基于ARM的太陽(yáng)能發(fā)電控制系統(tǒng)功率研究

　　圖6 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路

　　步進(jìn)電機(jī)57BYG007，GSP-24RW-046，皆為四相八拍。OUT1、OUT2、OUT3、OUT4依次取高電平，ULN2803(步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片，集電極輸出)的1腳到4腳依次為高電平，這樣就給步進(jìn)電機(jī)1(57BYG007)正轉(zhuǎn)一步的脈沖信號(hào)，步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)1.8度;反之，OUT4、OUT3、OUT2、OUT1依次取高電平，步進(jìn)電機(jī)反轉(zhuǎn)1.8度，GSP-24RW-046驅(qū)動(dòng)原理與之相同。

　　DC/DC、MPPT電路

　　系統(tǒng)所采用光伏電池正常工作電壓10-14V，工作電流1A左右，所采用的蓄電池為12V-7AH，由于 12V的蓄電池一般需要13-15V的電壓為之充電，而光伏電池如果不經(jīng)過(guò)DC/DC處理，無(wú)法保證為蓄電池穩(wěn)壓充電。因此通過(guò)BOOST升壓電路將光伏電池電壓升高20V(大功率步進(jìn)電機(jī)需要較大電壓，此處可以為將來(lái)系統(tǒng)升級(jí)做準(zhǔn)備)，然后降壓到14V為蓄電池穩(wěn)壓充電[5]，電路圖如圖7所示。

　　圖7 DC/DC及MPPT電路

　　圖7電路左端為光伏電池，右端輸出電壓為Uo(圖7的Uo為圖8的Uin)，我們需要得到右端Uo=20V。

　　首先通過(guò)并聯(lián)50K、10K電阻組成的電路，并對(duì)10K電阻兩端A/D采集，采集電壓Uad1，間接得到蓄電池兩端電壓Uin=6Uad1;

　　Uo要求為20V, 通過(guò)Uo = Uin/(1-D)可計(jì)算出需要的D(Q1的占空比),輸出控制PWM1波形，由于所采用的大功率MOSFET驅(qū)動(dòng)電壓要求15V,所以PWM1需要經(jīng)過(guò)上拉電壓15V和光耦開關(guān)組合后對(duì)Q1控制，不是簡(jiǎn)單的控制Q1。

　　通過(guò)R5、R6組成的電路采集R6兩端電壓Uad2，間接得到Uo=6 Uad2，將Uo與20V比較，即時(shí)調(diào)整實(shí)際的D，使得D=D-△D或D=D+△D(△D取PMW脈沖周期的5%)，然后延時(shí)、采集、判斷，直到得到精確的占空比D，能夠準(zhǔn)確輸出電壓Uo=20V。

　　在輸出電壓基本穩(wěn)定的基礎(chǔ)上，設(shè)置Q4的PWM2，改變R7擾動(dòng)電阻的占空比，來(lái)改變輸出電流，通過(guò)對(duì)R8兩端電壓的A/D采集，采集電壓Uad3，得到電路總電流I=Uad3/R8,因此得到太陽(yáng)能電池輸出總功率P=Uin×I(因?yàn)殡娐肥请娏鬟B續(xù)工作，電感上的紋波電流可以小到接近平滑的直流電流，C1電流可忽略，甚至電容C1可除去，且光伏電池左端的采集電阻相當(dāng)大，電流極小，亦可忽略)，改變光伏電池即時(shí)輸出實(shí)際功率，來(lái)實(shí)現(xiàn)MPPT。