【每周分享】DC-DC:PV充电(MPPT扰动观察法)
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简介 该项目实现了光伏输入给电池充电的功能,充电功率100W,电池为6串三元锂电池,最高电压25.2V,放电最低电压18V。H桥电路两端PWM采用互补输出模式,定时器频率65KHZ,PWM最大100%=985,电路示意图如下:
一、占空比控制逻辑
升压充电
PV输入(DC端)给电池充电,因为PV输入范围是12V~28V,常规的光伏板输出是12V,24V,48V,我们适配的光伏输入书12V和24V,所以,需要升压/降压给BAT端充电,光伏最大功率100V时的工作电压时18V,5.5V。
PV端-BAT端升压时,电路控制如下:
a) PWM_H1常开,PWM_L1常闭。
b)PWM_H2, PWM_L2的占空比根据当前最大功率点,实时变化。
二、MPPT算法实现
MPPT为最大功率点追踪算法,说的直白点就是,当PV给电池充电时,使当前充电功率保持最大点给电池充电。MPPT算法有:固定电压法、观察扰动法(Perturb and Observe,P&O)和电导增量法(Incremental Conductance,INC),这个项目采用的MPPT算法是扰动观察法。
单向扰动
光伏组件P-V曲线随光照变化,如下趋势:
1) 首先,判断是降压充电,还是升压充电(PV:10V~28V,Batt:18V~25.2V);
2) 降压充电:当PV输入电压大于电池电压,且压差大于1.5V是,降压充电;
3) 升压充电:当PV输入电压大于电池电压,且压差小于于1.5V是,升压充电;
4) 先降压再升压充电:降压充电至PWM升到96%(950)时,进入升压充电。
MPPT算法逻辑:
正向扰动:当前功率>上次功率 || PV电流> 上次PV电流,则正向扰动;
反向扰动:当前功率<上次功率之后,如果当前电池电压>上次电池电压,则正向扰动,反之则反向扰动。
三、充电充满处理逻辑
充电流程
开始CC恒流充电,电池电压升到25.2V时,进入CV恒压模式充电,最后当SOC由99%-->100%,且充电电流小于0.2C,持续10S,则表示充满。
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