超級電容在太陽能路燈設計中的應用
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2.2 光伏控制器的分析
光伏控制器在設計時通常采用boost升壓電路，以產生比光伏電池板兩端更高的電壓，以利于向蓄電池充電；但當光照不足時，若要使蓄電池能夠繼續(xù)充電，該控制電路會導致光伏電池的工作點脫離最大功率輸出點，但這樣又會使得光伏路燈系統(tǒng)的發(fā)電效率下降。因此設計控制系統(tǒng)時需預設弱光段的閾值，以實現(xiàn)在弱光下能通過超級電容緩沖來保證蓄電池正常充電的目的。
圖4為蓄電池等效電路模型，根據(jù)此圖可以看出蓄電池存在最低充電電壓，從而使升壓電路的輸出也存在一個最低電壓。由圖4可得蓄電池小信號數(shù)學表達式為：
穩(wěn)態(tài)時，變換器充電電壓為：
式中（R1+R2）為蓄電池內阻，R2為常數(shù)，R2隨不同的充電電流和電荷容量變化而變化。
boost工作電路如圖5所示，根據(jù)電感L伏秒平衡和電容C充放電能量守恒有：
其中Vs為輸入電源電壓，D為PWM波占空比D+D′=1，icharge為蓄電池充電電流，U為充電電壓，Rs為變換器在負載端等效電阻，T為周期時間。
由式（3）（4）可得：
式中D+D′=1，K=Rs/（R1+R2）；可得當達到最大值，此時最大增益為：
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