基于LPC2478的實(shí)用型太陽能發(fā)電控制系統(tǒng)

　　DC/DC、MPPT電路

　　系統(tǒng)所采用光伏電池正常工作電壓10~14V，工作電流1A左右，所采用的蓄電池為12V-7AH，由于 12V的蓄電池一般需要13~15V的電壓為之充電，而光伏電池如果不經(jīng)過DC/DC處理，無法保證為蓄電池穩(wěn)壓充電。因此設(shè)計(jì)通過BOOST升壓電路將光伏電池電壓升高20V(大功率步進(jìn)電機(jī)需要較大電壓，此處可以為將來系統(tǒng)升級做準(zhǔn)備)，然后降壓到14V為蓄電池穩(wěn)壓充電，電路圖如圖4所示。

　　在圖4中，電路左端為光伏電池，右端輸出電壓為Uo，需要得到右端Uo=20V。

　　(1)首先通過并聯(lián)50KW、10KW電阻組成的電路，并對10KW電阻兩端進(jìn)行A/D采集，采集電壓為Uad1，間接得到蓄電池兩端電壓Uin=6Uad1;

　　(2)Uo要求為20V，通過Uo = Uin/(1-D)可計(jì)算出需要的D(Q1的占空比)，輸出控制PWM1波形，由于所采用的大功率MOSFET驅(qū)動電壓要求為15V，所以PWM1需要經(jīng)過上拉電壓15V和光電耦合器TLP521-1組合電路來控制Q1。

　　(3)通過R5、R6組成的電路(原理同R3、R4，如圖4)采集R6兩端電壓Uad2，間接得到Uo=6 Uad2，將Uo與20V比較，即時(shí)調(diào)整實(shí)際的D值，使得D=D-△D或D=D+△D(△D取PMW脈沖周期的5%)，然后延時(shí)、采集、判斷，直到得到精確的占空比D，能夠準(zhǔn)確輸出電壓Uo=20V。

　　(4)在輸出電壓基本穩(wěn)定的基礎(chǔ)上，設(shè)置Q4的PWM2，改變R7擾動電阻的占空比，來改變輸出電流，通過對R8兩端電壓的A/D采集，采集電壓Uad3，得到電路總電流I=Uad3/R8，因此得到太陽能電池輸出總功率P=Uin×I(因?yàn)殡娐肥请娏鬟B續(xù)工作，電感上的紋波電流可以小到接近平滑的直流電流，C1電流可忽略，甚至電容C1可除去，且光伏電池左端的采集電阻相當(dāng)大，電流極小，亦可忽略)，改變光伏電池即時(shí)輸出實(shí)際功率，來實(shí)現(xiàn)MPPT。

　　蓄電池充放電控制電路

　　白天，繼電器1、繼電器2、繼電器3都為常開狀態(tài)A，光伏電池為蓄電池1充電，蓄電池1不工作，蓄電池2為ARM和步進(jìn)電機(jī)供電，負(fù)載(路燈)不工作。夜晚(或光線很差)，繼電器1、2、3都跳到B狀態(tài)，蓄電池1工作，并對路燈和ARM板供電，步進(jìn)電機(jī)不工作(此時(shí)轉(zhuǎn)動角度已無必要)。這一套充放電控制電路需要用到3個(gè)繼電器，硬件設(shè)計(jì)電路如圖5所示。