基于FPGA的手持式光伏電池測(cè)試儀設(shè)計(jì).pdf

1、在能源緊張的今天，太陽(yáng)能作為一種清潔可再生能源，受到了越來越多的重視，而對(duì)太陽(yáng)能電池性能作出準(zhǔn)確評(píng)價(jià)的儀器的需求也在相應(yīng)增加。為了對(duì)部署在戶外的光伏陣列進(jìn)行性能測(cè)試，市場(chǎng)需要一種手持式的光伏測(cè)試儀，其性能特點(diǎn)是：方便攜帶、快速測(cè)量、功耗低、準(zhǔn)確測(cè)量。
　　 本文設(shè)計(jì)了一款基于FPGA的光伏測(cè)試儀。采用電容作為電子負(fù)載。在光伏電池對(duì)電容的充電過程中，對(duì)充電電流和電壓數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣，通過對(duì)數(shù)據(jù)處理和分析，在液晶屏上顯示出光伏電池的相關(guān)

2、特性。相對(duì)于傳統(tǒng)的基于MCU的設(shè)計(jì)，本設(shè)計(jì)用FPGA生成采樣模塊，采樣頻率大大提高，同時(shí)采用變頻采樣的方法，以解決傳統(tǒng)電容式測(cè)試儀I-V 曲線數(shù)據(jù)過度密集在開路電壓附近的小部分區(qū)域，而曲線主體部分較稀疏的問題。本文設(shè)計(jì)包括系統(tǒng)硬件部分和FPGA數(shù)字部分。系統(tǒng)硬件部分包括電源設(shè)計(jì)，充電電路設(shè)計(jì)，放大電路設(shè)計(jì)，采樣電路設(shè)計(jì)，環(huán)境參數(shù)采集電路設(shè)計(jì)，F(xiàn)PGA 配置設(shè)計(jì)；FPGA 數(shù)字部分是FPGA 內(nèi)部數(shù)字模塊的設(shè)計(jì)，包括：主控制部分、采樣初始

3、化部分、變頻采集部分、存儲(chǔ)部分、濾波部分、顯示部分、以及RS232 串口發(fā)送部分。通過對(duì)開路電壓為72.3V，短路電流為1.8A的太陽(yáng)能電池組件的測(cè)試。來進(jìn)行系統(tǒng)驗(yàn)證。該系統(tǒng)和傳統(tǒng)系統(tǒng)的對(duì)比驗(yàn)證結(jié)果表明：在總采集數(shù)據(jù)量相差不大，不增加存儲(chǔ)負(fù)擔(dān)的前提下，由本系統(tǒng)得到I-V曲線主體部分的數(shù)據(jù)量大大超過傳統(tǒng)系統(tǒng)。數(shù)據(jù)量越多使得干擾更易排除，從而濾波后，得到的I-V 曲線更加平滑；參數(shù)Im、Vm、Pm、FF多次測(cè)量的最大相對(duì)偏差分別從傳統(tǒng)系統(tǒng)的