简易便携光伏发电系统

摘 要 随着科技高速的发展，社会的快速进步，能源短缺越来越受到人们的关注。利用光伏发电系统收集太阳能，经过转换最终以化学能储存在蓄电池里面，蓄电池再给逆变器供电，经逆变得到的市电供给用电器使用。从太阳能到市电的整个过程既无污染，也很好的解决了能源问题。

关键词 便携 太阳能 光伏发电

中图分类号：TK513 文献标识码：A

1 系统结构及原理

整个系统可分为三部分，分别为：太阳能电池组、充电器、逆变器。

图1

太阳能电池板材料为单晶硅，有较好的转换能力，在晴朗的天气下恒功率输出1.5W/0.5V。将36块电池串联空载电压理论为18V，3A的充电电流，采用折叠设计可以减小占地面积，便于携带。

采用UC3906可以对蓄电池进行精准充电。在电量不足时，充电器立即进入大电流充电状态，随着电池充电，电池两端的电压逐渐升高当13脚采样的电压为0.95，充电立即进入过充状态；刚进入过充电状态时，充电器继续输出最大电流，当蓄电池电压到达过充电压时，充电器进行恒压充电，电压稳定在过充电压，此时，UC3906的13脚电压等于内部基准电压。此后，蓄电池接收充电电流开始减小；当充电电流下降到过充电终止电流时，电流取样比较器的输出中断，UC3906内部的10提升电流，使过充终止端（8脚）的电位升高。当干扰或其它原因使充电电流瞬时下降时，为避免充电器过早地转入浮充状态，在UC3906的第8脚与地之间接入1只电容器。当8脚电压上升到规定的门限值（1V），后充电状态逻辑电路使充电器转入浮充状态。此时，状态电平级的输出关断，消除了对、和分压器的旁路作用。电压放大器控制驱动三极管，使充电器输出电压保持在浮充电压。同时充电充满指示灯被点亮避免过充缩短蓄电池寿命。

图2

图3

逆变部分为本系统的核心。电路以集成电路SG3525为核心，由SG3525输出两路互补对称的驱动信号：

= = 73kHz

图4

图5

两路信号分别加两个推挽电路上，驱动后级的4个NCE01H14T（如图），由于前面输出的互补对称的脉冲波，将每路脉冲分别驱动两个NCE01H14T，经变压器升压在叠加电压可达到峰峰值334V。为保持DC/DC变换器输出电压的稳定，将检查到的输出电压与设定电压进行比较，该误差经PI调节器后控制SG3525输出驱动信号的占空比。而当检查到DC/DC变换器输出电流过大时，SG3525将减小门极脉冲的宽度，降低输出电压，进而降低输出电流。当输出电压过高时，会停止DC/DC变换器的工作。由于推挽式电路容易因直流偏磁导致变压器饱和，因此，设计中进行了饱和检测，当经推挽电路的两个支路电流失衡时，就会启动SG3525的软启动功能，使DC/DC变换器重新启动，变换器得以复位。

利用可编程芯片PIC16f788输出两路互补的调制脉冲，采用面积等效法实现SPWM Sinusoidal PWM 简称SPWM）控制IGBT的导通与关断时间。在半个周期（0.01s）内将脉冲分为100份，经过H全桥逆变后遍输出50Hz的正弦波。

（1） 太阳能电池组-充电器-蓄电池

在实际中，太阳能电池空载最高可输出20.132V电压和3A的电流，略高于设计时的理论值。在用太阳能电池组给12V/36Ah蓄电池充电时，最高充电电流为1.2A；充满时，充电电流为100mA左右，充满时间约为10h。

（2）蓄电池-逆变器-负载

将太阳能电池板和蓄电池断开，利用蓄电池给逆变器供电，等逆变器工作稳定后，接上400W的负载，可带动。

参考文献

[1] 李兵，基于UC 3 9 0 6 的免维护铅酸蓄电池智能充电器的设计。

[2] 吴栋梁 朱传裕，正弦脉宽调制（SPWM）波的基本要素。