簡易便攜光伏發電系統

摘 要 隨著科技高速的發展，社會的快速進步，能源短缺越來越受到人們的關注。利用光伏發電系統收集太陽能，經過轉換最終以化學能儲存在蓄電池里面，蓄電池再給逆變器供電，經逆變得到的市電供給用電器使用。從太陽能到市電的整個過程既無污染，也很好的解決了能源問題。

關鍵詞 便攜 太陽能 光伏發電

中圖分類號：TK513 文獻標識碼：A

1 系統結構及原理

整個系統可分為三部分，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塊電池串聯空載電壓理論為18V，3A的充電電流，采用折疊設計可以減小占地面積，便于攜帶。

采用UC3906可以對蓄電池進行精準充電。在電量不足時，充電器立即進入大電流充電狀態，隨著電池充電，電池兩端的電壓逐漸升高當13腳采樣的電壓為0.95，充電立即進入過充狀態；剛進入過充電狀態時，充電器繼續輸出最大電流，當蓄電池電壓到達過充電壓時，充電器進行恒壓充電，電壓穩定在過充電壓，此時，UC3906的13腳電壓等于內部基準電壓。此后，蓄電池接收充電電流開始減小；當充電電流下降到過充電終止電流時，電流取樣比較器的輸出中斷，UC3906內部的10提升電流，使過充終止端（8腳）的電位升高。當干擾或其它原因使充電電流瞬時下降時，為避免充電器過早地轉入浮充狀態，在UC3906的第8腳與地之間接入1只電容器。當8腳電壓上升到規定的門限值（1V），后充電狀態邏輯電路使充電器轉入浮充狀態。此時，狀態電平級的輸出關斷，消除了對、和分壓器的旁路作用。電壓放大器控制驅動三極管，使充電器輸出電壓保持在浮充電壓。同時充電充滿指示燈被點亮避免過充縮短蓄電池壽命。

圖2

圖3

逆變部分為本系統的核心。電路以集成電路SG3525為核心，由SG3525輸出兩路互補對稱的驅動信號：

= = 73kHz

圖4

圖5

兩路信號分別加兩個推挽電路上，驅動后級的4個NCE01H14T（如圖），由于前面輸出的互補對稱的脈沖波，將每路脈沖分別驅動兩個NCE01H14T，經變壓器升壓在疊加電壓可達到峰峰值334V。為保持DC/DC變換器輸出電壓的穩定，將檢查到的輸出電壓與設定電壓進行比較，該誤差經PI調節器后控制SG3525輸出驅動信號的占空比。而當檢查到DC/DC變換器輸出電流過大時，SG3525將減小門極脈沖的寬度，降低輸出電壓，進而降低輸出電流。當輸出電壓過高時，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致變壓器飽和，因此，設計中進行了飽和檢測，當經推挽電路的兩個支路電流失衡時，就會啟動SG3525的軟啟動功能，使DC/DC變換器重新啟動，變換器得以復位。

利用可編程芯片PIC16f788輸出兩路互補的調制脈沖，采用面積等效法實現SPWM Sinusoidal PWM 簡稱SPWM）控制IGBT的導通與關斷時間。在半個周期（0.01s）內將脈沖分為100份，經過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，略高于設計時的理論值。在用太陽能電池組給12V/36Ah蓄電池充電時，最高充電電流為1.2A；充滿時，充電電流為100mA左右，充滿時間約為10h。

（2）蓄電池-逆變器-負載

將太陽能電池板和蓄電池斷開，利用蓄電池給逆變器供電，等逆變器工作穩定后，接上400W的負載，可帶動。

參考文獻

[1] 李兵，基于UC 3 9 0 6 的免維護鉛酸蓄電池智能充電器的設計。

[2] 吳棟梁 朱傳裕，正弦脈寬調制（SPWM）波的基本要素。