基于微電壓調節(jié)的太陽能充放電系統(tǒng)設計

系統(tǒng)軟件流程如圖8所示。電阻分壓網絡對光伏電池輸出電壓(VG)和蓄電池端電壓(VX)進行動態(tài)采集，將獲得的光伏電池輸出電壓(VG)交給最大功率點追蹤程序進行分析和處理；開啟定時器，在不超時的情況下，捕捉當前的最佳工作點(VG’)；接下來進入充放電控制程序，通過分析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，實現(xiàn)充放電的控制；在規(guī)定時間內(即工作點重新采集到時)，重新采集分析電壓，如此循環(huán)往復。

最大功率點追蹤流程圖如圖9所示。Vm1、Vm2分別對應電壓增長過程中功率相對接近最大工作點時的兩側電壓值，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；由前面的太陽能電池輸出特性曲線可知，在最佳工作點(VP)兩側的電壓增長幅度有很大的不同，故爬坡過程中采用的步長要予以區(qū)分；圖中的電壓增量步長△V、△V’是隨著壓差(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VP兩側進行爬坡過程中，不同的m、n對應各自相應時的間差(△Ti)，最小定時時間(△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(shù)據(jù)采集程序設計部分主要是解決多通道采集時通道切換方式的問題。本文以輪詢方式實現(xiàn)通道的切換，在主函數(shù)的調用中以通道號(ChannelNum)作為參數(shù)，在多次采集之后求得數(shù)據(jù)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調試時周期的選擇以及占空比的配置問題，由于MOS管的開關頻率會帶來系統(tǒng)的損耗，所以PWM周期的設置很重要。
根據(jù)太陽能電池的輸出特性曲線可知，在最大功率點附近擺動時對其最大點的追蹤都是爬坡的方式，但是指示方向不同。由于曲線的平緩程度不同，兩側在爬坡的過程中步長也是有區(qū)別的，平緩步長大，陡峭步長小，所以步長的選擇是重點考慮問題。通過定時／計數(shù)器對不同電壓爬坡階段的計時，根據(jù)上述電荷量理論，所用時間最短的階段就是此刻效率最高的階段，該點就為追蹤的最大功率點。

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