基于微電壓調節的太陽能充放電系統設計

系統軟件流程如圖8所示。電阻分壓網絡對光伏電池輸出電壓(VG)和蓄電池端電壓(VX)進行動態采集，將獲得的光伏電池輸出電壓(VG)交給最大功率點追蹤程序進行分析和處理；開啟定時器，在不超時的情況下，捕捉當前的最佳工作點(VG’)；接下來進入充放電控制程序，通過分析VG’和對應的光伏電池輸出電壓VX’，控制MOS管和三極管的導通和截止，實現充放電的控制；在規定時間內(即工作點重新采集到時)，重新采集分析電壓，如此循環往復。

最大功率點追蹤流程圖如圖9所示。Vm1、Vm2分別對應電壓增長過程中功率相對接近最大工作點時的兩側電壓值，對每一次電壓的分析和處理以一定的電壓范圍為基礎，增加追蹤的工作效率；由前面的太陽能電池輸出特性曲線可知，在最佳工作點(VP)兩側的電壓增長幅度有很大的不同，故爬坡過程中采用的步長要予以區分；圖中的電壓增量步長△V、△V’是隨著壓差(VG與VP的差值)的改變而改變，以尋求更精確的電壓值；在最大工作點VP兩側進行爬坡過程中，不同的m、n對應各自相應時的間差(△Ti)，最小定時時間(△Tmin)所對應的電壓為該階段的最佳工作電壓，理論基礎就是前面所引用的電荷理論。
A／D數據采集程序設計部分主要是解決多通道采集時通道切換方式的問題。本文以輪詢方式實現通道的切換，在主函數的調用中以通道號(ChannelNum)作為參數，在多次采集之后求得數據的平均值作為子程序的返回結果。充放電控制程序設計部分主要是解決PwM調試時周期的選擇以及占空比的配置問題，由于MOS管的開關頻率會帶來系統的損耗，所以PWM周期的設置很重要。
根據太陽能電池的輸出特性曲線可知，在最大功率點附近擺動時對其最大點的追蹤都是爬坡的方式，但是指示方向不同。由于曲線的平緩程度不同，兩側在爬坡的過程中步長也是有區別的，平緩步長大，陡峭步長小，所以步長的選擇是重點考慮問題。通過定時／計數器對不同電壓爬坡階段的計時，根據上述電荷量理論，所用時間最短的階段就是此刻效率最高的階段，該點就為追蹤的最大功率點。

結語
本文研究了太陽能充放電控制系統的簡潔高效理論，主要以簡單的電路和改進的優化算法實現了系統的高效率轉換。該方法在實驗階段是可行的，但是由于自身電路的局限以及外界環境的干擾，該系統的穩定性、電路的精簡度有待提高。