儲能式光伏發(fā)電功率變換器MPPT控制設(shè)計與實現(xiàn).doc

武漢科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計儲能式光伏發(fā)電功率變換器MPPT控制設(shè)計與實現(xiàn)摘要光伏發(fā)電的研究是當(dāng)今國內(nèi)外研究的一個熱點，因為它的實現(xiàn)及應(yīng)用為目前人類面臨的許多問題如：能源危機、環(huán)境污染等提供了解決途徑。光伏發(fā)電有著非常廣泛的應(yīng)用前景，在人類越來越重視可持續(xù)發(fā)展的今天，太陽能擁有其他能源所沒有的各種優(yōu)點如：幾乎是取之不盡用之不竭的，清潔無污染等，這使它受到人們越來越多的關(guān)注，成為最有希望替代傳統(tǒng)能源的新能源之一。矚慫潤厲釤瘞睞櫪廡賴。本文實現(xiàn)了一種通過單片機控制開關(guān)電源使光伏電池給蓄電池充電的設(shè)計方案。軟件上，對現(xiàn)有的常用最大功率點跟蹤（MPPT）算法進行了研究和分析，并選用電導(dǎo)增量法對最大功率點跟蹤，實現(xiàn)了系統(tǒng)工作的高效率。硬件上，系統(tǒng)使用單片機通過PWM控制同步整流電路，并運用閉環(huán)控制，精確采樣電壓值和電流值形成反饋。同時，軟件和硬件都對系統(tǒng)進行了保護，實現(xiàn)了系統(tǒng)工作的安全性和可靠性。聞創(chuàng)溝燴鐺險愛氌譴凈。通過實驗測試，給出了系統(tǒng)實際使用結(jié)果，并對系統(tǒng)進行了功率損耗分析，由結(jié)果可知，系統(tǒng)工作正常，達到了預(yù)期的性能。殘騖樓諍錈瀨濟溆塹籟。關(guān)鍵詞：最大功率跟蹤（MPPT）；脈寬調(diào)制（PWM）；同步整流AbstractResearching on grid-connected photovoltaic generators is a hot topic in todays domestic and international research, because its implementation and application provide a solution to many problems humanity are currently facing, such as: energy crisis, environmental pollution and so on. Grid-connected photovoltaic generators has a very wide application prospects, as people are paying more and more attention to sustainable development today, solar energy has many advantages that other energy are not available, such as：almost inexhaustible, clean and no pollution, etc., this makes it get more and more attention from people, and become one of the most promising alternative new energy of traditional energy sources.釅錒極額閉鎮(zhèn)檜豬訣錐。This article implements a way to use photovoltaic array to charge the battery by controlling switching power through MCU. As to software,the existing common maximum power point tracking (MPPT) algorithms are studied and analyzed, In this article, incremental conductance method(IncCond) is used to realize maximum power point tracking (MPPT), and a high efficiency of the system work is achieved. While in terms of hardware, the system controls synchronous rectification circuit by PWM, and uses the closed-loop control to precisely sample voltage and current values form the feedback. Meanwhile, the system is protected by both the software and hardware , so that, the security and reliability of the system operation are achieved.彈貿(mào)攝爾霽斃攬磚鹵廡。The actual use of the system is given through experiment testing, the system power loss is analyzed, from the results we know that the system is working properly and achieves the prospective performance.