基于微電壓調(diào)節(jié)的太陽(yáng)能充放電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)軟件流程如圖8所示。電阻分壓網(wǎng)絡(luò)對(duì)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；開啟定時(shí)器，在不超時(shí)的情況下，捕捉當(dāng)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(duì)應(yīng)的光伏電池輸出電壓VX’，控制MOS管和三極管的導(dǎo)通和截止，實(shí)現(xiàn)充放電的控制；在規(guī)定時(shí)間內(nèi)(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(fù)。

最大功率點(diǎn)追蹤流程圖如圖9所示。Vm1、Vm2分別對(duì)應(yīng)電壓增長(zhǎng)過(guò)程中功率相對(duì)接近最大工作點(diǎn)時(shí)的兩側(cè)電壓值，對(duì)每一次電壓的分析和處理以一定的電壓范圍為基礎(chǔ)，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可知，在最佳工作點(diǎn)(VP)兩側(cè)的電壓增長(zhǎng)幅度有很大的不同，故爬坡過(guò)程中采用的步長(zhǎng)要予以區(qū)分；圖中的電壓增量步長(zhǎng)△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(diǎn)VP兩側(cè)進(jìn)行爬坡過(guò)程中，不同的m、n對(duì)應(yīng)各自相應(yīng)時(shí)的間差(△Ti)，最小定時(shí)時(shí)間(△Tmin)所對(duì)應(yīng)的電壓為該階段的最佳工作電壓，理論基礎(chǔ)就是前面所引用的電荷理論。
A／D數(shù)據(jù)采集程序設(shè)計(jì)部分主要是解決多通道采集時(shí)通道切換方式的問(wèn)題。本文以輪詢方式實(shí)現(xiàn)通道的切換，在主函數(shù)的調(diào)用中以通道號(hào)(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(jié)果。充放電控制程序設(shè)計(jì)部分主要是解決PwM調(diào)試時(shí)周期的選擇以及占空比的配置問(wèn)題，由于MOS管的開關(guān)頻率會(huì)帶來(lái)系統(tǒng)的損耗，所以PWM周期的設(shè)置很重要。
根據(jù)太陽(yáng)能電池的輸出特性曲線可知，在最大功率點(diǎn)附近擺動(dòng)時(shí)對(duì)其最大點(diǎn)的追蹤都是爬坡的方式，但是指示方向不同。由于曲線的平緩程度不同，兩側(cè)在爬坡的過(guò)程中步長(zhǎng)也是有區(qū)別的，平緩步長(zhǎng)大，陡峭步長(zhǎng)小，所以步長(zhǎng)的選擇是重點(diǎn)考慮問(wèn)題。通過(guò)定時(shí)／計(jì)數(shù)器對(duì)不同電壓爬坡階段的計(jì)時(shí)，根據(jù)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(jié)語(yǔ)
本文研究了太陽(yáng)能充放電控制系統(tǒng)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(xiàn)了系統(tǒng)的高效率轉(zhuǎn)換。該方法在實(shí)驗(yàn)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(jiǎn)度有待提高。