太陽(yáng)能最大功率跟蹤控制器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)畢業(yè)論文設(shè)計(jì)-資料下載頁(yè)
2025-06-28 13:01本頁(yè)面
【正文】 1%精度、1/4W的金屬膜電阻，符合設(shè)計(jì)要求。將電阻調(diào)整合適之后還得進(jìn)行校正，再次利用萬(wàn)用表測(cè)得分壓電阻對(duì)應(yīng)的電壓值，最終確定分壓系數(shù)，：，電壓計(jì)算的公式U=(float)((*ad0)/4095*1127+113)。，I=(float)(（(*ad1)/4095）*100+4)。ad0、ad1代表A/D轉(zhuǎn)換得到的數(shù)字碼。 電流檢測(cè)模塊測(cè)試供電電壓（V）負(fù)載萬(wàn)用表測(cè)（V）A/D測(cè)（V）47Ω/20W100Ω/20W47Ω/20W100Ω/20W軟件調(diào)試的主要心思應(yīng)當(dāng)放到系統(tǒng)算法上面，由于n5110液晶、A/D轉(zhuǎn)換以及PWM的驅(qū)動(dòng)程序之前都有寫過(guò)，將它們復(fù)制粘貼，進(jìn)行相應(yīng)的修改就行了。在調(diào)試程序的時(shí)候，通過(guò)幾組不同電壓值的采樣，比較A/D轉(zhuǎn)換器與萬(wàn)用表兩者測(cè)得的值。發(fā)現(xiàn)A/D采樣的電壓與萬(wàn)用表測(cè)得的電壓相差60mV，幾組數(shù)據(jù)綜合呈線性。為了降低誤差，在程序中也做了修正。如電壓計(jì)算的公式U=(float)((*ad0)/4095*1127+113)中加上的113就是修正結(jié)果。 系統(tǒng)測(cè)試為了能夠體現(xiàn)出本設(shè)計(jì)的性能，要對(duì)太陽(yáng)能電池板的輸出作兩次測(cè)試，分為直接接負(fù)載測(cè)試和通過(guò)MPPT接負(fù)載測(cè)試。 太陽(yáng)能電池板直接接負(fù)載測(cè)試負(fù)載輸出電壓（V）輸出電流（A）輸出功率（W）空載47Ω/20W100Ω/20W 注：201359早上10:05，多云，21℃； 接入MPPT太陽(yáng)能電池板帶負(fù)載測(cè)試負(fù)載輸出電壓（V）輸出電流（A）輸出功率（W）47Ω/20W100Ω/20W 注：201359早上10:07，多云，21℃；從這兩個(gè)表的數(shù)據(jù)可以看出：接入MPPT測(cè)試的輸出功率比直接輸出的功率提升了將近20%，與設(shè)計(jì)指標(biāo)相比，這種結(jié)果并不是很理想，其主要的原因是采用51單片機(jī)的處理速度跟不上，而且程序量大，運(yùn)行速度慢，導(dǎo)致A/D采樣的時(shí)間差太長(zhǎng)，有時(shí)候并沒(méi)有采樣到最大功率點(diǎn)的電壓和電流，存在著較大的系統(tǒng)誤差。，這樣會(huì)給A/D采樣帶來(lái)誤差。并且+5V供電使用的是LM7805，其熱損耗比較大。要解決這些問(wèn)題，進(jìn)一步提升效率，就需要采用高端的處理器，如DSP、FPGA、430低功耗系列單片機(jī)等，優(yōu)化DCDC轉(zhuǎn)換電路，加強(qiáng)系統(tǒng)各信號(hào)處的濾波處理。從整體效果來(lái)看，本設(shè)計(jì)基本上滿足設(shè)計(jì)指標(biāo)。5 總結(jié)對(duì)于太陽(yáng)能電池板轉(zhuǎn)換效率低的問(wèn)題，采用MPPT（最大功率跟蹤）技術(shù)來(lái)提高太陽(yáng)能電池板的利用率。在利用同樣的參數(shù)的太陽(yáng)能電池板，對(duì)帶MPPT控制器與不帶MPPT控制器的輸出功率進(jìn)行比較，在整個(gè)設(shè)計(jì)工作中做了大量的測(cè)試，采集了輸出電壓、電流并且制作多張圖表，從整體上看，能夠提高20%左右的效率。