謀蕎摶篋飆鐸懟類蔣薔。Key word：Maximum power point tracking(MPPT)；Pulse Width Modulation(PWM)；Synchronous rectification廈礴懇蹣駢時盡繼價騷。目錄1緒論1煢楨廣鰳鯡選塊網(wǎng)羈淚。1.1光伏發(fā)電課題研究的意義1鵝婭盡損鵪慘歷蘢鴛賴。1.2MPPT技術(shù)的國內(nèi)外發(fā)展與現(xiàn)狀2籟叢媽羥為贍僨蟶練淨(jìng)。1.3本文主要研究內(nèi)容3預(yù)頌圣鉉儐歲齦訝驊糴。2光伏電池板的工作特性4滲釤嗆儼勻諤鱉調(diào)硯錦。2.1太陽能光伏板的基本工作原理4鐃誅臥瀉噦圣騁貺頂廡。2.2太陽能光伏板的輸出特性5擁締鳳襪備訊顎輪爛薔。3最大功率跟蹤（MPPT）算法研究9贓熱俁閫歲匱閶鄴鎵騷。3.1MPPT工作基本原理9壇摶鄉(xiāng)囂懺蔞鍥鈴氈淚。3.2常用MPPT算法10蠟變黲癟報倀鉉錨鈰贅。3.2.1恒壓跟蹤法10買鯛鴯譖曇膚遙閆擷凄。3.2.2擾動觀測法11綾鏑鯛駕櫬鶘蹤韋轔糴。3.2.3電導(dǎo)增量法13驅(qū)躓髏彥浹綏譎飴憂錦。3.2.4其他MPPT算法15貓蠆驢繪燈鮒誅髏貺廡。3.3MPPT算法的優(yōu)化及實現(xiàn)15鍬籟饗逕瑣筆襖鷗婭薔。3.4本章小結(jié)17構(gòu)氽頑黌碩飩薺齦話騖。4蓄電池充電管理18輒嶧陽檉籪癤網(wǎng)儂號澩。4.1鉛蓄電池的充電特性18堯側(cè)閆繭絳闕絢勵蜆贅。4.2鉛蓄電池的充電方法19識饒鎂錕縊灩筧嚌儼淒。5光伏發(fā)電功率變換器的硬件實現(xiàn)21凍鈹鋨勞臘鍇癇婦脛糴。5.1電源系統(tǒng)的設(shè)計21恥諤銪滅縈歡煬鞏鶩錦。5.2驅(qū)動電路設(shè)計24鯊腎鑰詘褳鉀溈懼統(tǒng)庫。5.3主回路的選擇與設(shè)計26碩癘鄴頏謅攆檸攜驤蘞。5.4電壓電流檢測電路的設(shè)計27閿擻輳嬪諫遷擇楨秘騖。5.5輸出濾波電路的設(shè)計28氬嚕躑竄貿(mào)懇彈瀘頷澩。5.5.1連續(xù)工作模式電感的設(shè)計28釷鵒資贏車贖孫滅獅贅。5.5.2輸出電容選擇與設(shè)計29慫闡譜鯪逕導(dǎo)嘯畫長涼。5.6本章小結(jié)30諺辭調(diào)擔(dān)鈧諂動禪瀉類。6實驗測試與結(jié)果31嘰覲詿縲鐋囁偽純鉿錈。6.1功率損耗分析31熒紿譏鉦鏌觶鷹緇機庫。6.2帶負載測試33鶼漬螻偉閱劍鯫腎邏蘞。6.3本章小結(jié)34紂憂蔣氳頑薟驅(qū)藥憫騖。7總結(jié)與展望35穎芻莖蛺餑億頓裊賠瀧。參考文獻36濫驂膽閉驟羥闈詔寢賻。致謝38銚銻縵嚌鰻鴻鋟謎諏涼。附錄A系統(tǒng)原理圖39擠貼綬電麥結(jié)鈺贖嘵類。附錄B系統(tǒng)實物照片40賠荊紳諮侖驟遼輩襪錈。IV1緒論1.1光伏發(fā)電課題研究的意義人類社會的發(fā)展離不開能源的利用。在2l世紀的今天，隨著社會科技和經(jīng)濟的高速發(fā)展，能源問題作為困擾人類長期穩(wěn)定發(fā)展的一大因素擺在了人們面前，而且越來越迫切，如何解決能源問題，是每個國家都必須面臨的問題，隨著不可再生能源如煤、石油、天然氣的不斷增加的大量消耗，不僅使人類面臨資源枯竭的壓力，同時也嚴重威脅著人類的生存環(huán)境，可再生能源的開發(fā)利用也就越來越顯得重要。隨著可再生能源的開發(fā)利用，太陽能已經(jīng)逐漸走入了人類的生活，并且將發(fā)揮越來越重要的作用。塤礙籟饈決穩(wěn)賽釙冊庫。太陽能發(fā)電與傳統(tǒng)的火力發(fā)電、水力發(fā)電以及利用風(fēng)能、核能、生物質(zhì)能等，新能源發(fā)電相比較有以下優(yōu)勢：(1)太陽能是取之不盡的可再生能源。據(jù)計算，一年內(nèi)輻射向地球的太陽能總能量是目前世界主要能源探明儲量的l萬倍，太陽的壽命有50億年，這意味著開發(fā)太陽能是人類解決能源匱乏最根本最有效的途徑。裊樣祕廬廂顫諺鍘羋藺。(2)太陽能清潔無污染。據(jù)統(tǒng)計，目前各種發(fā)電方式的碳排放率(gkWh)如下：煤炭發(fā)電為275gkWh，石油發(fā)電為204gkWh，天然氣發(fā)電為181gkWh，太陽能光伏發(fā)電為55gkWh，風(fēng)力發(fā)電為20gkWh。而且，在使用太陽能發(fā)電過程中沒有廢氣、廢水、廢渣排出，不產(chǎn)生噪音，不危害人體。倉嫗盤紲囑瓏詁鍬齊驁。(3)太陽能資源分布廣泛。我國有23以上的地區(qū)太陽能輻射總量高于且年日照時間超過2000h以上，尤其是在西部地區(qū)更為豐富，對于緩解當(dāng)?shù)仉娏T乏有著重要意義。綻萬璉轆娛閬蟶鬮綰瀧。(4)能量轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)少。太陽能光伏發(fā)電直接將太陽能輻射能轉(zhuǎn)換為電能，在各種可再生能源的利用形式中，太陽能光伏發(fā)電對能源的利用最直接。驍顧燁鶚巰瀆蕪領(lǐng)鱺賻。(5)太陽能光伏發(fā)電裝備安裝使用靈活，可根據(jù)需要，將集成化的模塊擴增或減少以改變系統(tǒng)容量，方便靈活。(6)資源、發(fā)電、用電在同一地域，可以節(jié)省遠距離輸電投資費用。(7)光伏建筑集成BIPV(Building Integrated Photovoltaics)的推廣應(yīng)用可以節(jié)省建立發(fā)電基地使用的土地面積和費用?，嶀暈R曖惲錕縞馭篩涼。太陽能光伏發(fā)電的以上諸多優(yōu)點決定其成為未來發(fā)電的主導(dǎo)形式之一，有著巨大的經(jīng)濟、政治和社會效益，并且其涉及交叉多個學(xué)科，如電化學(xué)、電子電路、現(xiàn)代電力電子、現(xiàn)代控技術(shù)、電力系統(tǒng)等，具有重要的研究價值。