一种新型家用太阳能交流电源的设计

孙春虎 王 静 凌 景

（巢湖学院机械与电子工程学院 安徽巢湖 238000）

一、太阳能交流电源原理

太阳能交流电源原理[1]框图如图1所示。

太阳能交流电源主要由太阳能板、DC/DC电路、充电电路、控制电路、48V蓄电池、48V逆变器组成。

图1 太阳能交流电源原理框图

DC/DC电路的作用是实现太阳能板的最大功率输出；充电电路的作用是给48V的蓄电池充电；控制电路实现对DC/DC电路和充电电路的驱动控制；48V逆变器的主要作用是将48V直流电逆变成220V交流电。

由图原理可知：白天时，蓄电池可以一边充电，一边对交流负载放电；晚上时，蓄电池可以带交流负载，也可以不经48V逆变器，直接带直流负载。可见，该太阳能交流电源不像普通的太阳能电源只能白天充电，晚上放电。

二、太阳能交流电源硬件设计

太阳能交流电源硬件设计主要包括：DC/DC电路设计、充电电路设计、控制电路设计以及48V逆变器设计。

（一）DC/DC电路设计。本文选用的太阳能板为200W，额定工作电压36.1V，额定工作电流5.58A。DC/DC电路设计的主要目的是使太阳能板能实时的最大功率输出。

常用的DC/DC电路为Boost电路[2]和Buck电路，由于Boost较Buck电路具有转换效率高、能提升电压、受占空比影响小等优点[3]，实际应用中以Boost电路居多。Boost电路如图2所示。

图2 Boost电路原理图

最大功率点跟踪常用的方法有增量电导法、干扰观察法和占空比扰动法。由于前两种控制方法都较复杂，本文采用改进的占空比扰动法，即：变步长的占空比扰动法。当dP/dD大于0且很大时，大步长占空比扰动；当dP/dD大于0且很小时，小步长占空比扰动。……