基于ARM的太陽能發電控制系統功率研究

　　蓄電池充放電控制電路

　　白天，光伏電池需要為蓄電池充電，以便蓄電池能夠晚間對負載(路燈)供電，并且步進電機的工作電能也需要由光伏電池提供(若光伏電池的功率不足以帶動電機，說明日照極差，無需轉動電機)，ARM板必須連續供電，白天由光伏電池供電，夜間由蓄電池供電，這一套充放電控制電路需要用到2個繼電器，一個是控制蓄電池充電和放電，另一個控制ARM板的工作電壓由光伏電池提供還是蓄電池提供，電路如圖8所示。

　　圖8 蓄電池充放電控制電路

　　電路右端Uin=20V作為輸入電壓， 通過BUCK降壓電路將電壓降到14V為蓄電池充電，Uo=Uin×D,要得到14V電壓，設置Q2的占空比為70%。白天：2個繼電器皆為常開狀態A,光伏電池為步進電機和ARM供電(采用7805穩壓管降壓到5V)，并為蓄電池充電，蓄電池正極接反相截至二極管，保證充電同時不放電。夜間(或日照極差，由光敏電阻判斷)：繼電器1、2被吸合到B,步進電機停止工作，蓄電池為ARM供電，并帶動負載(路燈)工作。

　　系統軟件設計

　　本系統主要的控制作用都是由主控制軟件實現的，主要包括：A/D模塊，DC/DC 模塊，MPPT 及蓄電池充放電控制等。系統重點在硬件設計，軟件設計相對較簡單，主程序流程圖如圖 9所示。

　　圖9 主程序及主控后臺程序流程圖

　　結語

　　整個系統以ARM LPC2131 為核心對 DC/DC、 MPPT、蓄電池組充放電進行控制，采用最大功率點的跟蹤，使光伏電池工作在最佳狀態，使光伏電池的實際轉換率由10% 提高到30%。系統通過自動跟蹤測試，達到預期的性能指標，控制精度高，已由公司制作成品，并計劃批量生產。它的制作簡單、成本低、實用性強，這對于我國廣闊的太陽能資源豐富地區，有著非常廣闊的應用前景。