鎦詩涇艷損樓紲鯗餳類。1.2MPPT技術(shù)的國內(nèi)外發(fā)展與現(xiàn)狀光伏（PV）電池板的最大功率點跟蹤（MPPT）是PV系統(tǒng)最基本的必要方法，鑒于MPPT技術(shù)在光伏發(fā)電系統(tǒng)中的重要性，短短十多年間，MPPT方法被不斷地提出，如常用的CVT法、擾動觀測法(P&O)、導(dǎo)納增量法(INC)、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(Neutral Network)、滑?？刂?Slide Mode Contr01)、最優(yōu)梯度法、RCC(Ripple Correlation Contr01)，基于狀態(tài)的MPPT(State-based MPPT)，線性電流控制法，負載電壓或電流最大化法等。這些方法包含了很多復(fù)雜的方方面面，例如傳感器的要求，運算速率，工作效率，硬件實現(xiàn)，運用推廣，研發(fā)資金等等。實際上，如此多方法的提出反而讓我們?yōu)镻V系統(tǒng)尋找一種最適合的算法時感到困難。櫛緶歐鋤棗鈕種鵑瑤錟。圖1顯示出從MPPT算法從文獻中最早出現(xiàn)開始，每年有關(guān)MPPT的文獻的發(fā)表數(shù)量。近十年來相關(guān)文獻的數(shù)量還是在快速增長，然而，最近的文章大部分都只是通過仿真總結(jié)或者直接復(fù)制原來文獻中已經(jīng)提出的方法。這種趨勢給人們一種MPPT技術(shù)沒有什么難點的錯覺，而實際上，在MPPT實際運用過程中卻存在許多問題難點。例如光照和溫度變化引起的系統(tǒng)振蕩，局部遮陰時所形成的局部最大功率點和系統(tǒng)真正最大功率點的判別，再比如系統(tǒng)工作效率的提升，這都表明我們需要通過實際的硬件和軟件來實現(xiàn)MPPT算法，并在此過程中對MPPT算法進行研究。轡燁棟剛殮攬瑤麗鬮應(yīng)。圖1.1 自1968以來，每年的MPPT論文總數(shù)1.3本文主要研究內(nèi)容本文主要通過研究MPPT(最大功率點跟蹤)算法，設(shè)計一個儲能式光伏發(fā)電功率變換裝置。采用Buck同步整流變換器和微控制器實現(xiàn)光伏電池MPPT控制及蓄電池的能量管理，最后完成原型樣機參數(shù)分析與計算、元器件的選型及功能性測試，功率變換器設(shè)計結(jié)構(gòu)框圖如圖1.2所示。峴揚斕滾澗輻灄興渙藺。圖1.2 光伏電池板功率變換器結(jié)構(gòu)框圖硬件電路主要包括BUCK同步整流電路、電源系統(tǒng)、驅(qū)動電路、電壓電流檢測電路和濾波電路，并通過電壓反饋實現(xiàn)單閉環(huán)控制，實現(xiàn)最大功率跟蹤。詩叁撻訥燼憂毀厲鋨驁。422光伏電池板的工作特性2.1太陽能光伏板的基本工作原理太陽能是一種輻射能，它必須借助于能量轉(zhuǎn)換器才能轉(zhuǎn)換成為電能。這種把光能轉(zhuǎn)換成電能的能量轉(zhuǎn)換器，就是光伏電池。光伏電池是以光生伏打效應(yīng)為基礎(chǔ)，可以把光能直接轉(zhuǎn)換成電能的一種半導(dǎo)體器件。這種效應(yīng)。在固體，特別是半導(dǎo)體中，光能轉(zhuǎn)換成電能的效率相對較高。則鯤愜韋瘓賈暉園棟瀧。圖2.1 光生伏打效應(yīng)簡圖光伏電池實際上是一個P-N結(jié)，如圖2.1所示，當(dāng)光伏電池受到陽光照射時，電子接受光能，向N型區(qū)移動，使N型區(qū)帶負電，同時空穴向P型區(qū)移動，使P型區(qū)帶正電。這樣，在PN結(jié)兩端便產(chǎn)生了電動勢，也就是通常所說的電壓。這種現(xiàn)象就是上面所說的“光生伏打效應(yīng)”。如果這時分別在P型層和N型層焊上金屬導(dǎo)線，接通負載，則外電路便有電流通過，如此形成的一個個電池元件，把它們串聯(lián)、并聯(lián)起來，就能產(chǎn)生一定的電壓和電流，并輸出功率。脹鏝彈奧秘孫戶孿釔賻。制造光伏電池的半導(dǎo)體材料己知的有十幾種，因此光伏電池的種類也很多。目前，技術(shù)最成熟，并具有商業(yè)價值的光伏電池要算硅光伏電池。鰓躋峽禱紉誦幫廢掃減。2.2太陽能光伏板的輸出特性針對光伏板的輸出特性，運用PSIM仿真軟件中的Solar Module模塊進行光伏板輸出仿真，如圖2.2所示。稟虛嬪賑維嚌妝擴踴糶。圖2.2 光伏板輸出仿真光伏模塊電器設(shè)定參數(shù)如圖2.3所示圖2.3光伏模塊參數(shù)設(shè)定太陽電池在某一確定的日照強度和溫度下，太陽電池的輸出電壓和電流之間有如下關(guān)系，如圖2.4所示。圖2.4 光伏電池輸出特性曲線太陽電池的I-V特性曲線表明太陽電池既非恒壓源，也非恒流源，而是一種非線性直流電源，其輸出電流在大部分工作電壓范圍內(nèi)相當(dāng)恒定，但電壓升高到一個足夠高的電壓之后，電壓迅速下降至零。陽簍埡鮭罷規(guī)嗚舊巋錟。根據(jù)特性曲線可以定義出太陽電池的幾個重要技術(shù)參數(shù)：(1)短路電流()：在給定溫度日照條件下所能輸出的最大電流；(2)開路電壓()：在給定溫度日照條件下所能輸出的最大電壓；(3)最大功率點電流()：在給定溫度日照條件下最大功率點上的電流；(4)最大功率點電壓()：在給定溫度日照條件下最大功率點上的電壓；(5) 最大功率點功率()：在給定溫度日照下所能輸出的最大功率為。如圖2.5和圖2.6所示，改變?nèi)照諒姸榷３制渌麠l件不變，從到光照強度從以200為步長上升到得到一組不同日照量下的I-V和P-V特性曲線。由圖2.5可見，短路電流線性地與日照強度成正比，而開路電壓的變化很慢。