基于MPPT技術(shù)的太陽(yáng)能發(fā)電的路燈控制系統(tǒng)
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1 硬件組成
本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/163665.htm太陽(yáng)能路燈控制系統(tǒng)的組成如圖1所示。
1.1 Buck電路及其驅(qū)動(dòng)電路
Buck電路工作原理是通過(guò)斬波形式將平均輸出電壓予以降低，可以將輸入接在光伏電池輸出端，通過(guò)調(diào)節(jié)其輸出電壓來(lái)達(dá)到調(diào)節(jié)負(fù)載之目的，以保持光伏陣列輸出電壓在其最大功率點(diǎn)的電壓和電流處。這里控制目標(biāo)是輸出功率為最大，調(diào)節(jié)手段是改變開關(guān)管的開通占空比。由于光伏陣列的軟特性，并不是簡(jiǎn)單的增大開關(guān)管占空比就能增大光伏陣列輸出功率。當(dāng)Buck電路負(fù)載為蓄電池時(shí)，其構(gòu)成了蓄電池充電電路，將蓄電池直接接在Buck電路的輸出端，通過(guò)調(diào)節(jié)蓄電池的端電壓實(shí)現(xiàn)蓄電池的充電控制，使用單片機(jī)智能控制方法，可以實(shí)現(xiàn)蓄電池的智能化充放電控制。
Buck電路為主電路，如圖2所示，太陽(yáng)能光伏陣列輸出額定電壓為35 V，輸出額定電流為4.65 A，蓄電池額定電壓為24 V，開關(guān)頻率為80 kHz。電路工作在電流連續(xù)模式時(shí)電感量：
允許的紋波電流△I越小，即k越小，電感L越大，電流紋波越小，可以選擇較小的濾波電容；反之，電感L較小，但電容較大。一般選取k=0.05～0.1。
將電感值確定以后，實(shí)際電感器的設(shè)計(jì)必須符合相關(guān)電氣標(biāo)準(zhǔn)、系統(tǒng)尺寸和安裝方式等限制。許多磁性元件供應(yīng)商均提供各種型號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品，可滿足絕大多數(shù)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求。
Buck電路為實(shí)現(xiàn)最大功率技術(shù)的主電路，采用C8051F330單片機(jī)進(jìn)行控制，采用有效的算法通過(guò)軟件編程由單片機(jī)輸出不同占空比的PWM信號(hào)，經(jīng)由U4，U5處理，如圖3所示，驅(qū)動(dòng)開關(guān)管Q1的導(dǎo)通與關(guān)斷。由于單片機(jī)C8051F330的驅(qū)動(dòng)電流太小，且Buck電路中MOS管與主電路不共地，故采用隔離作用的B1215LS和輸出電流為0.5 A的高速光電耦合的MOS門驅(qū)動(dòng)FOD3181，滿足MOS管工作的要求。
1.2 單片機(jī)控制電路
C8051F330(如圖4所示)的P0.2為太陽(yáng)能光伏陣列的電壓采樣信號(hào)輸入，P0.3為蓄電池電壓采樣值的輸入，P0.5為主電路中電流信號(hào)采樣值的輸入，P1.6為溫度傳感器值的輸入，P0.6為8位PWM信號(hào)輸出，P0.4輸出控制負(fù)載的接入及過(guò)流時(shí)對(duì)電路的關(guān)斷，P1.0～P1.4接撥碼開關(guān)，為路燈設(shè)置定時(shí)，其定時(shí)長(zhǎng)短由撥碼開關(guān)的狀態(tài)決定，四位撥碼開關(guān)共24=16個(gè)狀態(tài)，分別可定時(shí)1～16個(gè)小時(shí)。
2 電 源
3 軟件設(shè)計(jì)
整個(gè)系統(tǒng)的控制流程如圖5所示。
4 結(jié) 語(yǔ)
經(jīng)實(shí)際運(yùn)行表明，該控制系統(tǒng)具有電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作穩(wěn)定可靠、實(shí)用性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，較好地將太陽(yáng)能光伏技術(shù)與路燈控制技術(shù)結(jié)合起來(lái)，并實(shí)現(xiàn)了智能控制。
評(píng)論