基于ARM的太陽能發電控制系統功率研究

　　圖6 步進電機驅動電路

　　步進電機57BYG007，GSP-24RW-046，皆為四相八拍。OUT1、OUT2、OUT3、OUT4依次取高電平，ULN2803(步進電機驅動芯片，集電極輸出)的1腳到4腳依次為高電平，這樣就給步進電機1(57BYG007)正轉一步的脈沖信號，步進電機正轉1.8度;反之，OUT4、OUT3、OUT2、OUT1依次取高電平，步進電機反轉1.8度，GSP-24RW-046驅動原理與之相同。

　　DC/DC、MPPT電路

　　系統所采用光伏電池正常工作電壓10-14V，工作電流1A左右，所采用的蓄電池為12V-7AH，由于 12V的蓄電池一般需要13-15V的電壓為之充電，而光伏電池如果不經過DC/DC處理，無法保證為蓄電池穩壓充電。因此通過BOOST升壓電路將光伏電池電壓升高20V(大功率步進電機需要較大電壓，此處可以為將來系統升級做準備)，然后降壓到14V為蓄電池穩壓充電[5]，電路圖如圖7所示。

　　圖7 DC/DC及MPPT電路

　　圖7電路左端為光伏電池，右端輸出電壓為Uo(圖7的Uo為圖8的Uin)，我們需要得到右端Uo=20V。

　　首先通過并聯50K、10K電阻組成的電路，并對10K電阻兩端A/D采集，采集電壓Uad1，間接得到蓄電池兩端電壓Uin=6Uad1;

　　Uo要求為20V, 通過Uo = Uin/(1-D)可計算出需要的D(Q1的占空比),輸出控制PWM1波形，由于所采用的大功率MOSFET驅動電壓要求15V,所以PWM1需要經過上拉電壓15V和光耦開關組合后對Q1控制，不是簡單的控制Q1。

　　通過R5、R6組成的電路采集R6兩端電壓Uad2，間接得到Uo=6 Uad2，將Uo與20V比較，即時調整實際的D，使得D=D-△D或D=D+△D(△D取PMW脈沖周期的5%)，然后延時、采集、判斷，直到得到精確的占空比D，能夠準確輸出電壓Uo=20V。

　　在輸出電壓基本穩定的基礎上，設置Q4的PWM2，改變R7擾動電阻的占空比，來改變輸出電流，通過對R8兩端電壓的A/D采集，采集電壓Uad3，得到電路總電流I=Uad3/R8,因此得到太陽能電池輸出總功率P=Uin×I(因為電路是電流連續工作，電感上的紋波電流可以小到接近平滑的直流電流，C1電流可忽略，甚至電容C1可除去，且光伏電池左端的采集電阻相當大，電流極小，亦可忽略)，改變光伏電池即時輸出實際功率，來實現MPPT。