溈氣嘮戇萇鑿鑿櫧諤應(yīng)。圖2.5 日照對太陽電池的影響圖2.6 不同日照下PV特性曲線當(dāng)電池溫度發(fā)生變化時，由圖2.7可見，開路電壓線性地隨電池溫度變化，而短路電流略微變化。這里指的是太陽電池溫度的變化，而不是環(huán)境溫度鋇嵐縣緱虜榮產(chǎn)濤團藺。圖2.7 溫度對太陽電池的影響由以上圖示可以得出以下結(jié)論：在一定溫度、日照條件下，太陽電池的輸出功率具有最大值，而太陽電池一天中的最大功率點軌跡接近于某一恒壓，溫度變化對太陽電池的輸出電壓有影響。為了提高光伏系統(tǒng)的利用效率，負載要及時跟蹤光伏組件輸出的最大功率點電壓，這就要求系統(tǒng)要能實現(xiàn)最大功率點跟蹤。懨俠劑鈍觸樂鷴燼觶騮。綜上所述，光伏電池的輸出功率與它所受的光照強度、環(huán)境溫度有密切的關(guān)系。在不同外部環(huán)境情況下，光伏電池的輸出功率會有較大的變化。因此光伏發(fā)電系統(tǒng)必須采用相關(guān)電路和控制方法對輸出功率加以控制使其輸出最大功率。謾飽兗爭詣繚鮐癩別瀘。3最大功率跟蹤（MPPT）算法研究3.1MPPT工作基本原理光伏陣列輸出特性具有非線性特征，并且其輸出受日照強度、環(huán)境溫度和負載情況影響。在一定的日照強度和環(huán)境溫度下，光伏陣列可以工作在不同的輸出電壓，但是只有在某一輸出電壓值時，光伏陣列的輸出功率才能達到最大值，這時光伏陣列的工作點就達到了輸出功率電壓曲線的最高點，稱之為最大功率點(maximum power point, MPP)。因此，在光伏發(fā)電系統(tǒng)中，要提高系統(tǒng)的整體效率，一個重要的途徑就是實時調(diào)整光伏陣列的工作點，使之始終工作在最大功率點附近，這一過程就稱之為最大功率點跟蹤(MPPT)。咼鉉們歟謙鴣餃競蕩賺。為便于說明，現(xiàn)將光伏陣列的輸出特性重新繪制如圖 3.1所示。假定圖中曲線1和曲線2為兩不同日照強度下光伏陣列的輸出特性曲線，A點和B點分別為相應(yīng)的最大功率輸出點；并假定某一時刻，系統(tǒng)運行在A點。當(dāng)日照強度發(fā)生變化，即光伏陣列的輸出特性由曲線1上升為曲線2。此時如果保持負載1不變，系統(tǒng)將運行在點，這樣就偏離了相應(yīng)日照強度下的最大功率點。為了繼續(xù)跟蹤最大功率點，應(yīng)當(dāng)將系統(tǒng)的負載特性由負載1變化至負載2，以保證系統(tǒng)運行在新的最大功率點B。同樣，如果日照強度變化使得光伏陣列的輸出特性由曲線2減至曲線1，則相應(yīng)的工作點由B點變化到點，應(yīng)當(dāng)相應(yīng)的減小負載2至負載1以保證系統(tǒng)在日照強度減小的情況下仍然運行在最大功率點A?，撝C齷蘄賞組靄縐嚴減。圖3.1 MPPT方法示意圖3.2常用MPPT算法3.2.1恒壓跟蹤法恒電壓跟蹤(CVT)方法從嚴格的意義上來講并不是一種真正意義上的最大功率跟蹤方式，它屬于一種曲線擬合方式，其工作原理如圖3.2所示，忽略溫度效應(yīng)時，光伏陣列在不同日照強度下的最大功率輸出點總是近似在某一個恒定的電壓值附近。假如曲線L為負載特性曲線，a、b、c、d和e為相應(yīng)關(guān)照強度下直接匹配時的工作點。顯然，如果采用直接匹配，其陣列的輸出功率比較小。為了彌補阻抗失配帶來的功率損失，可以采用恒定電壓跟蹤方法，在光伏陣列和負載之間通過一定的阻抗變換，使得系統(tǒng)實現(xiàn)穩(wěn)壓器的功能，使陣列的工作點始終穩(wěn)定在附近。這樣不但簡化了整個控制系統(tǒng)，還可以保證它的輸出功率接近最大輸出功率，如中所示。采用恒定電壓跟蹤恒壓控制與直接匹配的功率差值在圖中可以視為曲線L與曲線之間的面積。因而，在一定的條件下，恒定電壓跟蹤方法不但可以得到比直接匹配更高的功率輸出，還可以用來簡化和近似最大功率點跟蹤（MPPT）控制。麩肅鵬鏇轎騍鐐縛縟糶。圖3.2 忽略溫度效應(yīng)時的光伏陣列輸出特性與負載匹配曲線CVT方式具有控制簡單，可靠性高，穩(wěn)定性好，易于實現(xiàn)等優(yōu)點，比一般光伏系統(tǒng)可望多獲得20%的電能，較之不帶CVT的直接耦合要有利得多。但是，這種跟蹤方式忽略了溫度對光伏陣列開路電壓的影響。以單晶硅光伏陣列為例，當(dāng)環(huán)境溫度每升高1時，其開路電壓下降率為0.35% -0.45%。這表明光伏陣列最大功率點對應(yīng)的電壓也將隨著環(huán)境溫度的變化而變化。對于四季溫差或日溫差比較大的地區(qū)，CVT方式并不能在所有的溫度環(huán)境下完全地跟蹤到光伏陣列的最大功率點。納疇鰻吶鄖禎銣膩鰲錟。3.2.2擾動觀測法擾動觀察法(P&O)通過調(diào)節(jié)輸出電壓來達到光伏電池板的最大功率輸出點。在光伏電池板接功率變換器的情況下，可以通過向功率變換器給擾動來調(diào)節(jié)電池板輸出電壓。風(fēng)攆鮪貓鐵頻鈣薊糾廟。圖3.3 擾動觀察法通過圖3.3我們可以看到，當(dāng)處在最大功率點左邊時功率隨著電壓的增大（減?。┒龃螅p小），當(dāng)處在最大功率點右邊時候功率隨電壓的增大（減?。┒鴾p小（增大）。因此在擾動作用下，如果輸出功率變大，這擾動方向不變，反之，功率減小擾動方向要反向,運算規(guī)則如表3.1所示，算法流程圖如圖3.4所示。由表3.1可知，只要在每個開關(guān)周期內(nèi)只發(fā)生一次采樣，當(dāng)參與運算的數(shù)據(jù)不是平均值而是瞬時電壓值和瞬時電流值時規(guī)則一樣成立。滅噯駭諗鋅獵輛覯餿藹。