對PMW控制太陽能充電控制器方案和仿真

個人資料整理僅限學習使用個人資料整理僅限學習使用個人資料整理僅限學習使用對PMW控制的太陽能充電控制器的設計和仿真摘要：在本文中，我們提出了一個高效的太陽能充電控制器設計與仿真。這種太陽能充電控制器工作原理是通過PWM控制的DC-DC轉換器對電池充電。該系統(tǒng)使用的是一種廉價的PIC單片機，利用ProteusISIS?仿真軟件模擬仿真在不同的光伏電池和蓄電池電壓下的結果。1．簡介一個獨立的光伏充電控制器系統(tǒng)的主要功能是維持電池的最高充電狀態(tài)且通過負載放電防止蓄電池過充電。雖然一些光伏系統(tǒng)可設計有效的電荷來控制使用，但是任何系統(tǒng)有負載的不可預知性，用戶干預，優(yōu)化或較小的電池存儲<最小化初始成本）通常都需要一個電池充電控制器。控制系統(tǒng)的算法和電池充電控制器的控制策略可以確定電池充電和光伏陣列的有效利用，最終使該系統(tǒng)滿足負荷需求的能力。額外的補償功能，如溫度、報警，距離，遠程電壓敏感負荷和特殊的算法可以提高充電控制器的性能，保持電池健康和延長其壽命，以及提供狀態(tài)指示給系統(tǒng)管理員。電池充電控制器和系統(tǒng)的重要功能控件是：?防止電池過充電：限制供給的能量當光伏電池完全帶電時。?防止電池過放電：，當電池處于電量低的狀態(tài)時，斷開電池的從電氣負載。?提供負載控制功能：在指定的時間自動連接，并斷開電氣負載，為實例照明提供負荷從日落到日出。當電流進一步流入電池使其充滿時，串聯(lián)充電控制器和穩(wěn)壓器被禁用。并聯(lián)充電控制器和并聯(lián)穩(wěn)壓器將多余的電力提供給“分流”的負載，如當電池車位已滿時，多余電能提供給電熱水器。當電壓超過設定的高電壓等級時，簡單的充電控制器停止對電池充電，并當重新啟用充電時，電池電壓下降到這個水平。脈沖寬度調制<PWM）和最大功率點跟蹤<MPPT）技術等更多的精密電子技術可以調整電池的充電速率，使其接近其最大允許充電的能力。充電控制器還可以監(jiān)控電池溫度來防止過熱。一些充電控制器系統(tǒng)也可以顯示數(shù)據(jù)，將記錄的跟蹤電流大小等數(shù)據(jù)傳送到顯示裝置。2．PIC單片機2.1概述PIC<可編程控制器）單片機最初是由一個通用半導體儀器開發(fā)公司的一個主要分部在現(xiàn)有的微控制器前提下改進出來的，因為他們可以編程控制高輸出電流，輸入/輸出控制器約一個RISC<精簡指令集架構的代碼）?？梢杂行У乜刂苾炔繒r鐘周期指令，時鐘周期是振蕩器周期除以4。早期的單片機可以與一個20MHz的高頻振蕩器頻率一起使用。這使他們較快的使用8位微控制器，但他們的主要特點是每個I/O<輸入/輸出）引腳吸收電流能力是20mA?，F(xiàn)在典型高效I/O引腳吸收電流能力只有1毫安<mA）到1.6毫安。2.2PIC16F887單片機PIC16F887單片機是最新產(chǎn)品之一。它的所有功能組件，現(xiàn)代微控制器通常都有。由于其價格低廉，適用范圍廣，高質量和便利性，成為了一個理想產(chǎn)品，應用如：工業(yè)中各種過程的控制，機控制裝置等不同的控制裝置，測量它的一些主要特征列于下表。表1PIC16F887特點2.3外部振蕩器模式外部振蕩器模式<見圖1）的作用用于配置內部振蕩器的時鐘源。這個頻率源是由石英晶體或陶瓷諧振器連接到振蕩器引腳構成的。根據(jù)在使用中組件的所提出的充電控制器的完整的原理圖如圖6所示：圖6太陽能充電控制器的完整原理圖4.仿真該充電控制器采用proreus仿真實例數(shù)據(jù)在表1，仿真結果如圖7-11所示表2模擬實驗圖7仿真結果測試1<B輸出表示驅動信號代表PIC的PWM信號）圖8仿真結果測試2<B輸出表示驅動信號代表PIC的PWM信號）圖9仿真結果測試3<B輸出表示驅動信號代表PIC的PWM信號）圖10仿真結果測試4<B輸出表示驅動信號代表PIC的PWM信號）圖11仿真結果測試5<B輸出表示驅動信號代表PIC的PWM信號）5．結論獨立光伏發(fā)電系統(tǒng)的整體成本可以降低適當?shù)碾姵爻潆娍刂萍夹g，實現(xiàn)了高電池的充電狀態(tài)和壽命，在不斷變化的大氣條件下，這導致間歇性光伏能源生產(chǎn)。在本文中，一種新的電池充電調節(jié)系統(tǒng)已經(jīng)提出，包括由直流/直流轉換器低成本的微控制器單元。所提出方法的優(yōu)點是：<a）PWM技術采用的控制算法，保證轉移到電池組的能量最大化，從而實現(xiàn)了一個更好的利用光伏電源的方法。<b）電池壽命增加是因為電池操作在一個較高的充電狀態(tài)。<c）蓄電池充電算法不依賴于精確的電池電流的測量，從而降低了電流傳感器所需的精度和隨后的電路成本。仿真結果表明，所提出的方法的使用能更好地利用現(xiàn)有的光伏能源。參考資料【1】鄧祿普，J.P.《電池和單獨的電荷控制光伏發(fā)電系統(tǒng)的基礎與應用》桑迪亞國家實驗室，光伏系統(tǒng)應用部，佛羅里達太陽能中心，可可/佛羅里達—美國，1997【2】羅斯，J.，馬克沃特，T.W《模擬電池充電一個獨立光伏系統(tǒng)的調節(jié)》，2000，69，<3），頁181–190【3】M.H.拉希德，《電力電子技術手冊》，學術出版社，2001?！?】佛雷格布拉布杰格，弗羅林IOV，萊姆斯teodorescue陳哲，《可再生能源