＴ算法很多，有扰动观察法、导增量法、优梯度法、糊逻辑法、经网络法等方法。本文采模神用的是一种改进的变步长的扰动观察法。初期采用较大的步长，能迅速地跟踪到最大功率点附近，然后改变步长采用较小的步长来进行最大功率点跟踪，该方法克服了单一步长的缺点，能根据实时的状况改变步长，快速准确地跟踪最大功率点［２￣３］任柱等，基于ＡＶＲ单片机的光伏系统充电器的设计图１充电器硬件框图采样电路（各传感器）采样回来的信号输入单片机Ａｔｍｅｇａ１６进行处理，处理完输出充电控制ＰＷＭ信号经驱动电路放大来控制ＢＵ

7、ＣＫ电路开关管的占空比，从而实现对光伏系统最大功率跟踪、充电控制及过程转换。系统采用的Ａｔｍｅｇａ１６单片机具有高性能、低功耗、高性价比等突出优点，其内部还集成了大容量的存储器和强大的硬件接口电路［６］。试验采用８块太阳能板，考虑到蓄电池充电参数要求及太阳能板输出电压和电流的情况，将８块电池分为两组，每组４块串联，两组之间并联。安装方向：朝南。使用的蓄电池为沈阳松下阀控式密封铅酸蓄电池ＬＣ－１２２４，每节规格为１２Ｖ２４Ａｈ。试验采用谅解电池串联作为一组。恒压充电电压为。在ＭＰＰＴ充电环节中