mppt实用技术太阳能发电路灯控制系统

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1、个人收集整理仅供参考学习基于MPPT技术地太阳能发电地路灯控制系统2011-4-610:50:24太阳能是一种清洁高效地可再生能源.在阳光充足地白天，屋顶地光伏电池将太阳能转化成电能，供人们在夜晚使用.据专家预测，到2040年，全球地光伏发电量将占世界总发电量地26％，2050年后将成为世界能源地支柱.太阳能路灯以太阳光为能源，不需要铺设复杂地管线，安全节能无污染.白天利用太阳光给蓄电池充电，晚上蓄电池提供能量带动路灯工作.路灯地关／开过程采用光控，采用最大功率跟踪技术，最大程度地吸收太阳能，提高太阳能光电池地效率，以降低路灯系

2、统地成本.最大功点跟踪(MaximumPowerPointTracking，MPPT)系统是一种通过调节电气模块地工作状态，使光伏板能够输出更多电能地电气系统.b5E2RGbCAP　　1硬件组成　　太阳能路灯控制系统地组成如图1所示.8/8个人收集整理仅供参考学习　　1.1Buck电路及其驱动电路　　Buck电路工作原理是通过斩波形式将平均输出电压予以降低，可以将输入接在光伏电池输出端，通过调节其输出电压来达到调节负载之目地，以保持光伏阵列输出电压在其最大功率点地电压和电流处.这里控制目标是输出功率为最大，调节手段是改变开关管地

3、开通占空比.由于光伏阵列地软特性，并不是简单地增大开关管占空比就能增大光伏阵列输出功率.当Buck电路负载为蓄电池时，其构成了蓄电池充电电路，将蓄电池直接接在Buck电路地输出端，通过调节蓄电池地端电压实现蓄电池地充电控制，使用单片机智能控制方法，可以实现蓄电池地智能化充放电控制.p1EanqFDPw　　Buck电路为主电路，如图2所示，太阳能光伏阵列输出额定电压为35V，输出额定电流为4.65A，蓄电池额定电压为24V，开关频率为80kHz.电路工作在电流连续模式时电感量：DXDiTa9E3d　　式中Ui为太阳能光伏电池输出电

4、压；D为PWM脉冲占空比；f为开关频率；k为k=△I／2Io；△I为纹波电流；Io为负载上地输出电流.RTCrpUDGiT8/8个人收集整理仅供参考学习　　允许地纹波电流△I越小，即k越小，电感L越大，电流纹波越小，可以选择较小地滤波电容；反之，电感L较小，但电容较大.一般选取k=0.05～0.1.5PCzVD7HxA　　将电感值确定以后，实际电感器地设计必须符合相关电气标准、系统尺寸和安装方式等限制.许多磁性元件供应商均提供各种型号地标准产品，可满足绝大多数地设计标准要求.jLBHrnAILg　　Buck电路为实现最大功率技术

5、地主电路，采用C8051F330单片机进行控制，采用有效地算法通过软件编程由单片机输出不同占空比地PWM信号，经由U4，U5处理，如图3所示，驱动开关管Q1地导通与关断.由于单片机C8051F330地驱动电流太小，且Buck电路中MOS管与主电路不共地，故采用隔离作用地B1215LS和输出电流为0.5A地高速光电耦合地MOS门驱动FOD3181，满足MOS管工作地要求.xHAQX74J0X8/8个人收集整理仅供参考学习　　1.2单片机控制电路　　控制板采用C8051F330作为主控制器，该MCU具有高速、微型封装、低功耗、工业级

6、等特点；同时还具有多通道10位AD转换器、PWM输出等丰富地片上资源.LDAYtRyKfE　　C8051F330(如图4所示)地P0.2为太阳能光伏阵列地电压采样信号输入，P0.3为蓄电池电压采样值地输入，P0.5为主电路中电流信号采样值地输入，P1.6为温度传感器值地输入，P0.6为8位PWM信号输出，P0.4输出控制负载地接入及过流时对电路地关断，P1.0～P1.4接拨码开关，为路灯设置定时，其定时长短由拨码开关地状态决定，四位拨码开关共24=16个状态，分别可定时1～16个小时.Zzz6ZB2Ltk8/8个人收集整理仅供参

7、考学习　　2电源　　目前太阳能发电系统主要为了节能，采用绿色能源而不接入市电，或者用于网电未涉及地地域，所以整个系统地工作需要太阳能电池板所产生地电能量经转换或处理后地电源地支持，在本课题中欲采用+3.3V和12V电源，以支持控制芯片和集成运算放大电路或晶体管地工作.12V电源主要是给系统电路中地三极管等元件地正常工作提供能量，由于采用了凌阳C8051F330单片机进行控制，故系统需要提供+3.3V地电源.dvzfvkwMI1　　3软件设计　　整个系统地控制流程如图5所示.8/8个人收集整理仅供参考学习　　路灯地接人以太阳能板地

8、电压为依据，当采样电压<3V时，太阳光已暗，接入路灯，开始定时，定时时间值由拨码开关设置.同时停止MPPT，以减小夜间地能量损耗.当定时时间到后，断开路灯.在整个系统工作过程中，单片机始终采集蓄电池地端电压，路灯是否接入以及接入后，一旦发生蓄电池过放现象，单片机