表3.1 擾動觀測法擾動方向擾動方向功率變化下次擾動方向正方向增大正方向正方向減小反方向反方向增大反方向反方向減小正方向圖3.4 擾動觀測法流程圖在擾動觀測法中，擾動過程將會一直周期進行，直到達到最大功率點，然后光伏電池的工作點將一直在最大功率點附近來回振蕩，并可以通過減小擾動步長來將震蕩減小，但同時也會減慢跟蹤速度。一種解決這種矛盾的方法是運用變步長的方法，隨著功率點向最大功率點靠近，擾動步長也減小?？蓪⒆畲蠊β矢櫡謨蓚€階段，在開始階段加快跟蹤速度，而在穩(wěn)定階段優(yōu)化跟蹤精度。鐒鸝餉飾鐔閌貲諢癱騮。給定參考電壓變化的過程實際上是一個功率尋優(yōu)的過程。由于在尋優(yōu)過程中。不斷地調(diào)整參考電壓，因此，光伏陣列的工作點始終在最大功率點附近振蕩，無法穩(wěn)定工作在最大功率點上，從而也造成了一定的功率損失。同時，當(dāng)日照強度快速變化時，參考電壓調(diào)整方向可能發(fā)生錯誤。以圖3.5為例說明：假設(shè)系統(tǒng)處于穩(wěn)態(tài)，光伏陣列工作電壓在 點左右波動，當(dāng)日照強度突然增加時，光伏陣列輸出功率增加，這時如果參考電壓偏移到1的位置，則系統(tǒng)會認為此時參考電壓調(diào)整的方向與功率變化的方向相同，而繼續(xù)增大參考電壓使工作點移動至位置2，導(dǎo)致工作點進一步遠離最大功率點。攙閿頻嶸陣澇諗譴隴瀘。圖3.5 擾動觀測法示意圖對干擾觀測法的優(yōu)點總結(jié)如下： 1 模塊化控制回路； 2 跟蹤方法簡單，實現(xiàn)容易； 3 對傳感器精度要求不高。 缺點為： 1 在光伏陣列最大功率點附近振蕩運行導(dǎo)致一定功率損失； 2 跟蹤步長的設(shè)定無法兼顧跟蹤精度和響應(yīng)速度； 3 在特定情況下會出現(xiàn)判斷錯誤情況。3.2.3電導(dǎo)增量法電導(dǎo)增量法（IncCond）運用了光伏板功率曲線的斜率在最大功率點處為零的原理，在最大功率點左邊，斜率為正，右邊為負。所給出的趕輾雛紈顆鋝討躍滿賺。 （3.1）由于 （3.2）由公式（3.1）可寫成 （3.3）因此當(dāng)輸出電導(dǎo)的變化量等于輸出電導(dǎo)的負值時。光伏電池輸出最大功率。若不相等，則要判斷或者是大于零或小于零。電導(dǎo)增量法流程圖如圖3.6所示此跟蹤方法最大的優(yōu)點，是當(dāng)太陽電池上的照度產(chǎn)生變化時，其輸出端電壓能以平穩(wěn)的方式追隨其變化，其電壓晃動較擾動觀察法小。缺點為算法較復(fù)雜而且在調(diào)節(jié)工作點電壓的電導(dǎo)增量法中，當(dāng)光照強度快速變化時，調(diào)節(jié)方法會出現(xiàn)“誤判”的情況，理論上該方法跟蹤精度高，但由于傳感器的精密度等因素，此法在實際應(yīng)用中仍有誤差存在。夾覡閭輇駁檔驀遷錟減。圖3.6 電導(dǎo)增量法流程圖3.2.4其他MPPT算法MPPT還包含很多其他方法，其中間歇掃描法實現(xiàn)MPPT的核心思想是定時地掃描一段(一般為0.50.8倍的開路電壓)陣列電壓，同時記錄下不同電壓下對應(yīng)的陣列電流值，經(jīng)過比較不同點的太陽電池陣列的輸出功率就可以方便地得出最大功率點，而不需要一直處于搜尋狀態(tài)。這種方法一般不會產(chǎn)生振蕩，同時避免了其它方法由于需要搜索而引起的功率損失。這種方案的最大缺點是在需要有連續(xù)輸出的光伏系統(tǒng)中無法應(yīng)用，同時該方法需要有較大的存儲空間和運算能力。視絀鏝鴯鱭鐘腦鈞欖糲。除此之外還有模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(Neutral Network)、線性電流控制法、最優(yōu)梯度法、RCC(Ripple Correlation Control)，基于狀態(tài)的MPPT(State-based MPPT)，滑?？刂?Slide Mode Control)，負載電壓或電流最大化方法等。偽澀錕攢鴛擋緬鐒鈞錠。綜上所述，這些方法在復(fù)雜性，是否需要傳感器、收斂速度、成本、效率、硬件實現(xiàn)、廣泛性等方面都有所不同，難以分出孰優(yōu)孰劣。應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、應(yīng)用場合等選擇適合的MPPT技術(shù)。緦徑銚膾齲轎級鏜撟廟。3.3MPPT算法的優(yōu)化及實現(xiàn)在本設(shè)計中，使用了電導(dǎo)增量法實現(xiàn)MPPT。電導(dǎo)增量法只需要采樣太陽能電池電壓和電流，最多計算一次電導(dǎo)增量，它在下一時刻的變化方向完全取決于在該時刻的電導(dǎo)的變化率和瞬時負電導(dǎo)值的大小關(guān)系，而與前一時刻的工作點電壓以及功率的大小無關(guān)，因而能夠適應(yīng)日照強度地快速變化，相對于常用的恒壓跟蹤法和擾動觀測法，其控制精度更高。騅憑鈳銘僥張礫陣軫藹。增量電導(dǎo)法則是根據(jù)光伏陣列曲線為一條一階連續(xù)可導(dǎo)的單峰曲線的特點，利用一階導(dǎo)數(shù)求極值的方法，即對求全導(dǎo)數(shù)，可得 （3.4）兩邊同時除以，可得 （3.5）令,可得 （3.6）式（3.6）即為達到光伏陣列最大功率點所需滿足的條件。這種方法是通過比較輸出電導(dǎo)的變化量和瞬時電導(dǎo)值的大小來決定參考電壓變化的方向，下面就幾種情況加以分析：癘騏鏨農(nóng)剎貯獄顥幗騮。(1) 假設(shè)當(dāng)前的光伏陣列的工作點位于最大功率點的左側(cè)時，此時有即 ，說明參考電壓應(yīng)向著增大的方向變化。 鏃鋝過潤啟婭澗駱讕瀘。(2) 同理，假設(shè)當(dāng)前的光伏陣列的工作點位于最大功率點的右側(cè)時，此時有，說明參考電壓應(yīng)向著減小的方向變化。 