從整個(gè)系統(tǒng)分析來(lái)看，效率不高的主要原因有幾點(diǎn)：系統(tǒng)的功耗相對(duì)比較高，這主要體現(xiàn)在LM7805供電模塊，以熱損耗形式消耗；系統(tǒng)MCU選取不是很恰當(dāng)，STC89C52RC雖說(shuō)有較大的存儲(chǔ)能力，但是其處理的速度還是比較慢，導(dǎo)致跟蹤的速度低，有時(shí)候并沒(méi)跟蹤到最大功率點(diǎn)；環(huán)境影響，太陽(yáng)能電池板不是每時(shí)每刻都以最佳位置接收太陽(yáng)光。綜合上述幾點(diǎn)原因，MPPT控制器還可以做進(jìn)一步改進(jìn)。如：采用低功耗的DCDC轉(zhuǎn)換芯片，選取DSP等高速M(fèi)CU替代51單片機(jī)，控制太陽(yáng)能電池板旋轉(zhuǎn)，使得其以最佳位置接收太陽(yáng)光。在考慮方案改進(jìn)的同時(shí)，系統(tǒng)成本也應(yīng)該作為參考，思想緊跟產(chǎn)品推廣規(guī)則。以設(shè)計(jì)實(shí)用性產(chǎn)品為最終目的。通過(guò)本次設(shè)計(jì)，鞏固了自己的專業(yè)知識(shí)，同時(shí)也學(xué)到了新的知識(shí)。剛開始是抱著忐忑的心理選取了這個(gè)課題設(shè)計(jì)，心里沒(méi)譜，總以為這個(gè)課題會(huì)很難。但是在看了幾天有關(guān)方面的資料之后，對(duì)課題的整體思路以及方向有了理解。然后根據(jù)思路進(jìn)行相關(guān)的試驗(yàn)，主要對(duì)象是場(chǎng)效應(yīng)MOSFET開關(guān)管。之前有過(guò)這方面的電路設(shè)計(jì)，但出現(xiàn)的問(wèn)題較多，主要是導(dǎo)通條件和應(yīng)用場(chǎng)合需要注意。開關(guān)管通過(guò)驗(yàn)證后，才設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換電路部分，控制部分用的是之前做了的51單片機(jī)控制板。上面包括A/D、D/A、液晶顯示、串口等模塊，足以滿足系統(tǒng)要求。接下來(lái)就是程序的編寫、調(diào)試，最后在系統(tǒng)軟硬件結(jié)合調(diào)試時(shí)，又做了很多測(cè)試，主要目的是降低系統(tǒng)采樣的誤差。通過(guò)硬件測(cè)試，然后在程序中進(jìn)行修正?？偟膩?lái)說(shuō)，本次設(shè)計(jì)的任務(wù)還是圓滿完成了，自己各方面的能力都得到了鍛煉、提升，也展示了自己的專業(yè)技能以及學(xué)術(shù)技能，為即將畢業(yè)進(jìn)入社會(huì)奠定了基礎(chǔ)。參考文獻(xiàn)[1] NXP（恩智浦）.MPPT[Datasheet].，201358.[2] TI（德州儀器）.SM72442[Datasheet].，201358[3] NXP（恩智浦）.MPT612[Datasheet].，201358[4] 潘永雄，（第三版）[M].西安：電子科技大學(xué)出版社，2007：113.[5] International [Datasheet]., 201358.[6] TI（德州儀器）.TLC2543[Datasheet].， 201358. [7] Allegro. ACS712[Datasheet]., 201358.[8] 李文興，李亭，[J].應(yīng)用科技,2010,37（6）：23.[9] [J].現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè)，2008，20（3）：12.[10] TI（德州儀器）.LM7805C[Datasheet].，2013514.[11] （第三版）[M].北京：清華大學(xué)出版社，2005：155199.致 謝
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