一種基于MXT8051控制平臺(tái)的高效MPPT光伏控制器設(shè)計(jì)

　　引言

　　在地球能源資源日益缺乏的今天，人類(lèi)開(kāi)始尋找新的可再生綠色能源，其中太陽(yáng)能光伏發(fā)電是很好的選擇。然而目前PV(光伏)發(fā)電造價(jià)過(guò)高，利用率過(guò)低的現(xiàn)象，嚴(yán)重阻礙了人類(lèi)對(duì)太陽(yáng)能的利用。本文中的以開(kāi)源節(jié)流為出發(fā)點(diǎn)，在不同光線強(qiáng)弱的情況下，都能夠自動(dòng)跟蹤最大功率點(diǎn)，進(jìn)行電量采集，同時(shí)采用智能化放電管理，最后通過(guò)實(shí)驗(yàn)樣機(jī)驗(yàn)證其結(jié)果的正確性。

　　系統(tǒng)介紹

　　本文設(shè)計(jì)的系統(tǒng)是以MXT8051為核心，充分利用MXT8051的內(nèi)部資源，構(gòu)建包括ADC、PWM、UART、Timer、DAC、PGA、WDT、外部看門(mén)狗、液晶控制LCD、時(shí)間日期管理、EEPROM存儲(chǔ)管理、鍵盤(pán)、溫度采樣等功能模塊的硬件控制平臺(tái)。

　　白天，控制系統(tǒng)將太陽(yáng)能存儲(chǔ)到電池中，在需要的時(shí)候開(kāi)通負(fù)載(如LED照明等設(shè)備)。主要包括三個(gè)功能模塊：溫度采集模塊、充電模塊和放電模塊。溫度采集模塊主要是為充電模塊對(duì)儲(chǔ)能電池充電時(shí)進(jìn)行溫度補(bǔ)償，提供溫度依據(jù);充電模塊主要以MPPT技術(shù)采集太陽(yáng)能，并合理地向電池充電;放電模塊是一個(gè)獨(dú)立的模塊，主要實(shí)現(xiàn)以多種控制模式控制負(fù)載開(kāi)關(guān)，并保護(hù)電池過(guò)放，防止因電池短路和長(zhǎng)時(shí)間過(guò)流而損壞電池。系統(tǒng)框圖如圖1所示。

　　溫度采集模塊

　　充分利用MXT8051內(nèi)部資源，溫度采集模塊采集電路選用MXT8051 Datasheet 中的典型推薦電路，溫度傳感器選用PT100。具體電路如圖2所示。

　　由于DAC參考源、ADC采樣參考源、VREF1 參考源都是由MXT8051內(nèi)部同一帶隙電壓發(fā)生器產(chǎn)生的電壓源，再分別由四個(gè)增益放大器產(chǎn)生，溫度漂移系數(shù)一致，關(guān)鍵元器件都封裝在MXT8051內(nèi)部，溫度變化也一致，因此溫度漂移對(duì)結(jié)果的影響可以互相抵消至最小。