摘 要 隨著科技高速的發(fā)展，社會的快速進(jìn)步，能源短缺越來越受到人們的關(guān)注。利用光伏發(fā)電系統(tǒng)收集太陽能，經(jīng)過轉(zhuǎn)換最終以化學(xué)能儲存在蓄電池里面，蓄電池再給逆變器供電，經(jīng)逆變得到的市電供給用電器使用。從太陽能到市電的整個(gè)過程既無污染，也很好的解決了能源問題。

關(guān)鍵詞 便攜 太陽能 光伏發(fā)電

中圖分類號：TK513 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及原理

整個(gè)系統(tǒng)可分為三部分，分別為：太陽能電池組、充電器、逆變器。

圖1

太陽能電池板材料為單晶硅，有較好的轉(zhuǎn)換能力，在晴朗的天氣下恒功率輸出1.5W/0.5V。將36塊電池串聯(lián)空載電壓理論為18V，3A的充電電流，采用折疊設(shè)計(jì)可以減小占地面積，便于攜帶。

采用UC3906可以對蓄電池進(jìn)行精準(zhǔn)充電。在電量不足時(shí)，充電器立即進(jìn)入大電流充電狀態(tài)，隨著電池充電，電池兩端的電壓逐漸升高當(dāng)13腳采樣的電壓為0.95，充電立即進(jìn)入過充狀態(tài)；剛進(jìn)入過充電狀態(tài)時(shí)，充電器繼續(xù)輸出最大電流，當(dāng)蓄電池電壓到達(dá)過充電壓時(shí)，充電器進(jìn)行恒壓充電，電壓穩(wěn)定在過充電壓，此時(shí)，UC3906的13腳電壓等于內(nèi)部基準(zhǔn)電壓。此后，蓄電池接收充電電流開始減??；當(dāng)充電電流下降到過充電終止電流時(shí)，電流取樣比較器的輸出中斷，UC3906內(nèi)部的10提升電流，使過充終止端（8腳）的電位升高。當(dāng)干擾或其它原因使充電電流瞬時(shí)下降時(shí)，為避免充電器過早地轉(zhuǎn)入浮充狀態(tài)，在UC3906的第8腳與地之間接入1只電容器。當(dāng)8腳電壓上升到規(guī)定的門限值（1V），后充電狀態(tài)邏輯電路使充電器轉(zhuǎn)入浮充狀態(tài)。此時(shí)，狀態(tài)電平級的輸出關(guān)斷，消除了對、和分壓器的旁路作用。電壓放大器控制驅(qū)動(dòng)三極管，使充電器輸出電壓保持在浮充電壓。同時(shí)充電充滿指示燈被點(diǎn)亮避免過充縮短蓄電池壽命。

圖2

圖3

逆變部分為本系統(tǒng)的核心。電路以集成電路SG3525為核心，由SG3525輸出兩路互補(bǔ)對稱的驅(qū)動(dòng)信號：

= = 73kHz

圖4

圖5

兩路信號分別加兩個(gè)推挽電路上，驅(qū)動(dòng)后級的4個(gè)NCE01H14T（如圖），由于前面輸出的互補(bǔ)對稱的脈沖波，將每路脈沖分別驅(qū)動(dòng)兩個(gè)NCE01H14T，經(jīng)變壓器升壓在疊加電壓可達(dá)到峰峰值334V。為保持DC/DC變換器輸出電壓的穩(wěn)定，將檢查到的輸出電壓與設(shè)定電壓進(jìn)行比較，該誤差經(jīng)PI調(diào)節(jié)器后控制SG3525輸出驅(qū)動(dòng)信號的占空比。而當(dāng)檢查到DC/DC變換器輸出電流過大時(shí)，SG3525將減小門極脈沖的寬度，降低輸出電壓，進(jìn)而降低輸出電流。當(dāng)輸出電壓過高時(shí)，會停止DC/DC變換器的工作。由于推挽式電路容易因直流偏磁導(dǎo)致變壓器飽和，因此，設(shè)計(jì)中進(jìn)行了飽和檢測，當(dāng)經(jīng)推挽電路的兩個(gè)支路電流失衡時(shí)，就會啟動(dòng)SG3525的軟啟動(dòng)功能，使DC/DC變換器重新啟動(dòng)，變換器得以復(fù)位。

利用可編程芯片PIC16f788輸出兩路互補(bǔ)的調(diào)制脈沖，采用面積等效法實(shí)現(xiàn)SPWM Sinusoidal PWM 簡稱SPWM）控制IGBT的導(dǎo)通與關(guān)斷時(shí)間。在半個(gè)周期（0.01s）內(nèi)將脈沖分為100份，經(jīng)過H全橋逆變后遍輸出50Hz的正弦波。

（1） 太陽能電池組-充電器-蓄電池

在實(shí)際中，太陽能電池空載最高可輸出20.132V電壓和3A的電流，略高于設(shè)計(jì)時(shí)的理論值。在用太陽能電池組給12V/36Ah蓄電池充電時(shí)，最高充電電流為1.2A；充滿時(shí)，充電電流為100mA左右，充滿時(shí)間約為10h。

（2）蓄電池-逆變器-負(fù)載

將太陽能電池板和蓄電池?cái)嚅_，利用蓄電池給逆變器供電，等逆變器工作穩(wěn)定后，接上400W的負(fù)載，可帶動(dòng)。

參考文獻(xiàn)

[1] 李兵，基于UC 3 9 0 6 的免維護(hù)鉛酸蓄電池智能充電器的設(shè)計(jì)。

[2] 吳棟梁 朱傳裕，正弦脈寬調(diào)制（SPWM）波的基本要素。