專利名稱：一種太陽(yáng)能電池板最大功率點(diǎn)跟蹤控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種太陽(yáng)能電池板最大功率點(diǎn)跟蹤控制裝置，屬于光伏發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著一次能源的日益減少和環(huán)境污染的日趨加劇，全世界都把目光投向可再生能源。太陽(yáng)能作為可再生的能源具有分布廣泛、可再生、無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)，其中光伏發(fā)電以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)成為關(guān)注的焦點(diǎn)。由于光伏電池的最大輸出功率呈非線性特性，隨著外界環(huán)境的變化而改變；電池本身的轉(zhuǎn)換效率又低，一般的多晶硅太陽(yáng)電池的光電轉(zhuǎn)換效率僅為12%-14%，為了實(shí)現(xiàn)光伏發(fā)電系統(tǒng)的功率輸出最大化，需要對(duì)光伏電池的輸出最大功率點(diǎn)進(jìn)行跟蹤。最大功率點(diǎn)跟蹤的控制是通過(guò)控制太陽(yáng)能電池陣列端電壓的輸出，使電池陣列可以在不同溫度和照度下智能化地控制，輸出最大功率。為提高太陽(yáng)能電池板光電轉(zhuǎn)換效率，國(guó)內(nèi)外學(xué)者提出了多種最大功率點(diǎn)跟蹤方法。要使太陽(yáng)能電池板始終能夠輸出最大功率，必須適時(shí)改變其所接的負(fù)載。一般的電氣設(shè)備線性系統(tǒng)中，負(fù)載的電阻與供電系統(tǒng)的內(nèi)阻相等時(shí)，負(fù)載上獲得的功率最大。對(duì)于太陽(yáng)能電池供電系統(tǒng)，太陽(yáng)能電池陣列的內(nèi)阻受到日照強(qiáng)度、環(huán)境溫度以及負(fù)載等因素的影響，所以電池內(nèi)阻和輸出特性是不斷變化的。傳統(tǒng)最大輸出功率裝置只能控制太陽(yáng)能電池板在最大功率點(diǎn)附近震蕩工作，跟蹤效率不高。

實(shí)用新型內(nèi)容為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本實(shí)用新型提供了一種太陽(yáng)能電池板最大功率點(diǎn)跟蹤控制裝置，該裝置大大提高了跟蹤效率。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案為:太陽(yáng)能電池板最大功率點(diǎn)跟蹤控制裝置，包括控制電路和直流電壓變換電路，所述的控制電路包括微控制器LPC2478和直流電壓電流采樣電路；所述的直流電壓變換電路包括升壓電路和電磁隔離驅(qū)動(dòng)電路；所述的直流電壓電流采樣電路與太陽(yáng)能電池陣列相連，直流電壓電流采樣電路的輸出端連接微控制器LPC2478 ；微控制器LPC2478通過(guò)電磁隔離驅(qū)動(dòng)電路與升壓電路相連；所述的升壓電路與負(fù)載相連；所述的升壓電路內(nèi)包括絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管。進(jìn)一步，所述的控制電路還包括與微控制器LPC2478相連的晶振電路、電源電路和調(diào)試電路。采用上述技術(shù)方案的有益效果是:控制器電路信號(hào)調(diào)節(jié)直流電壓變換電路中場(chǎng)效應(yīng)管的開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通率，改變太陽(yáng)能電池板的輸出等效負(fù)載的大小，使等效負(fù)載與最大功率點(diǎn)對(duì)應(yīng)負(fù)載的大小相同，進(jìn)而控制太陽(yáng)能電池板在不同環(huán)境下的輸出功率恒定在最大功率點(diǎn)上。
圖1為一種太陽(yáng)能電池板最大功率點(diǎn)跟蹤控制裝置結(jié)構(gòu)框圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的原理和特征進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。太陽(yáng)能電池板最大功率點(diǎn)跟蹤控制裝置由控制電路和直流電壓變換電路組成，控制電路包括控制器電路、晶振電路、電源電路、直流電壓電流采樣電路、調(diào)試電路。直流電壓變換電路包括升壓電路和電磁隔離驅(qū)動(dòng)電路。直流電壓電流采樣電路用于檢測(cè)太陽(yáng)能電池陣列(光伏電池)的輸出電壓與輸出電流，并將采樣得到的模擬信號(hào)傳輸給控制器LPC2478。外界的環(huán)境因素在一天中是變化的，光伏陣列的輸出特性也隨之變化?？