儲能設備獲最大功率的改進(jìn)型光伏充電系統設計
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TPS62050的電路效率圖如圖7所示。從圖7可以看出，該芯片在輸出電流為200 mA時(shí)，其效率高達93％，而選用的光伏電池為開(kāi)路電壓10 V，短路電流190 mA。按照通常經(jīng)驗，光伏電池的最大功率點(diǎn)大約為其開(kāi)路電壓的85％，即8．5 V，而鋰電池的充電電壓為3．6—4．2 V。這樣。由圖7可以得出，在該BUCK轉換器的輸入電壓為8 V，輸出電壓為3．6～4．2 V時(shí)，該芯片的效率在90％左右，而且該芯片的輸入電壓為2．7～10 V的寬電壓輸入，從而使得電路的應用范圍更加廣泛。但是在實(shí)現過(guò)程中，仍要控制BUCK轉換器的占空比。本文通過(guò)MSP430F161l單片機控制數字電位器的阻值來(lái)控制TPS62050第5腳FB(反饋端)的分壓，從而間接地改變BUCK轉換器的占空比，實(shí)現光伏電池輸出功率的改變與MPPT變換器的高效，兩者的最優(yōu)比可使儲能設備獲得最大功率。其系統控制電路如圖8所示。
6 仿真實(shí)驗數據分析
表1是在相同光照和溫度下，光伏電池功率與MPPT變換器在不同效率下，儲能設備所獲得的功率數據。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/176487.htm
從表1可以看出，當光伏電池最大的輸出功率(MPPT)為1 071 mW、MPPT變換器的效率為87％時(shí)，儲能設備得到的功率為932 mW。而在光伏電池輸出功率為1 056 mW、MPPT變換器的效率為90％時(shí)，儲能設備得到的功率為950 mW，在這種情況下，儲能設備可獲得最大功率。
通過(guò)Matlab仿真表1所列的數據，可得到圖9所示的不同效率下MPPT變換器光伏電池功率與儲能設備所獲得的功率關(guān)系圖。
從圖9可以看出，光伏電池的輸出功率先是增大到最大功率點(diǎn)處，然后逐漸減小，儲能設備獲得的功率變化也是這樣。從圖9中還能直觀(guān)地看出，當光伏電池輸出最大功率時(shí)，儲能設備并未獲得最大功率，而通過(guò)單片機控制，當光伏電池輸出功率與MPPT變換器效率在最優(yōu)比的情況下，儲能設備可獲得最大功率，即此時(shí)儲能設備將從光伏電池中獲得更多的電能。
7 結語(yǔ)
通過(guò)仿真驗證，采用低功耗單片機MSP430F1611控制數字電位器來(lái)間接控制MPPT變換器TPS62050，可以實(shí)現儲能設備的最大功率點(diǎn)跟蹤，該控制器通過(guò)高效的算法和合理的硬件電路，能夠最大限度地利用光伏電池給鋰電池充電。但該控制器僅為單個(gè)控制，在以后的工作中可以進(jìn)一步改進(jìn)，比如將該系統做成分布式系統，將每個(gè)子系統作為分機，然后通過(guò)ZigBee等無(wú)線(xiàn)技術(shù)把各個(gè)子系統的狀態(tài)值發(fā)送到基站總體進(jìn)行遠程監控。這樣有利于集中監測和管理處于不同位置的分機，極大地減少人力、物力和財力，也更方便維護分機。
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