引言

　　光伏行業(yè)競爭日益加劇,，利潤率逐漸降低,，各大廠家都在壓縮成本,。同為光伏產(chǎn)品的光伏路燈控制器，成本控制壓力巨大。常見控制器多采用充電和放電回路相互獨立或部分獨立的拓撲結(jié)構(gòu),，這種結(jié)構(gòu)雖控制方便,，但成本較高。結(jié)合實際工況,，白天控制器為蓄電池充電,，夜晚蓄電池放電，點亮路燈,，這兩個過程相互獨立且永不同時發(fā)生,，基于此，本文提出一種充電和放電共用同一回路的硬件拓撲,，大大降低了產(chǎn)品成本：結(jié)合同步整流技術(shù),，進一步提高了產(chǎn)品效率。

　　1設(shè)計原理

　　1.1電路原理

　　本文所述控制器設(shè)計方案如圖1所示,，PV端子為太陽能輸入接口，LED1為路燈,，Battery為蓄電池,。在單片機控制下，白天太陽能為蓄電池充電,，03斷開,，路燈放電回路關(guān)閉，04/05打開,，充電回路開啟,。在充電模式下，等效原理圖如圖2所示,，雙向變換器工作在BUCK狀態(tài),。

　　夜晚蓄電池放電，點亮路燈,。在單片機控制下,，04關(guān)閉，斷開充電回路,，03/05打開,，放電回路開啟。蓄電池內(nèi)的能量被轉(zhuǎn)移到路燈上,。

　　在放電模式下,，等效原理圖如圖3所示，雙向變換器工作在BoosT狀態(tài),。

　　1.2主要器件選型

　　1.2.1單片機選型

　　考慮成本及單片機資源,，選擇意法半導(dǎo)體32位控制器sTM32F030K6T,最高主頻48MHz,供電電壓3.3V,8通道、12位AD轉(zhuǎn)換器、4個定時器,、32個引腳,，PWM及AD采樣完全滿足要求。

　　1.2.2MOSFET選型

　　MOSFET的選擇綜合耐壓,、電流,、導(dǎo)通電阻、成本等因素,，主電路中5個MOSFET均選擇國內(nèi)廠家深圳銳駿公司生產(chǎn)的RU75N08s,75V/80A,通態(tài)電阻8mQ,。

　　1.2.3電感參數(shù)計算

　　開關(guān)頻率的選擇直接影響電感值和體積大小，開關(guān)頻率越高,，功率變換器的功率密度更大,，體積更小，成本較小,，同時功率器件發(fā)熱越大,，電感溫升越高。本設(shè)計中開關(guān)頻率選擇為100kHz,。電感值由下式估算：

　　式中,，K為紋波系數(shù)：Uin為輸入電壓：Uout為輸出電壓：T為開關(guān)周期：Iout為輸出電流。

　　1.2.4MOSFET驅(qū)動回路設(shè)計

　　采用IR公司的驅(qū)動芯片IR2110s驅(qū)動同步整流MOSFETO1,、O2,IR2110s驅(qū)動電流2.5A,推挽驅(qū)動,，通過外部電容實現(xiàn)自舉電源，原理如圖4所示,。

　　1.3軟件設(shè)計

　　軟件主程序主要完成上電初始化,、系統(tǒng)自檢及必要的安全保護。主要功能均在中斷程序中運行,，軟件共分為四種模式：白天模式,，實現(xiàn)充電功能：夜晚模式，完成放電功能：調(diào)試模式,，實現(xiàn)控制器運行參數(shù)修改：低功耗模式,，控制器暫停工作但保持通信功能。工作流程如圖5所示,。

　　2經(jīng)濟性分析

　　樣機完成后,，測試性能優(yōu)良，經(jīng)現(xiàn)場安裝試用半年,，效果良好,，完全滿足現(xiàn)有市場應(yīng)用需求。且經(jīng)成本統(tǒng)計,，與其他產(chǎn)品相比較,，節(jié)約成本達30%以上,，在如今光伏市場利潤單薄的行業(yè)趨勢下,，這項成本優(yōu)勢無疑雪中送炭,。

　　3結(jié)語

　　綜上，基于Buck-Boost雙向變換器的光伏路燈控制器體積小巧,，成本優(yōu)勢突出,，經(jīng)現(xiàn)場實際應(yīng)用證明，效果顯著,，各項參數(shù)均滿足應(yīng)用需求,，這些優(yōu)勢為此款產(chǎn)品的推廣奠定了堅實的基礎(chǔ)。

更多信息可以來這里獲取==>>電子技術(shù)應(yīng)用-AET<<