基于微電壓調節的太陽(yáng)能充放電系統設計

系統軟件流程如圖8所示。電阻分壓網(wǎng)絡(luò )對光伏電池輸出電壓(VG)和蓄電池端電壓(VX)進(jìn)行動(dòng)態(tài)采集，將獲得的光伏電池輸出電壓(VG)交給最大功率點(diǎn)追蹤程序進(jìn)行分析和處理；開(kāi)啟定時(shí)器，在不超時(shí)的情況下，捕捉當前的最佳工作點(diǎn)(VG’)；接下來(lái)進(jìn)入充放電控制程序，通過(guò)分析VG’和對應的光伏電池輸出電壓VX’，控制MOS管和三極管的導通和截止，實(shí)現充放電的控制；在規定時(shí)間內(即工作點(diǎn)重新采集到時(shí))，重新采集分析電壓，如此循環(huán)往復。

最大功率點(diǎn)追蹤流程圖如圖9所示。Vm1、Vm2分別對應電壓增長(cháng)過(guò)程中功率相對接近最大工作點(diǎn)時(shí)的兩側電壓值，對每一次電壓的分析和處理以一定的電壓范圍為基礎，增加追蹤的工作效率；由前面的太陽(yáng)能電池輸出特性曲線(xiàn)可知，在最佳工作點(diǎn)(VP)兩側的電壓增長(cháng)幅度有很大的不同，故爬坡過(guò)程中采用的步長(cháng)要予以區分；圖中的電壓增量步長(cháng)△V、△V’是隨著(zhù)壓差(VG與VP的差值)的改變而改變，以尋求更精確的電壓值；在最大工作點(diǎn)VP兩側進(jìn)行爬坡過(guò)程中，不同的m、n對應各自相應時(shí)的間差(△Ti)，最小定時(shí)時(shí)間(△Tmin)所對應的電壓為該階段的最佳工作電壓，理論基礎就是前面所引用的電荷理論。
A／D數據采集程序設計部分主要是解決多通道采集時(shí)通道切換方式的問(wèn)題。本文以輪詢(xún)方式實(shí)現通道的切換，在主函數的調用中以通道號(ChannelNum)作為參數，在多次采集之后求得數據的平均值作為子程序的返回結果。充放電控制程序設計部分主要是解決PwM調試時(shí)周期的選擇以及占空比的配置問(wèn)題，由于MOS管的開(kāi)關(guān)頻率會(huì )帶來(lái)系統的損耗，所以PWM周期的設置很重要。
根據太陽(yáng)能電池的輸出特性曲線(xiàn)可知，在最大功率點(diǎn)附近擺動(dòng)時(shí)對其最大點(diǎn)的追蹤都是爬坡的方式，但是指示方向不同。由于曲線(xiàn)的平緩程度不同，兩側在爬坡的過(guò)程中步長(cháng)也是有區別的，平緩步長(cháng)大，陡峭步長(cháng)小，所以步長(cháng)的選擇是重點(diǎn)考慮問(wèn)題。通過(guò)定時(shí)／計數器對不同電壓爬坡階段的計時(shí)，根據上述電荷量理論，所用時(shí)間最短的階段就是此刻效率最高的階段，該點(diǎn)就為追蹤的最大功率點(diǎn)。

結語(yǔ)
本文研究了太陽(yáng)能充放電控制系統的簡(jiǎn)潔高效理論，主要以簡(jiǎn)單的電路和改進(jìn)的優(yōu)化算法實(shí)現了系統的高效率轉換。該方法在實(shí)驗階段是可行的，但是由于自身電路的局限以及外界環(huán)境的干擾，該系統的穩定性、電路的精簡(jiǎn)度有待提高。