摘要:文中研究了一种基于单端反激变换器的DC模块电路,由它组成的光伏发电系统可以跟踪每块光伏电池板在不同光照、不同规格以及不同朝向等条件下的最大功率点。通过对光伏电池板直接串联时模拟阴影条件的性能测试,以及对以英飞凌公司生产的XE164F单片机为核心的光伏发电系统所做实验结果的分析,验证了系统设计的正确性。 |
本文实验系统由三个DC模块电路组成,由一片英飞凌公司生产的XE164F单片机完成三个DC模块电路控制、直流母线电压控制和并网电流控制等功能。其中,ADC单元负责三块光伏电池板的输出电压与输出电流、直流母线电压、逆变器输出电流和电网电压等采样,CC2单元负责控制三路DC模块电路的主功率开关,CCU6单元控制单相逆变器,USIC0负责LCD和键盘,USIC1负责与上位机进行串行通信。
1.2 DC模块电路
文献[4]对由Buck、Boost、Buck-Boost或Cuk等非隔离型的DC/DC变换器组成的DC模块电路进行了讨论,本文设计了一种经典单端反激变换器组成的隔离型DC模块电路,如图3所示。
该反激变换器工作于完全能量转换即电感电流不连续方式,在储能周期中变压器存储的所有能量,在反激周期中都转移到输出端。副边电流在下一个导通时刻之前已下降为零。因此,主功率开关管是零电流开通。由于反激变换器的磁芯需要有一定的气隙,因此会有较大的漏感。当功率开关关断时,由漏感储能引起的电流突变会引起很高的电压尖峰。为了抑制电压尖峰保护开关管,本文采用RCD吸收箝位电路。开关管关断时,变压器漏感能量转移到电容C上,并通过电阻R将这部分能量消耗掉。开关管导通过程中电容C不一定放电到零,因此功率管关断时,漏源电压上升过程中,一段时间内电容C不起作用,这有利于反激过冲。
2 实验结果
光伏电池板的参数为:标准条件下,最大功率PM=85W,开路电压Uoc=22.2V,短路电流Isc=5.15A,最大功率下对应的电压Uopt=17.8V以及对应的电流Iopt=4.8A。