太陽電池串聯均壓控制系統原理及設計
加入技術交流群
圖3 系統主電路原理圖
2控制電路
系統控制框圖如圖4所示。調節系統以美國德州儀器公司（TEXASINSTRUMENTS）的脈寬調制芯片TL494為核心，采用傳統的電壓外環，電流內環的雙閉環控制方案。TL494是一種電壓型脈寬調制芯片，內置兩個誤差放大器。這里使用其中一個做為電流內環。
圖4 控制框圖
兩塊太陽能電池板端電壓Ua,Ub對地極性相反，同時加到電壓環輸入端。經過電壓環比例積分環節和絕對值運算，送到TL494的誤差放大器反相輸入端（2腳），作為電流環的給定，同時電壓環比例積分調節器的輸出經放大后決定封鎖G1或G2。即作為極性開關，采樣電流送至TL494的誤差放大器同相輸入端（1腳）。TL494的13腳上拉為高電平，設置為推挽輸出方式，調制脈沖輸出端8腳和11腳輸出脈沖頻率為振蕩器頻率1/2的PWM的方波，經圖騰柱電路放大后，推動開關管Q1和Q2。
系統投入運行后，假設Ua>Ub，電壓環比例積分調節器的輸出高電平封鎖Q2的驅動電路，TL494的調制脈沖輸出端A(8腳)輸出PWM方波無效，只有Q1導通,功率從PANEL A流向PANELB,Ua下降，Ub上升，最終Ua＝Ub。反之，UaUb，電壓環比例積分調節器的輸出高電平封鎖Q1的驅動電路，TL494的調制脈沖輸出端B(11)腳輸出PWM方波無效，只有Q2導通,功率從PANELB流向PANELA，Ua上升，Ub下降，最終亦Ua＝Ub。
實驗結果
實驗電路參數如下：
控制系統投入前，Ua＝17.1v，Ub＝15.5v，I=75.1ma，R=434歐姆。
控制系統投入后，Ua＝16.0v，Ub＝16.1v，I=81.7ma。R=434歐姆
實際測得負載電流比投入調節系統前增大約10%，由P=I2*R，考慮控制系統自身少量開關損耗，可以認為整個系統輸出功率比投入調節系統前增大約20％，整個串聯太陽能電池系統效率明顯改善。
本文以功率可雙向流動的CUK變換器調節兩組串聯太陽能電池功率流動，實現端電壓均衡，提高了輸出功率；證明了多塊太陽能電池板串聯系統的輸出功率與各太陽能電池板端電壓密切相關。在目前太陽能電池光電轉換效率還比較低的實際情況下（平均轉換效率還不到18％），這一實驗結果對太陽能電池利用系統應該具有一定的實踐借鑒意義.本文引用地址：http://www.104case.com/article/162498.htm
評論