榿貳軻謄壟該檻鯔塏賽。(3) 假設(shè)當(dāng)前光伏陣列的工作點位于最大功率點處(附近)，此時將有，此時參考電壓將保持不變，也即光伏陣列工作在最大功率點上。邁蔦賺陘賓唄擷鷦訟湊。電導(dǎo)增量法控制流程圖如圖 3.6所示，圖中、為檢測到光伏陣列當(dāng)前電壓、電流值，、為上一控制周期的采樣值。這種方法比干擾觀察法好，因為它在下一時刻的變化方向完全取決于在該時刻的電導(dǎo)的變化率和瞬時負電導(dǎo)值的大小關(guān)系，而與前一時刻的工作點電壓以及功率的大小無關(guān)，因而能夠適應(yīng)日照強度地快速變化，其控制精度較高。嶁硤貪塒廩袞憫倉華糲。在程序中，定義一個期望輸出電壓值，通過如圖3.6所示的流程向給擾動。同時，通過比例積分（PI）調(diào)節(jié)器進行電壓跟蹤，使實際電壓能夠快速準(zhǔn)確地穩(wěn)定在期望值上該櫟諼碼戇沖巋鳧薩錠。 （3.7）只有在電壓跟蹤實現(xiàn)后進行電壓電流的采樣和功率反饋，才能避免因采樣數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確而產(chǎn)生誤判，而通過恒壓跟蹤法可以很容易測試PI調(diào)節(jié)特性和實際電壓的跟蹤能力。劇妝諢貰攖蘋塒呂侖廟。雖然電導(dǎo)增量法的理論推導(dǎo)是完滿的，但此法是以改變光伏電池的輸出電壓來達到最大功率點，若僅憑微分判斷式來調(diào)整電壓，在外在因素持續(xù)變化的情況下，在最大功率點處，由于傳感器精度原因，很難準(zhǔn)確判斷，因此就需要不斷地調(diào)整參考電壓，光伏電池的工作點就會始終在最大功率點附近振蕩，會造成一定的功率損失。而且其需要的計算量較大，對系統(tǒng)的性能要求較高。因此，在對此算法的實際應(yīng)用中，對判斷式設(shè)定一個適合的閾值，可以使系統(tǒng)能在最大功率點附近的某個區(qū)域內(nèi)保持穩(wěn)定，而不是來回持續(xù)變動，也就是說適當(dāng)?shù)囊腴y值可以在不影響精度的情況下增強系統(tǒng)穩(wěn)定性并減少計算量。臠龍訛驄椏業(yè)變墊羅蘄。所以，在最大功率點處，可以引入新的判斷條件 （3.8）在條件成立時，即判定已經(jīng)達到了最大功率點，直接結(jié)束判定然后賦值，如圖3.7所示。圖3.7 改進的電導(dǎo)增量法流程圖3.4本章小結(jié)本章中主要研究了MPPT的常用算法，并根據(jù)算法給出了相關(guān)的程序流程圖。通過對各種方法的所有缺點比較，選擇了電導(dǎo)增量法作為本設(shè)計的MPPT實現(xiàn)算法，并在原有電導(dǎo)增量法的基礎(chǔ)上進行了適當(dāng)優(yōu)化，通過PI調(diào)節(jié)提高了反饋的精度，而且通過設(shè)定閥值有效減小了最大功率點附近的振蕩，使MPPT算法的實現(xiàn)更加精準(zhǔn)。鰻順褸悅漚縫囅屜鴨騫。4蓄電池充電管理4.1鉛蓄電池的充電特性蓄電池儲能的獨立光伏系統(tǒng)中，PV陣列和蓄電池是典型的非線性電源和負載。但是，在較短的工作時間內(nèi)，由上第二章節(jié)的分析可知，當(dāng)PV陣列的工作條件沒有出現(xiàn)大的變化時，認為PV陣列的輸出電壓保持不變是合理的。根據(jù)戴維南定理，建立PV陣列的線性等效模型，同理，也可以將蓄電池線性化，如圖4.1所示。該模型由PV陣列等效電壓源、蓄電池等效電壓源和充電控制電路3個部分組成，其中，PV陣列的等效電壓為，等效電阻為；蓄電池的等效電壓為，等效電阻；充電控制電路的輸入電壓為；輸出電壓為。穡釓虛綹滟鰻絲懷紓濼。圖4.1PV陣列向蓄電池充電等效圖如果采用基于二極管保護的直接充電方式，只有當(dāng)時，PV陣列才對蓄電池充電，而且與電壓差越大，充電電流就越大，此時消耗在PV陣列和蓄電池內(nèi)阻上的功率也越大，將引起PV陣列和蓄電池溫度升高，導(dǎo)致PV陣列的溫度效應(yīng)越突出，充電電流隨之減小，充電效率反而會降低。當(dāng)時，PV陣列收集的電荷已不能存儲到蓄電池中，降低了系統(tǒng)能量轉(zhuǎn)換效率。隸誆熒鑒獫綱鴣攣駘賽。根據(jù)圖4.1，蓄電池電荷收集最大化就是：以光伏陣列和蓄電池的等效電壓及內(nèi)阻參數(shù)為輸入變量，并考慮能量變換的物理實現(xiàn)條件，求解最優(yōu)能量變換輸出電壓，使充電電流最大，即浹繢膩叢著駕驃構(gòu)碭湊。 （4.1）約束條件為 （4.2）其中，為PV陣列提供功率；，為蓄電池充電功率；，為充電控制電路的損耗，由控制電路的變換效率確定。把公式（4.2）的各關(guān)系代入公式（4.1），整理得： （4.3）求解得： （4.4）根據(jù)圖4.2所示PV陣列的戴維南等效模型和最大功率傳輸原理，當(dāng)時，PV陣列輸出功率為最大，即 （4.5）把公式（4.7）代入公式（4.6），則在PV陣列MPPT時的充電電流為 （4.6）上述最大功率點充電電流計算過程是建立在系統(tǒng)參數(shù)為時不變（或靜態(tài)）的基礎(chǔ)上的，但實際應(yīng)用中PV陣列對蓄電池充電過程是一個動態(tài)的過程，即等效電壓電阻參數(shù)、要隨時間而變化。因此，在功率變換器中應(yīng)該引入微處理器，用于實時更新參數(shù)取值和反饋，使其達到最大電流輸出，從而實現(xiàn)最大功率點跟蹤。鈀燭罰櫝箋礱颼畢韞糲。4.2鉛蓄電池的充電方法鉛蓄電池充電方法按充電電流或電壓的數(shù)值變化情況不同，可分為恒流充電、恒壓充電和分段充電三種，其中以分段充電較為合理。按充電目的不同，又可分為初次充電、正常充電、補充充電和校驗性充電等多種。愜執(zhí)緝蘿紳頎陽灣熗鍵。