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基于FPGA的峰值功率跟踪系统测试大纲.doc

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基于FPGA的峰值功率跟踪系统测试大纲 课题名称：基于FPGA的峰值功率跟踪系统设计 课题编号： 承研单位：中国航天科技集团公司八院811所 编写日期：2013年3月 1试验目的 通过对基于FPGA的峰值功率跟踪系统进行试验测试，验证其MPPT技术及SuperBuck相关技术指标是否满足合同规定要求。 2测试项目及测试指标 测试项目及测试指标见表1。 表1基于FPGA的峰值功率跟踪系统测试项目及测试指标 项目合同要求技术指标备注MPPTMPPT电路功率≥400W单组（共2组）MPPT电路效率>93%MPPT跟踪精度≥99%MPPT均流精度≤5%主电路过压点42V保护功能有过流保护主电路MPPT、恒压切换MPPT、恒流切换3测试设备 主要测试设备见表2。 表2主要测试设备 序号名称型号规格数量1Tektronix100MHz示波器DPO-301412Agient光伏模拟器E4360A13Fluke万用表16B14隔离探头25高频电流探头26辅助源若干5电子负载16PC机14测试环境 常温、常压。 5具体试验情况 测试的主要目的在于验证基于FPGA的MPPT技术主要电性能是否满足项目合同规定的要求。测试内容主要包括MPPT电路效率、MPPT跟踪精度、MPPT均流精度、限压功能、保护功能等方面。5.1基于FPGA的MPPT功能及性能指标测试 主要包括MPPT电路效率、MPPT跟踪精度、MPPT均流精度等。 MPPT跟踪精度 SuperBuck主电路 太阳阵 电子负载 电缆1 接口 电缆2 FPGA控制板 PC机 串口 图2MPPT跟踪精度测试连接图 按照图2连接好电路图，检查好电路确认无误，即可上电，电路正常工作之后，即可开始对各项性能参数进行测量。利用串口通信，在PC机上显示跟踪的功率值。 电调节电子负载工作于恒阻模式（3路负载并联，每组7.5Ω负载电阻）。开启太阳阵，使之工作于SAS模式，设定V-I曲线。合闸，加电。等待MPPT跟踪稳定之后，利用串口通信得到一段时间的跟踪的功率，计算出跟踪到的功率平均值，从而计算出MPPT跟踪精度（跟踪的功率与设定的最大功率的比值）。改变V-I曲线，分别对每条V-I曲线进行MPPT电路跟踪精度测量，数据记录于表4。 表4不同V-I曲线下的MPPT跟踪精度测量 曲线VOCISCVMIMPM跟踪功率跟踪精度曲线1曲线2曲线3曲线4曲线5试验结论： 当太阳阵V-I曲线变化时，此时MPPT跟踪精度为，效率指标（满足/不满足）合同规定要求。 MPPT电路效率 按照图1连接好电路图，检查好电路确认无误，即可上电，电路正常工作之后，即可开始对各项性能参数进行测量。 SuperBuck主电路 太阳阵 电子负载 电缆1 接口 电缆2 FPGA控制板 图1MPPT效率测试连接图 太阳阵与SuperBuck主电路输入通过电缆连接，而主电路输出与电子负载通过电缆连接。SuperBuck主电路板与FPGA控制板通过信号线（主要有输入电压电流采样信号线，输出电压采样信号线，MPPT基准信号线）相连，以实现FPGA对主电路的控制。 调节电子负载工作于恒阻模式（3路负载并联，每组7.5Ω负载电阻）。开启太阳阵，使之工作于SAS模式，设定V-I曲线。合闸，加电。记录此时的MPPT电路效率。改变V-I曲线，改变功率，分别对每个功率进行MPPT电路效率测量，数据记录于表3。表3不同输出功率下的MPPT电路效率表 曲线VOC （V）ISC （A）VM （V）IM （A）Pin （W）Pout （W）效率曲线1曲线2曲线3试验结论： 当变换器输出功率变化时，MPPT电路效率最小，最大分别为 和，效率指标______（满足/不满足）合同规定要求 MPPT均流精度 SuperBuck主电路 太阳阵 电子负载 电缆1 接口 电缆2 FPGA控制板 图3MPPT均流精度测试电路图 按照图3连接好电路图，检查好电路确认无误，即可上电，电路正常工作之后，即可开始对各项性能参数进行测量。利用高频电流探头，测量两路交错SuperBuck电路的输入电流均流精度。 电调节电子负载工作于恒阻模式（3路负载并联，每组7.5Ω负载电阻）。开启太阳阵，使之工作于SAS模式，设定V-I曲线。合闸，加电。等待MPPT跟踪稳定之后，利用高频电流探头测量两路输入电流的平均值，从而计算出MPPT均流精度。均流精度定义为，两路电流与两路电流平均值的的差值与两路电流平均值的比值。改变V-I曲线，分别对每条V-I曲线进行MPPT均流精度测量，数据记录与于表5。 表5不同V-I曲线下的MPPT均流精度测量 曲线第一路输入电流（A）第二路输入电流（A）每路输入电流平均值（A）差值 （A）均流精度 （%）曲线1 曲线2