达人彩票基于SPCE061的MPPT太阳能锂电池充电器设计

2019-02-13 23:43 太阳能充电器

 

  太阳能电池输出弧线拥有非线性的特性, 守旧太阳能充电器对太阳能电池的愚弄结果低。著作正在历程数学模子了解基本上, 提出采用改观占空比使充电电流最大的MPPT 跟踪政策, 大幅抬高太阳能电池愚弄率。同时通过BUCK电道与SPCE061 单片机对充电进程举行, 采用三段式算法保障锂电池本能, 抬高其寿命。结果通过实习数据对照验证了该计划的适用性和有用性。

  太阳能的绿色与可再素性情, 使其正在低碳和能源紧缺的今日备受合心。锂电池因比能量高、自放电低的性情, 慢慢代替铅酸电池成为主流。由目前常用的太阳能电池的输出性情可知, 太阳能电池正在必定的光照度和温度下, 既非恒流源, 亦非恒压源, 其最大功率受负载影响。而锂电池可看作一个幼负载电压源。如不加限定直接将二者贯穿, 则将太阳能电池的事务电压箝位于锂电池事务电压, 无法高效愚弄能源。

  本文采用SPCE061 单片机, 愚弄MPPT 技艺使太阳能电池事务于最大功率点, 而且对锂电池的充电进程举行限定, 拉长锂电池行使寿命, 保障充电太平。

  太阳能电池有着非线性的光伏性情, 因此纵然正在统一光照强度下, 因为负载的差异也会输出差异的功率。

  其电压、电流与功率正在光照度1 kW/ m2 , T = 25 ℃前提下的输出弧线 所示。其短道电流i sc 与开道电压uoc 由坐褥商给出, Pmpp为该前提下的最大功率点。

  因为太阳能电池受到光强、光芒入射角度、温度等多种身分的影响, 最大功率相应改观, 对应最大功率点的输出电压、输出电流和内阻也正在不竭蜕化。因而, 必要行使基于PWM 的可调DC/ DC 变换器, 使负载相应改观, 才干使太阳能电池事务正在最大功率点上。

  图2 示出太阳能充电器的道理框图。个中微限定器采用凌阳公司坐褥的SPCE061A 单片机,达人彩票 该单片机含有7 个10 位ADC( 模-数转换器) 并内置了PWM 性能, 大大简化电道繁杂水准, 抬高牢固性。电压采样电道与电流采样电道通过ADC 将电压值与电流值送入MCU, MCU 依据MPPT 算法打算PWM 限定BU CK电道完毕对充电进程的限定。

  为电池两头电压; D 为占空比; Uarr为太阳能电池两头电压。将式( 1) 代入式( 2) 可得:

  因而, 合于P/ D 的弧线为凸函数, 且当P 取最大值时有独一D 值与之对应。

  因为DC/ DC 变换器贯穿至锂电池两头的输出电压短时代内蜕化不大, 正在短时代可能为恒定。因而, 该安排的最大功率点跟踪可简化为通过PWM 调动电流至最大值, 即以为太阳能电池的输出功率抵达最大。

  由锂电池充电性情可知, 为保障充电太平高效, 需采用预充、恒流、涓流的三段式充电。体系通过对锂电池两头电压举行检测, 判决充电形态, 进而接纳相应的充电政策。

  当光照强度下降, 次序判决太阳能电池爆发的功率幼于体系自己开销时, 进入歇眠形式。

  4 实习结果与结论依据以上道理及其电道图所述, 所造造的MPPT太阳能充电器与用二极管搭筑的守旧太阳能充电器测试数据对照如表1 所示。个中太阳能电池采用华微公司坐褥的单晶太阳能电池板, 其最大输出功率15 W,开道电压17. 4 V; 锂电池组采用4 串联18650 型锂电池, 充电截止电压16. 8 V, 电池组容量10. 4 Ah。

  实习结果评释, 守旧充电器的太阳能电池愚弄率约为66 %, 而本计划的MPPT 充电器愚弄率约为97 %, 输出功率有彰彰的上升。通过SPCE061 单片机达成的带有MPPT 性能的太阳能充电器不只大幅抬高了太阳能电池愚弄率, 并包罗了三段式充电的智能充电政策, 正在软件模块中插手了预防过充电的太平政策, 而且正在光照强度大幅低落到低于体系开销的情状下自愿达成体系歇眠。通过鼎新算法, 设备更为准确的参数, 可能使充电结果进一步抬高。