鉛蓄電池充電特性主要是指充電電壓的變化規(guī)律。充電電壓（U）等于電動勢（E）和內(nèi)壓降（）之和，即 （4.7）充電電流恒定時，充電電壓的變化主要取決于電動勢的變化，即取決于電解液的擴散速度。一個單體電池，在電解液溫度為20、以恒壓電流充電時，電流變化情況如圖4.2虛線所示。從充電特性曲線可見充電電壓也具有明顯的階段性。貞廈給鏌綞牽鎮(zhèn)獵鎦龐。圖4.2 鉛蓄電池的充電電壓特性充電初期（ab段），化學(xué)反應(yīng)先在極板孔隙內(nèi)進行，硫酸鉛還原成鉛、二氧化鉛和硫酸 （4.8）此時電解液濃度擴散速度慢，孔隙內(nèi)電解液密度增加快，因此電動勢和電壓上升就快。充電中期（bc段），擴散速度加快，孔隙內(nèi)外電解液密度一起增加，電動勢和電壓也就緩慢上升，此時應(yīng)該使用均充，一般為10小時。嚌鯖級廚脹鑲銦礦毀蘄。充電后期（cd段），剩下的硫酸鉛已經(jīng)不多，而且一般都難以還原，輸入的電能逐步用來電解水，正極產(chǎn)生氧氣，負極產(chǎn)生氫氣，有的附著在極板上，有的形成氣泡逸出，當(dāng)氫氣和氧氣附著在極板上時，產(chǎn)生氣體電極電位，形成附加電動勢，使電壓又迅速上升，此后，當(dāng)電流全部用于電解水時，電動勢和電壓不再升高，充電過程就結(jié)束了。充電完成斷開充電電路，一方面由于附加電動勢消失，一方面由于硫酸的繼續(xù)擴散，電動勢逐漸下降，最后趨于穩(wěn)定。在此階段，使用浮充充電，可將其電壓設(shè)定為13.5V或充電電流小于自動轉(zhuǎn)入浮充。薊鑌豎牘熒浹醬籬鈴騫。5光伏發(fā)電功率變換器的硬件實現(xiàn)5.1電源系統(tǒng)的設(shè)計MC34063是一單片雙極型線性集成電路，專用于直流-直流變換器控制部分。片內(nèi)包含有溫度補償帶隙基準(zhǔn)源、一個占空比周期控制振蕩器、驅(qū)動器和大電流輸出開關(guān)，能輸出1.5A的開關(guān)電流。它能使用最少的外接元件構(gòu)成開關(guān)式升壓變換器、降壓式變換器和電源反向器。其MC34063引腳圖及原理框圖如圖5.1所示齡踐硯語蝸鑄轉(zhuǎn)絹攤濼。圖5.1 MC34063引腳圖及原理框圖MC34063芯片特點： （1）能在3.0-40V的輸入電壓下工作 （2） 短路電流限制 （3） 低靜態(tài)電流 （4） 輸出開關(guān)電流可達1.5A（無外接三極管） （5） 輸出電壓可調(diào) （6） 工作振蕩頻率從100HZ到100KHZ 如圖5.2為MC34063的升壓電路，4端接地，芯片內(nèi)為1.25V參考電壓，4端和5端由運放的虛短虛斷可知，5端電壓為1.25V，由此可以算出輸出電壓紳藪瘡顴訝標(biāo)販繯轅賽。 （5.1）圖5.2 MC34063升壓電路如圖5.3為MC34063的反向變換電路，此時由于電容3使電壓反向，端口5的參考電壓為-1.25V，于是得到輸出電壓飪籮獰屬諾釙誣苧徑凜。 （5.2）圖5.3 MC34063反向變換器考慮到運算放大器芯片需要的供電電流在幾十毫安以內(nèi)，只需要常見的穩(wěn)壓芯片78L15和79L15就可以滿足設(shè)計要求了，設(shè)計電路圖如圖，由公式(5.1)和公式(5.2)可以求得升壓電路部分輸出電壓為烴斃潛籬賢擔(dān)視蠶賁粵。 （5.3）反向變換器的輸出電壓為 （5.4）再經(jīng)過芯片79L15和78L15穩(wěn)壓和LC電路濾波，則可以得到穩(wěn)定的電壓,如圖5.4所示。圖5.4 電源系統(tǒng)電路圖這是一種用于DCDC電源變換的集成電路，應(yīng)用比較廣泛，通用廉價易購。但是芯片MC34063效率并不高，其的極性反轉(zhuǎn)效率最高65%，升壓效率最高90%，降壓效率最高80%，變換效率和工作頻率濾波電容等成正比，會降低整個系統(tǒng)的工作效率。鋝豈濤軌躍輪蒔講嫗鍵。5.2驅(qū)動電路設(shè)計在本設(shè)計中，使用了MC9S12XS128B單片機的PWM模塊，內(nèi)部時鐘頻率最高可達120M，單片機中集成了8路8位獨立PWM通道，通過相應(yīng)設(shè)置可變成4個16為PWM通道，每個通道都有專門的計數(shù)器，PWM輸出極性和對齊方式可選擇，8個通道分兩組，共有4個時鐘源控制，在本設(shè)計中，選用了左對齊方式，該方式下，脈沖計數(shù)器為循環(huán)遞增計數(shù)。脈寬調(diào)制電路電路如圖5.5所示。擷偽氫鱧轍冪聹諛詼龐。圖5.5 PWM驅(qū)動電路IR2104芯片可以驅(qū)動10到600伏特的N溝道MOSFET管或IGBT管。其輸出端口HO和LO的輸出為互補的PWM波形，便可以用于驅(qū)動同一橋臂的兩個開關(guān)管。實際輸出波形如圖5.6所示。蹤飯夢摻釣貞綾賁發(fā)蘄。圖5.6 實際PWM波形圖由于主電路運用了同步整流拓撲，MOSFET管可以雙向?qū)?，所以Q1和Q2不能同時導(dǎo)通，不然光伏板輸出端會出現(xiàn)短路。通常由于開關(guān)管的開通和關(guān)斷總需要一定的時間，因此為確保MOSFET管Q1和Q2不發(fā)生同時導(dǎo)通的情況，如圖5.7所示，在時間內(nèi)，兩個MOSFET管可能同時導(dǎo)通。婭鑠機職銦夾簣軒蝕騫。圖5.7 不加死區(qū)的PWM輸出波型所以在控制信號中必須設(shè)置死區(qū)時間，以保證在一只開關(guān)管關(guān)斷后，另一只開關(guān)管才能導(dǎo)通，在實際電路設(shè)計中，一般設(shè)定死區(qū)時間為500ns至1us（如圖5.8）。例如選用頻率為40K的驅(qū)動波形，其每個周期為25us，當(dāng)加入1us死區(qū)時間時，不僅能起到保護作用而且不會對輸出精度造成影響。