对PMW控制太阳能充电控制器方案和仿真

个人资料整理仅限学习使用个人资料整理仅限学习使用个人资料整理仅限学习使用对PMW控制的太阳能充电控制器的设计和仿真摘要：在本文中，我们提出了一个高效的太阳能充电控制器设计与仿真。这种太阳能充电控制器工作原理是通过PWM控制的DC-DC转换器对电池充电。该系统使用的是一种廉价的PIC单片机，利用ProteusISIS®仿真软件模拟仿真在不同的光伏电池和蓄电池电压下的结果。1．简介一个独立的光伏充电控制器系统的主要功能是维持电池的最高充电状态且通过负载放电防止蓄电池过充电。虽然一些光伏系统可设计有效的电荷来控制使用，但是任何系统有负载的不可预知性，用户干预，优化或较小的电池存储<最小化初始成本）通常都需要一个电池充电控制器。控制系统的算法和电池充电控制器的控制策略可以确定电池充电和光伏阵列的有效利用，最终使该系统满足负荷需求的能力。额外的补偿功能，如温度、报警，距离，远程电压敏感负荷和特殊的算法可以提高充电控制器的性能，保持电池健康和延长其寿命，以及提供状态指示给系统管理员。电池充电控制器和系统的重要功能控件是：•防止电池过充电：限制供给的能量当光伏电池完全带电时。•防止电池过放电：，当电池处于电量低的状态时，断开电池的从电气负载。•提供负载控制功能：在指定的时间自动连接，并断开电气负载，为实例照明提供负荷从日落到日出。当电流进一步流入电池使其充满时，串联充电控制器和稳压器被禁用。并联充电控制器和并联稳压器将多余的电力提供给“分流”的负载，如当电池车位已满时，多余电能提供给电热水器。当电压超过设定的高电压等级时，简单的充电控制器停止对电池充电，并当重新启用充电时，电池电压下降到这个水平。脉冲宽度调制<PWM）和最大功率点跟踪<MPPT）技术等更多的精密电子技术可以调整电池的充电速率，使其接近其最大允许充电的能力。充电控制器还可以监控电池温度来防止过热。一些充电控制器系统也可以显示数据，将记录的跟踪电流大小等数据传送到显示装置。2．PIC单片机2.1概述PIC<可编程控制器）单片机最初是由一个通用半导体仪器开发公司的一个主要分部在现有的微控制器前提下改进出来的，因为他们可以编程控制高输出电流，输入/输出控制器约一个RISC<精简指令集架构的代码）。可以有效地控制内部时钟周期指令，时钟周期是振荡器周期除以4。早期的单片机可以与一个20MHz的高频振荡器频率一起使用。这使他们较快的使用8位微控制器，但他们的主要特点是每个I/O<输入/输出）引脚吸收电流能力是20mA。现在典型高效I/O引脚吸收电流能力只有1毫安<mA）到1.6毫安。2.2PIC16F887单片机PIC16F887单片机是最新产品之一。它的所有功能组件，现代微控制器通常都有。由于其价格低廉，适用范围广，高质量和便利性，成为了一个理想产品，应用如：工业中各种过程的控制，机控制装置等不同的控制装置，测量它的一些主要特征列于下表。表1PIC16F887特点2.3外部振荡器模式外部振荡器模式<见图1）的作用用于配置内部振荡器的时钟源。这个频率源是由石英晶体或陶瓷谐振器连接到振荡器引脚构成的。根据在使用中组件的所提出的充电控制器的完整的原理图如图6所示：图6太阳能充电控制器的完整原理图4.仿真该充电控制器采用proreus仿真实例数据在表1，仿真结果如图7-11所示表2模拟实验图7仿真结果测试1<B输出表示驱动信号代表PIC的PWM信号）图8仿真结果测试2<B输出表示驱动信号代表PIC的PWM信号）图9仿真结果测试3<B输出表示驱动信号代表PIC的PWM信号）图10仿真结果测试4<B输出表示驱动信号代表PIC的PWM信号）图11仿真结果测试5<B输出表示驱动信号代表PIC的PWM信号）5．结论独立光伏发电系统的整体成本可以降低适当的电池充电控制技术，实现了高电池的充电状态和寿命，在不断变化的大气条件下，这导致间歇性光伏能源生产。在本文中，一种新的电池充电调节系统已经提出，包括由直流/直流转换器低成本的微控制器单元。所提出方法的优点是：<a）PWM技术采用的控制算法，保证转移到电池组的能量最大化，从而实现了一个更好的利用光伏电源的方法。<b）电池寿命增加是因为电池操作在一个较高的充电状态。<c）蓄电池充电算法不依赖于精确的电池电流的测量，从而降低了电流传感器所需的精度和随后的电路成本。仿真结果表明，所提出的方法的使用能更好地利用现有的光伏能源。参考资料【1】邓禄普，J.P.《电池和单独的电荷控制光伏发电系统的基础与应用》桑迪亚国家实验室，光伏系统应用部，佛罗里达太阳能中心，可可/佛罗里达—美国，1997【2】罗斯，J.，马克沃特，T.W《模拟电池充电一个独立光伏系统的调节》，2000，69，<3），页181–190【3】M.H.拉希德，《电力电子技术手册》，学术出版社，2001。【4】佛雷格布拉布杰格，弗罗林IOV，莱姆斯teodorescue陈哲，《可再生能源