基于MPPT技術(shù)的太陽能發(fā)電的路燈控制系統(tǒng)
加入技術(shù)交流群
1 硬件組成
本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/163665.htm太陽能路燈控制系統(tǒng)的組成如圖1所示。
1.1 Buck電路及其驅(qū)動電路
Buck電路工作原理是通過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，通過調(diào)節(jié)其輸出電壓來達到調(diào)節(jié)負載之目的，以保持光伏陣列輸出電壓在其最大功率點的電壓和電流處。這里控制目標是輸出功率為最大，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，并不是簡單的增大開關(guān)管占空比就能增大光伏陣列輸出功率。當Buck電路負載為蓄電池時，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，通過調(diào)節(jié)蓄電池的端電壓實現(xiàn)蓄電池的充電控制，使用單片機智能控制方法，可以實現(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，實際電感器的設(shè)計必須符合相關(guān)電氣標準、系統(tǒng)尺寸和安裝方式等限制。許多磁性元件供應(yīng)商均提供各種型號的標準產(chǎn)品，可滿足絕大多數(shù)的設(shè)計標準要求。
Buck電路為實現(xiàn)最大功率技術(shù)的主電路，采用C8051F330單片機進行控制，采用有效的算法通過軟件編程由單片機輸出不同占空比的PWM信號，經(jīng)由U4，U5處理，如圖3所示，驅(qū)動開關(guān)管Q1的導(dǎo)通與關(guān)斷。由于單片機C8051F330的驅(qū)動電流太小，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FOD3181，滿足MOS管工作的要求。
1.2 單片機控制電路
C8051F330(如圖4所示)的P0.2為太陽能光伏陣列的電壓采樣信號輸入，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信號輸出，P0.4輸出控制負載的接入及過流時對電路的關(guān)斷，P1.0～P1.4接撥碼開關(guān)，為路燈設(shè)置定時，其定時長短由撥碼開關(guān)的狀態(tài)決定，四位撥碼開關(guān)共24=16個狀態(tài)，分別可定時1～16個小時。
2 電 源
3 軟件設(shè)計
整個系統(tǒng)的控制流程如圖5所示。
4 結(jié) 語
經(jīng)實際運行表明，該控制系統(tǒng)具有電路結(jié)構(gòu)簡單、工作穩(wěn)定可靠、實用性強等優(yōu)點，較好地將太陽能光伏技術(shù)與路燈控制技術(shù)結(jié)合起來，并實現(xiàn)了智能控制。
評論