基于Boost结构的太阳能收集电路设计

doi:10.11985/2016.06.004

电气工程学报 ›› 2016, Vol. 11 ›› Issue (6): 19-24.doi: 10.11985/2016.06.004

基于Boost结构的太阳能收集电路设计

郑明才¹,赵小超²,胡恩博¹

1.湖南第一师范学院信息科学与工程学院长沙 410205
2.湖南第一师范学院数学与计算科学学院长沙 410205

收稿日期:2015-11-27 出版日期:2016-06-25 发布日期:2019-12-31
作者简介:郑明才男 1969年生,教授,研究方向为电力电子与电力传动。|赵小超女 1971年生,副教授,研究方向为应用数学与计算机仿真。
基金资助:
湖南省自然科学基金(2015JJ2037);湖南省重点实验室项目(2015TP1017);湖南第一师范校基金(XYS11N15);湖南第一师范研究性学习与创新性实验项目资助(YSXS1216)

Design of Solar Collector Circuit Based on Boost Topology

Zheng Mingcai¹,Zhao Xiaochao²,Hu Enbo¹

1.College of Information Science and Engineering Hunan First Normal University Changsha 410205 China
2.College of Mathematics and Computational Science Hunan First Normal University Changsha 410205 China

Received:2015-11-27 Online:2016-06-25 Published:2019-12-31

摘要/Abstract

摘要：

为提高太阳能的电收集效率以及增强收集装置的可实现性,设计了一种基于Boost结构的太阳能收集电路,通过实时监测光伏电池状态确定其最大功率跟踪点（MPPT）,通过动态高频脉冲宽度调制（PWM）实现光伏电池与用户负载的阻抗匹配,以使光伏电池实时输出最大功率,通过Boost电路的电流闭环控制方式跟踪光伏电池的MPPT工作点以保证光伏电池实时工作在MPPT输出状态。理论分析和实验结果表明,该太阳能收集电路能实现最大化太阳能的电收集效率。

关键词: 太阳能收集, 光伏转换, Boost电路, 收集效率

Abstract:

In order to improve the efficiency of solar energy collection and enhance the realizability of the collection device, a solar collector circuit based on Boost topology is designed. In the design, the working point of maximum power point tracking （MPPT）for photovoltaic cell is determined by monitoring the state of photovoltaic cell in real time, the impedance matching between the photovoltaic cell and the user load is realized by high frequency pulse width modulation (PWM), and the MPPT working state of photovoltaic cell is guaranteed by tracking the MPPT working point through the current closed-loop control mode on the Boost circuit. The theoretical analysis and experimental results show that the solar energy collection efficiency of the collecting circuit can be maximized.

Key words: Solar energy collection, photovoltaic conversion, Boost circuit, collection efficiency

中图分类号:

TM464

郑明才,赵小超,胡恩博. 基于Boost结构的太阳能收集电路设计[J]. 电气工程学报, 2016, 11(6): 19-24.

Zheng Mingcai,Zhao Xiaochao,Hu Enbo. Design of Solar Collector Circuit Based on Boost Topology[J]. Journal of Electrical Engineering, 2016, 11(6): 19-24.

图/表 10

图1

图2

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表1

表2

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参考文献 10

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电流I_MPPT/A	脉冲占空比	电池转换功率/W	收集功率/W	收集效率
12	0.48	288	77.15	0.268
6	0.405	144	46.28	0.321
4	0.31	96	32.81	0.342
3	0.215	72	25.35	0.352
2.4	0.14	57.6	20.64	0.358
2	0.06	48	17.39	0.362
1.7	0.005 0	40.8	14.99	0.367
1.5	0.005	36	13.25	0.368
1.3	0.005	31.2	11.52	0.369
1.2	0.005	28.8	10.67	0.371

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