基于FPGA的太陽(yáng)能充電系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、跨入21世紀(jì)以后，如何在能源有限和環(huán)境保護(hù)的雙重制約下可持續(xù)的發(fā)展經(jīng)濟(jì)已成為人類(lèi)面臨的巨大歷史課題。常規(guī)能源匱乏以及化石能源對(duì)環(huán)境的破壞迫使著人們大規(guī)模的開(kāi)發(fā)和利用綠色新能源。在眾多新能源中，太陽(yáng)能以其儲(chǔ)量豐富、分布廣泛、清潔、經(jīng)濟(jì)、可用性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)得到了人類(lèi)的大力發(fā)展。
　　與光伏技術(shù)相結(jié)合的充電技術(shù)正處于快速發(fā)展階段,且已經(jīng)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。但是，充電器的充電效率仍不理想，如何更加合理的利用MPPT（最大功率點(diǎn)跟蹤）技術(shù)以提高充

2、電設(shè)備對(duì)太陽(yáng)能電池的利用效率是這一領(lǐng)域仍然面臨的技術(shù)問(wèn)題。
　　開(kāi)關(guān)電源以其體積小、重量輕、效率高、發(fā)熱量低、性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)成為未來(lái)電源的發(fā)展方向。本設(shè)計(jì)在選擇充電電路結(jié)構(gòu)時(shí)，考慮到單一的BUCK電路或者BOOST電路對(duì)輸入輸出電壓只能實(shí)現(xiàn)降壓或升壓的原理，限制了它們?cè)谔?yáng)能充電系統(tǒng)中的合理應(yīng)用。為了讓系統(tǒng)適應(yīng)光伏充電過(guò)程中既有輸入電壓高于輸出電壓又有輸入電壓低于輸出電壓的應(yīng)用場(chǎng)合的要求，同時(shí)為了降低成本和提高系統(tǒng)可靠性，改變了傳

3、統(tǒng)的BUCK與BOOST電路并聯(lián)分段運(yùn)行的電路結(jié)構(gòu)，采用BUCK-BOOST電路結(jié)構(gòu)，并結(jié)合運(yùn)用新穎的加權(quán)變步長(zhǎng)電壓滯環(huán)擾動(dòng)觀察MPPT技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了快速并精準(zhǔn)跟蹤太陽(yáng)能電池最大功率點(diǎn)對(duì)儲(chǔ)能設(shè)備高效充電的目標(biāo)。
　　本文介紹的基于FPGA的高效太陽(yáng)能充電系統(tǒng)，采用BUCK-BOOST電路構(gòu)成充電電路，通過(guò)運(yùn)用高速控制器FPGA和新穎的加權(quán)變步長(zhǎng)電壓滯環(huán)擾動(dòng)觀察MPPT技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)太陽(yáng)能電池最大功率點(diǎn)跟蹤。從電路結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)控制兩個(gè)方面對(duì)