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白菜mppt光伏控制器硬件开源了

作者:柬埔寨赌场 发布时间:2020-10-16 00:30 点击:

  写这篇帖子的时候仍然在继续重写代码,并打算程序基本功能完成后偷空做些套件造福大家,一边写一边会更新一些最新的进展或者测试,不过更新不会很及时,自己懒不爱动手码字而且大部分时间在调试程序没有更多精力写些文字性的东西。

  前言:本打算在过完年后就闲里偷忙的更新这篇帖子,无奈时间过的很快,一下子就拖到了现在,正好在家里休养生息以消磨时间为目的来写这些可能对大家有实质性意义的东西。百无聊赖闲里偷忙。这是我的光伏控制器项目的详细电路图,所有的元器件参数应该都标注在图上了,如果在硬件原理上哪里不明,大家可以加群详细询问,既然是开源肯定是毫无保留,但是在软件上不会提供源代码,考虑有三,一是我自身的代码经验实在是班门弄斧,发布出去很可能被哪位路过的高手鄙视一番;二是即使发布了代码估计也不会有人琢磨交流经验;三是最不希望耗费精力做出的东西被奸商拿去赚钱。综上所述,关于控制器的软件只会发布更新固件。关于光伏电池的特性光伏电池不管是单晶多晶还是有机薄膜等类型,其输出伏安特性曲线都遵循一个共同的物理模型,按照工程法简化模型基本可以认为光伏电池等效为恒压源与电阻串联即电流源。这样便可以为mppt控制器的设计提供一个方向,然而电流源与负载组成的电路中,负载电压随负载大小变动即电流源输出功率是随负载动态变化的,更何况光伏电池并不是一个理想电流源,一切理论上的问题在实际工程中都变得棘手起来。显然这套系统中遇到了一个非线性问题,对待非线性问题就得非常规手段。回到电流源的模型,实际光伏电池的电压和内阻都不是一个恒定的值,但是在较短的时间内可以认为其参数是一个常数,这样便有了入手点。关于mpptMppt(最大功率点跟踪)。假设某段时间内电流源的电压内阻恒定,获得最大输出功率就需要将负载与电流源进行阻抗匹配,换句话说我们需要的是一个自动寻优的阻抗变换器。为什么常规的PWM控制器不可能实现mppt功能?从它的主电路来观察可以了解输入侧与输出侧在工作期间是直接连通的状态,没有储能元件的缓冲意味着负载阻抗基本上是与电流源不匹配的,光伏电池内阻在数欧数十欧之间,铅酸电池内阻在毫欧级别,所以无论是从光伏电池的输出功率电压曲线来看还是从电流源模型分析,想要获得最大的功率输出,mppt控制器必不可少。依此可知,任何类似的不稳定能源输出都可以适用于mppt控制器。关于白菜mppt控制器的想法一开始打算山寨一下最常见的pwm控制器,但是研究后发现了这种控制器的效率还有提升空间,先后加进去了很多自己的想法,最关键的是实现了mppt功能,而且是在成本可以接受的范围内提升了光伏电池的利用率。最终做出来只有板子外形尺寸有点山寨的意味,但是内在的东西完全不同。介绍一下硬件参数和功能,软件功能需要长时间来完善先不详细介绍。控制器输入电压等级15v-50v,输入功率200w,也就是两个标准组件并联或串联。Buck拓扑,当输入40v左右时可以为24v或12v铅酸电池充电,最大充电电流20A。输入防反接保护,tvs防雷,防返流,负载短路保护,超温保护。主电路选择buck拓扑,按照非隔离DCDC拓扑来说,六种基本拓扑中buck并不是实现mppt的最佳选择,mppt需要输入电流连续,连续的电流可以更高效的寻找最大功率点,断续的电流会使实际功率在最大功率点左右摆动降低效率,但是可以通过加大输入电容容量来消除这种影响。另外buck拓扑只可降压,这限制了铅酸电池的电压等级,但是设计之初是专为12v电池而设计,并不影响实际使用。简单有效效率不低最重要的是成本不高。主电路确定后就剩下修修补补的事情了。

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