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太阳能电池串联均压控制系统原理及设计

2011-01-28 11:15
冷血の爱
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3 工作原理

  3.1主电路

  在上述双向功率流动的CUK变换器的基础上,组成了双太阳能电池串联均压系统的主电路,如图3所示。其中:PANEL A PANEL B分别为两块相串联的太阳能电池板,L1,L2为紧耦合电感,C为能量交换电容,G1 G2为开关管,D1 D2 为快恢复二极管,R1 R2为开关管漏极电流取样电阻,R为负载电阻。

图3  系统主电路原理图

  3.2控制电路

  系统控制框图如图4所示。调节系统以美国德州仪器公司(TEXAS INSTRUMENTS)的脉宽调制芯片TL494为核心,采用传统的电压外环,电流内环的双闭环控制方案。TL494是一种电压型脉宽调制芯片,内置两个误差放大器。这里使用其中一个做为电流内环。

图4 控制框图

  两块太阳能电池板端电压Ua,Ub对地极性相反,同时加到电压环输入端。经过电压环比例积分环节和绝对值运算,送到TL494的误差放大器反相输入端(2 脚),作为电流环的给定,同时电压环比例积分调节器的输出经放大后决定封锁G1或G2。即作为极性开关,采样电流送至TL494的误差放大器同相输入端(1脚)。TL494的13脚上拉为高电平,设置为推挽输出方式,调制脉冲输出端8脚和11脚输出脉冲频率为振荡器频率1/2的PWM的方波,经图腾柱电路放大后,推动开关管Q1和Q2。

  系统投入运行后,假设Ua>Ub,电压环比例积分调节器的输出高电平封锁Q2的驱动电路, TL494的调制脉冲输出端A(8脚)输出PWM方波无效,只有Q1导通,功率从PANEL A流向PANEL B,Ua下降,Ub上升,最终Ua=Ub。反之,Ua<Ub,电压环比例积分调节器的输出高电平封锁Q1的驱动电路,TL494的调制脉冲输出端B (11)脚输出PWM方波无效,只有Q2导通,功率从PANEL B流向PANEL A,Ua上升,Ub下降,最终亦Ua=Ub。

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