基于FPGA的手持式光伏電池測試儀設計.pdf

1、在能源緊張的今天，太陽能作為一種清潔可再生能源，受到了越來越多的重視，而對太陽能電池性能作出準確評價的儀器的需求也在相應增加。為了對部署在戶外的光伏陣列進行性能測試，市場需要一種手持式的光伏測試儀，其性能特點是：方便攜帶、快速測量、功耗低、準確測量。
　　 本文設計了一款基于FPGA的光伏測試儀。采用電容作為電子負載。在光伏電池對電容的充電過程中，對充電電流和電壓數(shù)據(jù)進行采樣，通過對數(shù)據(jù)處理和分析，在液晶屏上顯示出光伏電池的相關

2、特性。相對于傳統(tǒng)的基于MCU的設計，本設計用FPGA生成采樣模塊，采樣頻率大大提高，同時采用變頻采樣的方法，以解決傳統(tǒng)電容式測試儀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。本文設計包括系統(tǒng)硬件部分和FPGA數(shù)字部分。系統(tǒng)硬件部分包括電源設計，充電電路設計，放大電路設計，采樣電路設計，環(huán)境參數(shù)采集電路設計，F(xiàn)PGA 配置設計；FPGA 數(shù)字部分是FPGA 內部數(shù)字模塊的設計，包括：主控制部分、采樣初始

3、化部分、變頻采集部分、存儲部分、濾波部分、顯示部分、以及RS232 串口發(fā)送部分。通過對開路電壓為72.3V，短路電流為1.8A的太陽能電池組件的測試。來進行系統(tǒng)驗證。該系統(tǒng)和傳統(tǒng)系統(tǒng)的對比驗證結果表明：在總采集數(shù)據(jù)量相差不大，不增加存儲負擔的前提下，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多次測量的最大相對偏差分別從傳統(tǒng)系統(tǒng)的