一种新的光伏电池MPPT算法

    当VQ3栅源电压上升到Uth后，即VQ3开始导通后，VQ1栅源电压才从零开始上升，从上述计算数据可见，t2_VQ3-t1_VQ3≈t1_VQ1。可知，VQ3栅源电压上升到Ugp后，VQ1栅源电压还未上升到Uth，VQ3栅源极电压上升到Ugp后，VQ3几乎完全导通，C1两端电压几乎全加在VQ1的栅源极两端，使VQ3两端电压接近零，故VQ3开通过程消耗的能量主要集中在t1～t2这段时间内。为简化计算，可求取最大能量损耗，假设在t1～t2时段内，VQ1栅源两端电压Ugs_VQ1为零，那么VQ3开通过程消耗的能量为：
   
    从t1～t2这段时间内，查表可得在漏源电压为25V测试条件下，由于VQ3跨导为：
   
    由式(4)变形得Ids=11Ugs-33，则VQ3漏源极导通电阻R=25／(11Ugs-33)，而Ugs可写成时间函数：
   
    故传统驱动电路比此处提出的驱动电路多消耗的能量△P=P1-(P2_1+P2_2)=5．067 08 W，故新Buck驱动电路比传统Buck驱动电路提高的效率η1=△P／(IU2)=7．239％，可见对于中小功率的Buck电路，这里提出的MOSFET驱动电路极大地提高了能量转换效率。

www.55dianzi.com

4 新MPPT算法硬件实现
    这里选择的硬件主电路是Buck电路，控制芯片采用PIC16F877A，A／D模块及PWM模块是PIC16F877A内部集成的。为了降低成本，电流检测模块选用高边电流检测芯片MAX4072搭建。主MOSFET采用L2203N。驱动电路是利用IR2110芯片搭建的高边NMOSFET单管驱动电路。整个系统的原理图如图7所示。

   
    硬件电路工作的基本原理是将电流、电压信号经单片机PIC16F877A自带的A／D模块转换成相应的数字信号，经过相应的程序处理后，计算出PWM波的占空比，经单片机自带的PWM模块输出控制MOSFET的PWM信号，实现控制Buck电路前端的电压从而实现MPPT算法。

5 实验结果
    ①加MPPT控制器组建的光伏系统，如图8a所示，开始运行调试器后，用示波器测试光伏电池阵列两端电压波形，即得MPPT控制器跟踪光伏阵列输出电压曲线，如图9所示：②测量在光伏电池与蓄电池之间加入这里的太阳能控制器后组成的光伏系统见图8a，蓄电池端充电功率P和不加控制器的光伏系统，即直接将光伏电池与蓄电池组成的光伏系统，见图8b，设给蓄电池充电的功率为P’，比较加入控制器后蓄电池充电功率的提升效率：
   

   
    加入MPPT控制器后，蓄电池充电电流明显增加，与不加MPPT控制器相比，提升效率η2大致在8．8％。此外，与第3节中的η1=7．239％比较，进一步证明了新提出的MOSFET驱动的必要性，若未使用新MOSFET驱动，实际充电提升效率η2’=η2-η1=8．8％-7．239％=1．561％，显然通过MPPT控制而获得的增加的能量基本使MOSFET驱动部分消耗殆尽。目前市场上光伏电池单价为14元／W，而MPPT控制器的制造成本在100元以下，以η2=8．8％计算，对于100 W的光伏电池，其提升能量为8．8 W，由此可得该MPPT控制器的单位提升功率造价为11．36元／W，这显然低于光伏电池单价。故这里设计的MPPT控制器从实际运用出发，解决了控制器最低性价比问题。

6 结论
    这里提出的新光伏MPPT控制算法很好地解决了其他MPPT算法跟踪振荡的问题，与此同时，提出了一种适用于中小功率变换器的高效MOSF ET驱动电路。在实现既定控制性能指标的同时，这里从实用性方面分析了该控制器可行性。由实验结果可见，所设计的控制器满足了实际应用的性价比要求。

上一页  [1] [2] 

本文关键字：电池  电池技术，电源动力技术 - 电池技术