基于FPGA的最大功率点追踪系统设计

最新推荐文章于 2025-11-29 17:15:00 发布

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文章标签： fpga开发 matlab

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本文探讨了一种基于FPGA的最大功率点追踪（MPPT）系统设计，利用Perturb and Observe算法，通过FPGA硬件加速实现高效实时的太阳能发电效率提升。系统包括ADC输入、P&O算法、PWM输出和通信模块，适用于太阳能领域的广泛应用。

基于FPGA的最大功率点追踪系统设计

随着太阳能发电技术的不断发展和应用，太阳能光伏发电逐渐成为一种重要的可再生能源。而在太阳能发电中，最大功率点追踪（Maximum Power Point Tracking, MPPT）技术对于提高光伏发电效率至关重要。因此本文将介绍一种基于FPGA的MPPT系统设计方案。

首先，我们需要实现一个简单的MPPT算法来控制太阳能板的输出电压与负载电流。本系统采用的是Perturb and Observe (P&O)算法，该算法通过改变电压或电流来寻找最大功率点。下面是P&O算法的伪代码：

read PV voltage and current;
initialize duty cycle;
while (PV is active) {
  perturbation = pv_power * step_size;
  if (pv_power < prev_pv_power) {
    duty_cycle -= perturbation;
  } else {
    duty_cycle += perturbation;
  }
  prev_pv_power = pv_power;
  write duty cycle to PWM module;
  wait for some time; // 等待调整后的输出稳定
}

接着，我们将该算法实现在FPGA上，以实现硬件加速和高效的实时处理。我们需要对FPGA进行编程，实现以下模块：ADC输入模块、P&O算法模块、PWM输出模块和通信模块。

ADC输入模块：该模块将太阳能板的电压和电流转换成数字信号，以便MPPT算法进行处理。我们可以使

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