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基于M的智能太阳能充电系统研究
11页1、基于MPPT的智能太阳能充电系统研究1 引 言 太阳能是一种清洁高效的可再生能源。在阳光充足的白天,屋顶的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,全球的光伏发电量将占世界总发电量的26,2050年后将成为世界能源的支柱。 2 最大功率点跟踪最大功点跟踪(Maximum Power Point Tracking,简称MPPT)系统是一种通过调节电气模块的工作状态,使光伏板能够输出更多电能的电气系统。图1示出光伏电池输出功率Pb与输出电压ub和输出电流ib的关系。图中A为普通控制器使光伏电池工作在12V,仅输出53W时的功率点(一般功率点);B为MPPT控制器使光伏电池始终工作在最大功率点,从而输出高达75W时的功率点(最大功率点)。最大功率点主要受环境温度和太阳光强的影响。在太阳光强不变的情况下,随着温度的升高,光伏电池的开路电压降低,最大输出功率随之降低。当温度不变,太阳光强增加时,光伏电池的开路电压基本不变短路电流大幅增加,最大输出功率大幅增加。图2示出线性系统 电路图。首先,计算消耗在R1上的功率为: 然后,式(1)两边对R1求导可得: 由式(2)可
2、得,当r=R1时,dP1dR1=0,此时P1取最大值。 由于光伏电池系统受到光强、温度、太阳光入射角等多种因素的影响,其输出电压ub、输出电流ib和内阻r也处于不停变化之中。只有使用DCDC变换器实现负载的动态变化,才能保证光伏电池始终输出最大功率。MPPT需要及时准确地采样蓄电池当前的充电电压和充电电流。两者相乘得到当前的充电功率,与前一时刻的充电功率相比较,调节PWM的占空比,从而使光伏电池始终工作在最大功率点。图3示出具体的控制策略。 3 MPPT的硬件设计由于光伏电池的输出特性呈非线性,且变化幅度较大,所以使用单端反激式变换器。该变换器由升降压变换器加隔离变压器推演而来,能够简单高效地提供直流输出,广泛用于功率100W左右的小型开关电源中。控制器工作于电流断续模式。图4示出MPPT的硬件设计原理。其中,微控制器采用MC68HC08SR12微处理器,使用AD模块采样电源的输出电流和输出电压,继而调节PWM占空比,最终实现光伏电池的最大功率输出。MPPT控制策略的效果好坏直接取决于电压和电流的采样是否精确。 图5示出电压采样电路。它采用光耦PC817和三端稳压管TLA31相配合。T
3、LA3l是一种可编程稳压管,当变压器的次级输出电压uout变化时,光耦的输出电压随之变化,AD会采样到当前的充电电压。 图6示出电流采样电路。由它对采样电阻Rsam两端的电压进行采样,并使用差分式运算放大器放大输出到MCU的AD采样端,从而得到主电路中的电流值。由于信号需要精确采样,并且与电源隔离,因此使用线性光耦HCNR200。另外,单片机及周边电路的用电可直接通过蓄电池隔离变压得到,系统无须外部电源供电,十分方便。 4 软件分析由于太阳光强和环境温度的变化是一个缓慢的过程,故参数采样无须高实时性,每隔几秒钟采样一次即可满足要求。产生中断的时间间隔是可以调整的,初期较短,可以迅速逼近最大功率点;后期较长,防止系统在最大功率点附近振荡。为防止系统误判断,每次控制比较,均进行3次,当3次的结果一致时,才实施相应的控制策略,否则重新采样比较,这样便最大限度地保证了系统的正常运行。图7示出实现MPPT的软件流程。下面是经典歌词100句,朋友们可以享受下,不需要的朋友可以下载后编辑删除!谢谢!林夕经典歌词1、若只是喜欢,何必夸张成爱。林2、擦光所有火柴难令气氛像从前闪耀,至少感激当日陪着我开甜
4、蜜的玩笑。失恋太少3、你是千堆雪我是长街,怕日出一到彼此瓦解。邮差4、谁能告诉我,要有多坚强,才敢念念不忘。当时的月亮王菲5、我愿意做你的老师,示范着执子之手如何解释,不愿为深奥的感情变白痴。诗人的情人方大同6、有一梦便造多一梦,直到死别都不觉任何阵痛,趁冲动能换到感动,这愉快黑洞苏醒以后谁亦会扑空。梦死醉生张国荣7、谁能改变人生的长度,谁知道永恒有多么恐怖,但现实往往比命运还残酷,只是没有人愿意认输。无间道8、似等了一百年忽已明白,即使再见面,成熟地表演,不如不见。不如不见9、在有生的瞬间能遇到你,竟花光所有运气。明年今日10、害怕悲剧重演我的命中命中,越美丽的东西我越不可碰。其实我再去爱惜你又有何用,难道这次我抱紧你未必落空?暗涌11、黑了倦眼都侧耳倾听,让我做只路过蜻蜓,留下能被怀念过程,虚耗着我这便宜生命。路过蜻蜓张国荣12、如除我以外在你心,还多出一个人,你瞒住我,我亦瞒住我,太合衬。原来我非不快乐,只我一人未发觉若无其事原来是最狠的报复。想哭13、闭起双眼我最挂念谁眼睛张开身边竟是谁。人来人往14、我想知如何用爱换取爱,如何赤足走过茫茫深海,超乎奇迹以外。当赤道留住雪花,眼
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