3 充电

控制
　　

3.1 充电

电路
　　在充电工
作模式，电路
拓扑结构是

Zeta 变换器。若电路进入稳态，VQ1 导通时，光伏电池经 VD1 向 L1

储能，同时通过

C1,L2 向蓄电池供电；VQ1 关断时，L1 通过 VD3 向 C1 充电，

同时

L2 向蓄电池供电。Zeta 变换器输入、输出电压关系为：Uo=DUi/（1-D）。由

于

Zeta 变换器的负载为蓄电池，Uo 的值将被箝位于蓄电池两端的电压 U,则 Ui

由

VQ1 的占空比 D 确定，调节 D 就能找到光伏电池阵列最大功率点（MPP）的

电压值

Um 和电流值 Im.此时光伏电池以最大功率对蓄电池进行充电。

　　

3.2 充电算法

　　对于一个蓄电池，最理想的充电方式为三段式充电法，即恒流、恒压、浮充。
对于光伏

LED 照明系统而言，晚上蓄电池对照明负载供电并且控制电路始终由

蓄电池供电，当检测到太阳能电池满足供电条件，

DC/DC 转换电路开始工作时，

蓄电池总为非满状态，此时

U 小于蓄电池的最大电压上限 UM,即 U<UM,此时实

施最大功率充电（

MPPT）；当检测 U=UM 时，若充电电流 I 大于等于阈值电

流

I,即 I

≥Ic,则对蓄电池进行恒压充电（CV）；若 I<Ic,则转换为浮充充电

（

VF）。总之，采用何种充电方式是由蓄电池的充电条件和当前状态决定的，

MPPT 算法采用了电导增量法。
　　

3.3 算法实现

　　

3.3.1 MPPT 充电实现

　　电导增量法是根据光伏阵列

P-U 曲线为一条一阶连续可导的单峰曲线的特

点，利用一阶导数求极值的方法，即对

P=UI 求全导数，可得：dP=IdU+UdI,两

边同时除以

dU,并令 dP/dU=0,可得：dI/dU=-I/U,此式即为达到光伏阵列 MPP 所

需满足的条件。该方法是通过比较输出电导变化量和瞬时电导值的大小来决定参
考电压变化的方向。电导增量法流程图如图

3 所示。Un,In 为此次采样值，Un-

1,In-1 为上次采样值，dU=0,dI=0 条件在实际使用中经常用一个小的阈值来代替
为零的条件。

　　

3.3.2 恒

压、浮充实现
　　由上述分
析可知，

CV

和

VF 均向蓄

电池提供一个
固定电压值，
实现方法有两
种：

①若系统

精度要求不高，
则只要向

Zeta

电路提供一个