譽諶摻鉺錠試監(jiān)鄺儕瀉。圖5.8 帶死區(qū)的PWM輸出波形功率變換器的輸出電壓由決定，與導(dǎo)通時間和工作頻率有關(guān)。在設(shè)計電路時我們要首先考慮盡量選擇提高頻率以減小濾波器件電容和電感的體積，但是過高的頻率會導(dǎo)致電路交流損耗增加，因此，需要在兩者之間折中選擇。儔聹執(zhí)償閏號燴鈿膽賾。5.3主回路的選擇與設(shè)計在目前很多應(yīng)用中，變換器的效率比總是要比成本更加重要，而當(dāng)效率很重要時，自然可以考慮同步整流，即輸出整流部分的功能用有源開關(guān)來完成，而整流毫無例外地選用MOSFET?？b電悵淺靚蠐淺錒鵬凜。在選擇開關(guān)管時，MOSFET在小功率場合具有很大的優(yōu)勢，P溝道MOSFET的導(dǎo)通電阻要比N溝道的大，損耗也會相應(yīng)更大而且在實際使用過程中，驅(qū)動P溝道MOSFET使用下拉關(guān)斷電阻時，有時候會得到與期望不相對應(yīng)的開關(guān)速度，所以，本文文選用N溝道MOSFET：IRF1404。驥擯幟褸饜兗椏長絳粵。同時使用同步整流還有另外一個更深層次的原因，即同步整流能夠把斷續(xù)模式轉(zhuǎn)變?yōu)檫B續(xù)模式來工作。即使是空載工作，電流能以正反兩個方向流過電感。用同步整流就不用擔(dān)心工作模式的改變（模式改變不利于變換器的穩(wěn)定），或者最小電感取多少，才能保證變換器工作于電流連續(xù)模式。如圖5.9所示，左邊為采用MOSFET的同步整流變換器右邊為采用二極管的非同步式整流變換器。癱噴導(dǎo)閽騁艷搗靨驄鍵。圖5.9 采用MOSFET的同步整流變換器(左)采用二極管的非同步式整流變換器(右)5.4電壓電流檢測電路的設(shè)計可以通過霍爾傳感器檢測電流，由于磁路與霍爾器件的輸出具有良好的線性關(guān)系，因此霍爾器件輸出的電壓訊號U0可以間接反映出被測電流I1的大小，即：I1B1U0。我們把U0定標(biāo)為當(dāng)被測電流I1為額定值時，U0等于50mV或100mV，這樣就可以通過霍爾直接檢測電流傳感器檢測電壓了。鑣鴿奪圓鯢齙慫餞離龐。電壓則可通過運算放大電路來檢測（見圖5.10），通過圖5.10可列式 （5.5）化簡可得 （5.6）通過將實際電壓衰減7.5倍，然后將檢測電壓傳給單片機來檢測電壓圖5.10 電壓檢測電路在電壓電流檢測過程中，為了避免電壓紋波和擾動對系統(tǒng)運算產(chǎn)生影響，在軟件上，只有當(dāng)電壓跟蹤實現(xiàn)后單片機才能進行電壓電流的采樣和功率反饋，避免因采樣數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確而產(chǎn)生誤判。為了避免誤判，在軟件程序中使用40K的采樣頻率進行反饋采樣，并使用最高中斷優(yōu)先級，只有在采樣所得電壓已經(jīng)跟蹤上期望電壓值的情況下，程序才會執(zhí)行MPPT中斷程序，否則繼續(xù)執(zhí)行下一次采樣，直到得到正確采樣值時，進入算法中斷。欖閾團皺鵬緦壽驏頦蘊。5.5輸出濾波電路的設(shè)計5.5.1連續(xù)工作模式電感的設(shè)計對于BUCK工作電路，不連續(xù)工作模式不是必須重點考慮的問題，但是對于本設(shè)計，需要通過電感的設(shè)計使電流保持連續(xù)。因為在同步整流電路中，MOSFET管可以雙向?qū)?，如果電感過小，會導(dǎo)致充電電池反向放電，降低輸出效率。遜輸吳貝義鰈國鳩猶騸。將電感的選擇為保證直流輸出，電流波動小于最大輸出電流的10%，且電感電流保持連續(xù)，若設(shè)開關(guān)管開通時輸出電流為，則有最小連續(xù)電流幘覘匱駭儺紅鹵齡鐮瀉。，斜坡電流為，由此可得有 （5.7）式中為開關(guān)管輸出電壓，為系統(tǒng)輸出電壓，所以 （5.8）式中，且和是設(shè)計中確定的額定值，則 （5.9）設(shè)最大輸出電流為10A輸出電壓為1214.5V，開關(guān)管最大輸出電壓為22V，開關(guān)頻率為40KHZ，因此，L由公式(5.9)計算可得誦終決懷區(qū)馱倆側(cè)澩賾。 （5.10）而在本設(shè)計中，選擇了的電感，足夠保持電流連續(xù)，且電感輸出電流紋波。5.5.2輸出電容選擇與設(shè)計如圖5.11所示的輸出濾波電路，由于、并非理想電容，它可以等效為寄生電阻和電感與其理想純電容的串聯(lián)，如圖5.12所示。一般來說，在我們考慮串聯(lián)電感（如圖5.11所示）的紋波電流幅值時，我們總希望這個紋波電流的大部分分量流入輸出電容，因此輸出電壓的紋波由輸出濾波電容、電阻和電感決定。而對于低頻紋波電流，可以忽略，輸出紋波主要由和決定。醫(yī)滌侶綃噲睞齒辦銩凜。圖5.11 輸出濾波電路圖5.12 輸出電容C及其寄生元件由于輸出電容為大電解電容，因此在開關(guān)頻率處，由產(chǎn)生的紋波電壓分量小于由產(chǎn)生的紋波電壓分量，因此在中頻段，對于一階系統(tǒng)，輸出紋波接近于等于串聯(lián)電感的交流紋波電流乘以。艫當(dāng)為遙頭韙鰭噦暈糞。通過一些廠家的產(chǎn)品目錄可知，對于很大范圍內(nèi)不同等級不同容值的常用鋁電解電容，其的值近似為常數(shù)，為。若串聯(lián)電感的輸出電流紋波，要保證輸出紋波電壓峰峰值，如果假設(shè)輸出紋波電壓的大部分分量由電阻產(chǎn)生，則可以選擇電容器使得滿足紋波電壓要求鴣湊鸛齏嶇燭罵獎選鋸。 (5.11)由上式可得 (5.12)5.6本章小結(jié)對于直流功率變換器來說，硬件設(shè)計的重難點就是拓撲結(jié)構(gòu)的選擇、PWM