太陽電池串聯(lián)均壓控制系統(tǒng)原理及設(shè)計
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圖3 系統(tǒng)主電路原理圖
2控制電路
系統(tǒng)控制框圖如圖4所示。調(diào)節(jié)系統(tǒng)以美國德州儀器公司（TEXASINSTRUMENTS）的脈寬調(diào)制芯片TL494為核心，采用傳統(tǒng)的電壓外環(huán)，電流內(nèi)環(huán)的雙閉環(huán)控制方案。TL494是一種電壓型脈寬調(diào)制芯片，內(nèi)置兩個誤差放大器。這里使用其中一個做為電流內(nèi)環(huán)。
圖4 控制框圖
兩塊太陽能電池板端電壓Ua,Ub對地極性相反，同時加到電壓環(huán)輸入端。經(jīng)過電壓環(huán)比例積分環(huán)節(jié)和絕對值運(yùn)算，送到TL494的誤差放大器反相輸入端（2腳），作為電流環(huán)的給定，同時電壓環(huán)比例積分調(diào)節(jié)器的輸出經(jīng)放大后決定封鎖G1或G2。即作為極性開關(guān)，采樣電流送至TL494的誤差放大器同相輸入端（1腳）。TL494的13腳上拉為高電平，設(shè)置為推挽輸出方式，調(diào)制脈沖輸出端8腳和11腳輸出脈沖頻率為振蕩器頻率1/2的PWM的方波，經(jīng)圖騰柱電路放大后，推動開關(guān)管Q1和Q2。
系統(tǒng)投入運(yùn)行后，假設(shè)Ua>Ub，電壓環(huán)比例積分調(diào)節(jié)器的輸出高電平封鎖Q2的驅(qū)動電路，TL494的調(diào)制脈沖輸出端A(8腳)輸出PWM方波無效，只有Q1導(dǎo)通,功率從PANEL A流向PANELB,Ua下降，Ub上升，最終Ua＝Ub。反之，UaUb，電壓環(huán)比例積分調(diào)節(jié)器的輸出高電平封鎖Q1的驅(qū)動電路，TL494的調(diào)制脈沖輸出端B(11)腳輸出PWM方波無效，只有Q2導(dǎo)通,功率從PANELB流向PANELA，Ua上升，Ub下降，最終亦Ua＝Ub。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果
實(shí)驗(yàn)電路參數(shù)如下：
控制系統(tǒng)投入前，Ua＝17.1v，Ub＝15.5v，I=75.1ma，R=434歐姆。
控制系統(tǒng)投入后，Ua＝16.0v，Ub＝16.1v，I=81.7ma。R=434歐姆
實(shí)際測得負(fù)載電流比投入調(diào)節(jié)系統(tǒng)前增大約10%，由P=I2*R，考慮控制系統(tǒng)自身少量開關(guān)損耗，可以認(rèn)為整個系統(tǒng)輸出功率比投入調(diào)節(jié)系統(tǒng)前增大約20％，整個串聯(lián)太陽能電池系統(tǒng)效率明顯改善。
本文以功率可雙向流動的CUK變換器調(diào)節(jié)兩組串聯(lián)太陽能電池功率流動，實(shí)現(xiàn)端電壓均衡，提高了輸出功率；證明了多塊太陽能電池板串聯(lián)系統(tǒng)的輸出功率與各太陽能電池板端電壓密切相關(guān)。在目前太陽能電池光電轉(zhuǎn)換效率還比較低的實(shí)際情況下（平均轉(zhuǎn)換效率還不到18％），這一實(shí)驗(yàn)結(jié)果對太陽能電池利用系統(tǒng)應(yīng)該具有一定的實(shí)踐借鑒意義.本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/162498.htm
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