MPPT控制算法太阳能充放电控制器设计---新能源

  4. 4充电控制器的控制略·······························29

  4．5控制算法的分析和选择····························30

  4. 6太阳能发电系统效率分析··························31

  关键词：充电控制器；太阳能光伏发电；PWM脉宽调制；MPPT最大功率点跟踪法；蓄电池；STMSS系列8位微控制器

  [1]王长贵．新能源和可再次生产的能源的现状和展望[J]．太阳能光伏产业高质量发展论坛论文集．2003(9)．

  [2]赵玉文．太阳能光伏技术的发展概况．第五届全国光伏技术学术研讨会论文集．

  [3]王长贵，王斯成主编．太阳能光伏发电实用技术[M]．北京：化学工业出版社，2009.9．

  3. 1. 3蓄电池特性··········································17

  摘要：太阳能光伏发电现已成为新能源和可再次生产的能源的重要组成部分，也被认为是当前世界最有发展前途的新能源技术。目前太阳能光伏发电装置已大范围的应用于通讯，交通，电力等每个方面，其核心部分就是充电控制器。

  4. 6. 1系统整体结构设计····································32

  4. 6. 2太阳能控制器结构····································32

  摘要·······························································6

  Abstract···························································7

  本设计针对目前市场上传统充电控制器对蓄电池的充放电控制不合理，同时保护也不够充分，使得蓄电池的寿命减少这样的一种情况，研究确定了一种基于单片机的太阳能充电控制器的方案。在太阳能对蓄电池的充放电方式、控制器的功能要求和实际应用方面做了一定分析，完成了硬件电路设计和软件编制，实现了对蓄电池的高效率管理。设计一种太阳能LED照明系统充电控制器，既能实现太阳能电池的上限功率点跟踪(MPPT)又能满足蓄电池电压限制条件和浮充特性。构建实验系统，测试表明，控制器能够准确的通过蓄电池状态准确地在MPPT、恒压、浮充算法之间切换，MPPT充电效率较恒压充电提高约16%。该充电控制器既实现了太阳能的有效利用，又延长了蓄电池的使用寿命。

  4. 2. 1充电控制算法·······································25

  4. 2. 2 MPPT充电算法实现···································27

  在总体方案的指导下，本设计使用STMSS系列8位微控制器是STM8系列的主流微控制器产品，采用意法半导体的130纳米工艺技术和先进的内核架构，主频达到16MHz(105系列)，解决能力高达20MIPS。内置EEPROM、阻容(RC)振荡器以及完整的标准外设，性能好价格低。STMSS指令格式和意法半导体早期的ST7系列基本类似，甚至兼容，内嵌单线仿真接口模块，支持SIWM仿真，降低了开发成本；拥有多种外设，而且外设的内部结构、配置方式与意法半导体的同样是Cortex-M3内核的32位嵌入式微处理器STM32系列的MCU基本相同或者相似。另外系列芯片功耗低、功能完善、性价比高，可大范围的应用在家用电器、电源控制和管理、电机控制等领域，是8位机为控制器控制管理系统较为理想的升级替代控制芯片‘26l。软件部分依据PWM（Pulse Width Modulation）脉宽调制控制策略，编制程序使单片机输出PWM控制信号，经过控制光电耦合器通断进而控制MOSFET管开启和关闭，达到控制蓄电池充放电的目的，同时按照功能要求实现了对蓄电池过充、过放保护和短路保护。实验表明，该控制器性能优良，可靠性高，可以时刻监视太阳能电池板和蓄电池状态，实现控制蓄电池最优充放电，达到延长蓄电池的使用寿命。

  [4]吴财福，张键轩，陈裕恺主编．太阳能光伏并网发电机照明系统．北京：科学出版社，2009．

  [5]奎峰，吕强，耿庆锋，陈圣俭编著．TMS320F2812原理与开发[M]，北京：电子工业出版社，2005．

  [6]尹勇，欧光军，关荣锋著．DSP集成开发环境CCS开发指南[M]，北京航天航空大学出版社，北京，2004．

  4. 1. 1什么是MPPT··········································24

  4. 2充电算法及实现··································25

  [7]赵庚申，王庆章．上限功率跟踪控制在光伏系统中的应用[J]．光电子．激光，2003，14(8)．