離網(wǎng)太陽(yáng)能系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的電源電子解決方案

圖6中的分布式架構(gòu)更靈活，可支持不斷變化的負(fù)載需求。在這種情況下，可使用太陽(yáng)能直流/直流轉(zhuǎn)換器支持能量存儲(chǔ)軌（即充電），直流/直流轉(zhuǎn)換器可支持負(fù)載需求。這種方法的缺點(diǎn)是始終有兩次電源轉(zhuǎn)換。但總的來(lái)說(shuō)，如果預(yù)計(jì)太陽(yáng)能陣列和負(fù)載同時(shí)工作，則這是最優(yōu)的解決方案。

簡(jiǎn)單示例

在從高階角度查看電源結(jié)構(gòu)后，我們現(xiàn)在來(lái)看一個(gè)簡(jiǎn)單的低功耗示例。設(shè)想一個(gè)可經(jīng)常在施工桶或混凝土護(hù)欄頂部看到的“施工區(qū)危險(xiǎn)報(bào)警閃光燈”。從高階角度看，報(bào)警閃光燈僅在夜晚工作，電池將在所有其它時(shí)間充電。這種特性允許我們使用公共母線架構(gòu)，因?yàn)閳?bào)警閃光燈或者在充電，或者在閃爍，兩種操作不會(huì)同時(shí)進(jìn)行。我們可以將太陽(yáng)能直流/直流轉(zhuǎn)換器、雙向直流/直流轉(zhuǎn)換器和負(fù)載控制合并成一個(gè)單獨(dú)的雙向轉(zhuǎn)換器來(lái)進(jìn)一步簡(jiǎn)化拓?fù)洹D6給出了建議的電路設(shè)計(jì)。

圖6：建議的電路圖

建議的電路設(shè)計(jì)采用Microchip的PIC16F690單片機(jī)和兩個(gè)MCP1630模擬PWM控制器來(lái)驅(qū)動(dòng)雙向反激式轉(zhuǎn)換器。在白天，此配置使用太陽(yáng)能作為輸入并對(duì)電池充電。在夜晚，由于在太陽(yáng)能陣列上檢測(cè)到的能量低到可忽略不計(jì)，轉(zhuǎn)換器開(kāi)始按照編程的“閃爍”模式為L(zhǎng)ED燈供電。表1列出了這些假設(shè)和計(jì)算結(jié)果。

表1：應(yīng)用假設(shè)和結(jié)果

結(jié)論

分布式應(yīng)用將繼續(xù)利用太陽(yáng)能安裝成本不斷降低這一趨勢(shì)。最終應(yīng)用需求將對(duì)系統(tǒng)拓?fù)淦饹Q定作用并突出關(guān)鍵的性能權(quán)衡問(wèn)題。基于單片機(jī)的電源轉(zhuǎn)換架構(gòu)在支持各種最終應(yīng)用以及支持光伏太陽(yáng)能技術(shù)的持續(xù)發(fā)展方面具有極大的靈活性。這種靈活性意味著當(dāng)前的設(shè)計(jì)在未來(lái)仍有可用性