太阳能系统设计中的电源电子解决方案分析

    图6中的分布式架构更灵活，可支持不断变化的负载需求。在这种情况下，可使用太阳能直流/直流转换器支持能量存储轨(即充电)，直流/直流转换器可支持负载需求。这种方法的缺点是始终有两次电源转换。但总的来说，如果预计太阳能阵列和负载同时工作，则这是最优的解决方案。

图5：电源轨架构

    简单示例

    在从高阶角度查看电源结构后，我们现在来看一个简单的低功耗示例。设想一个可经常在施工桶或混凝土护栏顶部看到的“施工区危险报警闪光灯”。从高阶角度看，报警闪光灯仅在夜晚工作，电池将在所有其它时间充电。这种特性允许我们使用公共母线架构，因为报警闪光灯或者在充电，或者在闪烁，两种操作不会同时进行。我们可以将太阳能直流/直流转换器、双向直流/直流转换器和负载控制合并成一个单独的双向转换器来进一步简化拓扑。图6给出了建议的电路设计。

图6：建议的电路图

    建议的电路设计采用MICroChip的PIC16F690单片机和两个MCP1630模拟PWM控制器来驱动双向反激式转换器。在白天，此配置使用太阳能作为输入并对电池充电。在夜晚，由于在太阳能阵列上检测到的能量低到可忽略不计，转换器开始按照编程的“闪烁”模式为LED灯供电。表1列出了这些假设和计算结果。

表1：应用假设和结果

    结论

    分布式应用将继续利用太阳能安装成本不断降低这一趋势。最终应用需求将对系统拓扑起决定作用并突出关键的性能权衡问题。基于单片机的电源转换架构在支持各种最终应用以及支持光伏太阳能技术的持续发展方面具有极大的灵活性。这种灵活性意味着当前的设计在未来仍有可用性。

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