太阳能MPPT充电控制板

1.概念

MPPT控制器的全称“最大功率点跟踪”(Maximum Power Point Tracking)太阳能控制器,是传统太阳能充放电控制器的升级换代产品。

2.简介

我是搞软件开发的,而这是一个让我对电路产生恐惧的项目,emmm…它的难度就是这样了。

它的原理就是利用单片机输出的PWM来控制MOS管进而控制充电电流。首先测出太阳能输入的电压和电流,算出功率,跟上一步的功率做比较,然后相应地调整PWM的占空比。充电电路其实就是一个可调的降压电路。

电池的电量表现在它的电压上,比如额定定压12V的铅酸电池,它的掉电电压是10.2V左右(这个可能不同的厂家参数不同),掉电返回电压是11.2V,浮充电压是13.8V左右,充满电压是14.2V。电池有一个钳压作用,不管我在它上面加多大的电压,它的输出电压都是它的空载电压,可能会有零点几伏的波动。

加了控制板有什么作用呢?比如说太阳能板此时的功率是18W,额定电压是18V,用18V的电压给电池充电,电池的充电电流就是1A左右,但是电池的钳压会导致太阳能的输入功率下降了。如果通过控制板的降压作用将充电电压下降到16V,那电池的充电电流就可以达到1.125A,从而提高充电的效率。而且太阳能板是能达到60V的最大电压,直接怼在电池上是很危险的!

3.MOS管驱动器

在这个项目的电路里有用到MOS管驱动器,我总结一下我们在这个东西上遇到的问题:

  1. LO有输出,HO没有输出?
    这个HO是靠自举电容储存的能量自举起来的,如果电容的参数可靠,供电电压也没问题,输入波形也没问题,那么可以考虑换个贵一点的芯片。如果是LO也没输出,那就是芯片坏了。

  2. HO的输出波形不够方?
    就是HO的上升沿和下降沿不够陡,可能是MOS管得栅极电容太大了,换芯片。

  3. 输出波形有两个波?
    我们的波形是一个大波旁边还有一个小波,这个只能调整一下参数,修改驱动电阻和电容的参数。

其他问题

  1. 对地的MOS管经常烧?
    对地的这个MOS管导通时给自举电容充电,如果对电源的和对地的MOS管同时导通,太阳能的电流直接流到地了,这个瞬间电流就足够把MOS管烧了,所以要调整一下两个MOS管的死区,死区太小会导致两个MOS管重叠,死区太大会增加损耗。

  2. MPPT并未起作用?
    在我们的项目中,因为测电流和电压的误差,得到的功率也不一定对,导致调整占空比的方向背道而驰。我的做法是稍微调整上一步的功率和现在的功率的差值。只有大于这个差值才修改占空比调整的方向。

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