說明太陽能電池陣列輸出功率為電壓增加方向；

　　如果：

　　說明太陽能電池陣列輸出功率為電壓減少的方向。

　　4 蓄電池充電策略

　　4.1 概述

　　蓄電池的容量和壽命是蓄電池的重要參數(shù)，它們受充電方法影響很大。在獨(dú)立光伏照明系統(tǒng)中，由于太陽能電池本身的非線性以及其輸出受到光強(qiáng)和溫度的影響，傳統(tǒng)充電方法如恒流充電法不再適用。系統(tǒng)中不再僅僅關(guān)心蓄電池的充電速度；取而代之的是如何在充電的過程中既能最大限度地利用太陽能電池，又能合理地實(shí)現(xiàn)充電的最小損耗和蓄電池的最長壽命。在這套光伏系統(tǒng)中采用的策略就是以太陽能電池電壓、電流和蓄電池電壓、電流、容量同時(shí)作為變量和對(duì)象的綜合控制策略。

　　蓄電池的使用，歸根結(jié)底是如何利用蓄電池的充放電特性。有效、科學(xué)地使用蓄電池，對(duì)提高蓄電池的使用效率、延長蓄電池的使用壽命，起著非常關(guān)鍵的作用。

4.2 蓄電池分段式充電方法

　　對(duì)于一個(gè)蓄電池而言，選擇適當(dāng)?shù)某潆姺椒ǎ恢豢梢匝娱L蓄電池的使用壽命，而且還可以提高充電效率。這就需要準(zhǔn)確判斷蓄電池的充電狀態(tài)從而選取充電電路的工作狀態(tài)。控制器使用的充電電路采取了快充、過充、浮充3個(gè)階段的充電方法：

　?。?）快充階段：在快充階段，充電電路的輸出等效于電流源。電流源的輸出電流根據(jù)蓄電池的充電狀態(tài)確定，為蓄電池最大可接受電流IMAX。充電過程中，電路檢測(cè)蓄電池端電壓。當(dāng)蓄電池端電壓上升到轉(zhuǎn)換門限值后，充電電路轉(zhuǎn)到過充階段。

　?。?）過充階段：在過充階段，充電電路對(duì)蓄電池提供一個(gè)較高電壓Voc，同時(shí)檢測(cè)充電電流。當(dāng)充電電流降到低于轉(zhuǎn)換門限值Ioct時(shí)，認(rèn)為蓄電池電量已充滿，充電電路轉(zhuǎn)到浮充階段。

　?。?）浮充階段：在浮充階段，充電電流給蓄電池提供一個(gè)精確的、具有溫度補(bǔ)償功能的浮充電壓VF。

　　4.3 浮充電壓溫度補(bǔ)償

　　蓄電池在充滿電后，保持電量的最好方法就是加一個(gè)恒定電壓到蓄電池上。這對(duì)充電電路提出了提供合適浮充電壓的要求。浮充電壓值既要足夠大，能補(bǔ)償蓄電池的自放電電流；又不能太大，以免導(dǎo)致蓄電池內(nèi)部因過充而發(fā)生化學(xué)成分的分解。在適當(dāng)?shù)母〕錉顟B(tài)下，全封閉免維護(hù)鉛酸蓄電池能夠穩(wěn)定工作6~10年。而浮充電壓即使只有5%的偏差，也會(huì)使蓄電池的壽命減半。

　　必須考慮的是，鉛酸蓄電池的電壓特性具有明顯的負(fù)溫度系數(shù)，2V的電池約為-4.0mV/℃。也就是說，一個(gè)在25℃能夠正常工作的充電器，在0℃時(shí)就不能提供和保持足夠的電量；而在50℃時(shí)這個(gè)充電器會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的過充。合理考慮溫度變化范圍，充電器應(yīng)該根據(jù)蓄電池的溫度系數(shù)給予某種形式的補(bǔ)償。實(shí)際中利用式（2）來確定浮充電壓VF。其中VF0和T0分別為基準(zhǔn)點(diǎn)的電壓和溫度值，C為電壓溫度系數(shù)：

　　控制器中，由單片機(jī)和檢測(cè)電路組成的充電控制電路有效地滿足了以上要求。它同時(shí)檢測(cè)充電電壓、充電電流和蓄電池溫度，根據(jù)蓄電池狀態(tài)可以提供3種充電狀態(tài)還包括有充電狀態(tài)下的過流、過充保護(hù)，浮充狀態(tài)下的溫度補(bǔ)償?shù)裙δ?。可以使蓄電池的壽命得到最大限度的延長。

　　5 控制器硬件拓?fù)湓O(shè)計(jì)

　　5.1 充電電路硬件設(shè)計(jì)

　　為實(shí)現(xiàn)上述充電控制策略，充電電路的硬件拓?fù)洳捎昧薆UCK電路，拓?fù)渑c控制示意圖如圖3所示。在快充階段，充電電路連接太陽能電池與鉛酸蓄電池，通過調(diào)整BUCK 電路的驅(qū)動(dòng)占空比，達(dá)到控制太陽能電池輸出電流的目的，最終實(shí)現(xiàn)太陽能最大功率點(diǎn)跟蹤；在過充和浮充階段，充電電路仍然調(diào)整BUCK電路的驅(qū)動(dòng)占空比，不同的是轉(zhuǎn)為控制蓄電池的充電電流，使之不超過蓄電池的最大可接受電流。