一種基于MXT8051控制平臺的高效MPPT光伏控制器設(shè)計

　　負載控制模塊

　　負載控制模塊是由MXT8051控制一個低內(nèi)阻的MOS開關(guān)管實現(xiàn)負載輸出控制。其電路結(jié)構(gòu)如圖9所示。負載控制模塊按照下列四種方式，獨立或組合控制負載開通和關(guān)閉。

　　1. 通過讀取光伏板電壓，判斷當前是在黑夜還是白天， 黑夜開負載，白天關(guān)負載;

　　2. 通過讀取事先設(shè)定好的時間表事件， 再與當前系統(tǒng)時間比較，產(chǎn)生控制事件決定負載開關(guān);

　　3. 通過手動鍵盤直接控制負載開關(guān);

　　4. 通過RS232或RS485實現(xiàn)組網(wǎng)，通過網(wǎng)絡(luò)指令控制負載開關(guān)。

　　同時控制系統(tǒng)實時監(jiān)測電池電壓，防止電池過放損壞電池，電池電壓低于設(shè)定最小值，立即關(guān)閉負載，等到電池電壓恢復(fù)到某一設(shè)定值再重新開通負載;在過流保護方面，控制系統(tǒng)實時監(jiān)測放電電流，防止負載短路導(dǎo)致過流，燒壞設(shè)備和電池，如果出現(xiàn)過流現(xiàn)象，首先是限制放電電流在最大值上，如果無法限制，放電電流出現(xiàn)過大，系統(tǒng)就會暫時關(guān)閉負載輸出。

　　實驗結(jié)果與分析

　　根據(jù)上述設(shè)計理論，試制了兩臺實驗樣機，其中一臺關(guān)閉MPPT功能，一臺開通MPPT功能，其他參數(shù)設(shè)置一致，分別連接兩塊功率都為80W的光伏電池板，和兩塊全新的200AH/12V鉛酸電池(在使用前，用電阻將電池放電，直到電池電壓等于12V)。

　　首先，進行充電效率測試，兩臺放在同一位置，角度一樣進行測試，第一天充電完成后，將清零電量，鉛酸電池放空，交換光伏控制器，第二天繼續(xù)充電測試。每天測試時間段都是早上7：00—晚上6：00， 測試結(jié)果如表1。

　　表中的結(jié)果可以看出，MPPT功能對提高采集光伏能量效率十分有效，特別是在多云陰暗的天氣下，采集效率高達37%。

　　用一臺30V/20A直流電源串聯(lián)一個200W/20Ω可調(diào)電阻模擬光伏電池板，不斷調(diào)節(jié)模擬光伏電池板的輸出功率，進行常規(guī)參數(shù)測試，測試結(jié)果如表2。