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基于boost电路和Fibonacci-MPPT方法的设计实现

2021-06-16万豫崔丰潘华君

电子制作 2021年3期

万豫,崔丰,潘华君

(1.中国人民解放军94625部队,江苏南京,210000; 2.江苏镇安电力设备有限公司,江苏镇江,212000)

0 引言

大家都知道,太阳能优点很多,使其成为新能源开发的主流,而光伏逆变器是光伏发电系统的核心部分,其效率的高低、反应的快慢、可靠性的好坏将直接影响整个光伏系统的性能和投资[1-2]。为了提高太阳能利用率,光伏发电的运行普遍采用最大功率点跟踪控制MPPT。太阳能电池其温度和总电阻之间有复杂的关系,因此其输出效率会有非线性的关系,可以用电流-电压特性曲线来表示。最大功率点追踪的目的就是在太阳能电池的输出取様,在任意的环境条件下都设法维持最大功率输出。其最大功率点MPPT是随着光照和温度变化而变化的。Boost 电路效率高、体积小,易于实现 MPPT 控制功能。Fibonacci-MPPT算法具有搜索范围大,处理速度较快,不受环境影响的优点[3-4],本文设计了一款1500w基于boost电路和Fibonacci-MPPT方法的电路装置。

1 系统结构

本系统是以 STM32芯片作为控制核心,使用PB0和PB1分别采样电流和电压,通过PE4输出PWM信号,然后经过芯片IR2110处理,得到MOS管的驱动信号。主电路中太阳能电池板输出电压经过电阻采样送到STM32芯片PA1,电流通过ACS712芯片进行采样,变成电压信号送到STM32芯片PA2,然后经过ARM实现Fibonacci-MPPT运算,得到驱动信号,送到MOS管的G极,以最大功率点处的占空比工作。如图1所示。

图1 系统图

2 Boost电路设计

一块太阳能电池为250W,采用6块串联组成1500W的太阳能电源。具体的设计如下:

■2.1 电感值和电容值设计

采用6块太阳能电池并联使用:6块太阳能电池最低输入电压Vin_min=150V;……

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