儲(chǔ)能設(shè)備獲最大功率的改進(jìn)型光伏充電系統(tǒng)設(shè)計(jì)
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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(dá)93％，而選用的光伏電池為開路電壓10 V，短路電流190 mA。按照通常經(jīng)驗(yàn)，光伏電池的最大功率點(diǎn)大約為其開路電壓的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(zhuǎn)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(yīng)用范圍更加廣泛。但是在實(shí)現(xiàn)過程中，仍要控制BUCK轉(zhuǎn)換器的占空比。本文通過MSP430F161l單片機(jī)控制數(shù)字電位器的阻值來控制TPS62050第5腳FB(反饋端)的分壓，從而間接地改變BUCK轉(zhuǎn)換器的占空比，實(shí)現(xiàn)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(chǔ)能設(shè)備獲得最大功率。其系統(tǒng)控制電路如圖8所示。
6 仿真實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)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(chǔ)能設(shè)備所獲得的功率數(shù)據(jù)。本文引用地址：http://cafeforensic.com/article/176487.htm
從表1可以看出，當(dāng)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(chǔ)能設(shè)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(chǔ)能設(shè)備得到的功率為950 mW，在這種情況下，儲(chǔ)能設(shè)備可獲得最大功率。
通過Matlab仿真表1所列的數(shù)據(jù)，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(chǔ)能設(shè)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(chǔ)能設(shè)備獲得的功率變化也是這樣。從圖9中還能直觀地看出，當(dāng)光伏電池輸出最大功率時(shí)，儲(chǔ)能設(shè)備并未獲得最大功率，而通過單片機(jī)控制，當(dāng)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(chǔ)能設(shè)備可獲得最大功率，即此時(shí)儲(chǔ)能設(shè)備將從光伏電池中獲得更多的電能。
7 結(jié)語
通過仿真驗(yàn)證，采用低功耗單片機(jī)MSP430F1611控制數(shù)字電位器來間接控制MPPT變換器TPS62050，可以實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能設(shè)備的最大功率點(diǎn)跟蹤，該控制器通過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(tǒng)做成分布式系統(tǒng)，將每個(gè)子系統(tǒng)作為分機(jī)，然后通過ZigBee等無線技術(shù)把各個(gè)子系統(tǒng)的狀態(tài)值發(fā)送到基站總體進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。這樣有利于集中監(jiān)測(cè)和管理處于不同位置的分機(jī)，極大地減少人力、物力和財(cái)力，也更方便維護(hù)分機(jī)。
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