刂齐娐分锌刂破鱈PC2478將直流電壓電流采樣電路采集到的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，并進(jìn)行處理，根據(jù)處理結(jié)果，設(shè)置控制器中脈寬調(diào)制控制寄存器的值，產(chǎn)生不同頻率和占空比的方波信號(hào)，控制直流電壓變換電路。控制器芯片LPC2478輸出的控制信號(hào)經(jīng)由電磁隔離驅(qū)動(dòng)電路后用于控制升壓變換電路的工作狀態(tài)。采用電磁隔離式驅(qū)動(dòng)電路，防止強(qiáng)電信號(hào)對(duì)弱電信號(hào)產(chǎn)生影響，保證系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)電路和主電路良好的電氣隔離。升壓電路中絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管在控制信號(hào)的控制下不斷導(dǎo)通和截止，從而改變太陽(yáng)能電池板輸出等效負(fù)載的大小，使等效負(fù)載與最大功率點(diǎn)對(duì)應(yīng)負(fù)載的大小相同，來(lái)調(diào)節(jié)電池板電壓的輸出穩(wěn)定在最大功率點(diǎn)上，實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能電池板最大功率點(diǎn)的跟蹤。當(dāng)電池陣列的工作電壓小于最大功率點(diǎn)對(duì)應(yīng)的電壓時(shí)，隨著電池陣列輸出電壓的下降，電池的輸出功率減??；當(dāng)電池陣列的工作電壓大于最大功率點(diǎn)電壓時(shí)，隨著電池陣列輸出電壓的升聞，電池的輸出功率減小。系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，控制電路采集太陽(yáng)能電池板的電壓和電流進(jìn)行處理，并產(chǎn)生頻率和占空比不斷改變的脈沖信號(hào)作為控制信號(hào)；直流電壓變換電路安裝在太陽(yáng)能電池板與負(fù)載之間?？刂菩盘?hào)為低電平時(shí)，直流電壓變換電路的絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管截止，為高電平時(shí)，絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管導(dǎo)通；控制信號(hào)通過(guò)調(diào)節(jié)直流電壓變換電路的絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管的導(dǎo)通率，改變太陽(yáng)能電池板的輸出等效負(fù)載的大小，使等效負(fù)載與最大功率點(diǎn)對(duì)應(yīng)負(fù)載的大小相同，使太陽(yáng)能電池板可以在不同溫度和照度下穩(wěn)定地工作在最大功率點(diǎn)上。
權(quán)利要求1.一種太陽(yáng)能電池板最大功率點(diǎn)跟蹤控制裝置，其特征在于:包括控制電路和直流電壓變換電路，所述控制電路包括微控制器LPC2478和直流電壓電流采樣電路；所述直流電壓變換電路包括升壓電路和電磁隔離驅(qū)動(dòng)電路；所述的直流電壓電流采樣電路與太陽(yáng)能電池陣列相連，直流電壓電流采樣電路的輸出端連接微控制器LPC2478 ;微控制器LPC2478通過(guò)電磁隔離驅(qū)動(dòng)電路與升壓電路相連；所述升壓電路與負(fù)載相連，該升壓電路內(nèi)包括絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能電池板最大功率點(diǎn)跟蹤控制裝置，其特征在于:所述控制電路還包括與微控制器LPC2478相連的晶振電路、電源電路和調(diào)試電路。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種太陽(yáng)能電池板最大功率點(diǎn)跟蹤控制裝置，包括控制電路和直流電壓變換電路，所述的控制電路包括微控制器LPC2478和直流電壓電流采樣電路；所述的直流電壓變換電路包括升壓電路和電磁隔離驅(qū)動(dòng)電路；所述的直流電壓電流采樣電路與太陽(yáng)能電池陣列相連，直流電壓電流采樣電路的輸出端連接微控制器LPC2478；微控制器LPC2478通過(guò)電磁隔離驅(qū)動(dòng)電路與升壓電路相連；所述的升壓電路與負(fù)載相連；所述的升壓電路內(nèi)包括絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管。該裝置大大提高了跟蹤效率。
文檔編號(hào)G05F1/67GK202939532SQ20122068217
公開(kāi)日2013年5月15日 申請(qǐng)日期2012年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月11日
發(fā)明者仝步升, 王啟銀, 韓俊 申請(qǐng)人:山西省電力公司大同供電分公司, 國(guó)家電網(wǎng)公司