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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(xiě)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(kāi)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(kāi)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(kāi)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(xiě)、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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