一種具有最大功率點(diǎn)跟蹤功能的太陽(yáng)能應(yīng)用設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型的目的是提出一種具有最大功率點(diǎn)跟蹤功能的太陽(yáng)能應(yīng)用設(shè)備，以提高太陽(yáng)能的應(yīng)用水平。該太陽(yáng)能應(yīng)用設(shè)備包括太陽(yáng)能電池組件、控制單元、用電單元、DC-DC變換器和電壓檢測(cè)單元，電壓檢測(cè)單元連接于太陽(yáng)能電池組件的輸出端與控制單元之間，以將太陽(yáng)能電池組件的輸出電壓值傳輸至控制單元；DC-DC變換器連接于太陽(yáng)能電池組件的輸出端與用電單元的輸入端之間，以將太陽(yáng)能電池組件的電能經(jīng)過(guò)變壓后傳輸至用電單元；控制單元與DC-DC變換器相連，并控制DC-DC變換器的工作。本實(shí)用新型利用普通的DC-DC電路來(lái)實(shí)現(xiàn)電池組件以指定電壓輸出，最終實(shí)現(xiàn)最大功率點(diǎn)跟蹤的功能，大幅度降低了成本，提高了最大功率跟蹤的響應(yīng)速度和跟蹤精度。
【專利說(shuō)明】一種具有最大功率點(diǎn)跟蹤功能的太陽(yáng)能應(yīng)用設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于汽車太陽(yáng)能【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種具有最大功率點(diǎn)跟蹤功能的太陽(yáng)能應(yīng)用設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]專利號(hào)為CN201320105787.9的實(shí)用新型公開(kāi)了一種太陽(yáng)能天窗降溫系統(tǒng)，包括太陽(yáng)能電池板、空調(diào)鼓風(fēng)機(jī)、蓄電池，所述太陽(yáng)能電池板的輸出端連接控制器的輸入端，所述控制器的輸出端分別與空調(diào)鼓風(fēng)機(jī)、蓄電池相連，控制器還設(shè)有一個(gè)輸入端與多態(tài)開(kāi)關(guān)相連。上述太陽(yáng)能天窗降溫系統(tǒng)可以利用太陽(yáng)能天窗組件產(chǎn)生的電能，通過(guò)DC-DC變換器驅(qū)動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)為汽車室內(nèi)換氣、降溫。
[0003]太陽(yáng)能電池組件的性能可以用U-1曲線來(lái)表示。電池組件的瞬時(shí)輸出功率(U*I)就在這條U-1曲線上移動(dòng)。電池組件的輸出要受到外電路的影響。最大功率跟蹤技術(shù)就是利用電力電子器件配合適當(dāng)?shù)能浖?，使電池組件始終輸出最大功率。如果沒(méi)有最大功率跟蹤技術(shù)，電池組件的輸出功率就不能夠在任何情況下都達(dá)到最佳(大)值，這樣就降低了太陽(yáng)能電池組件的利用率。例如說(shuō)如果上述專利直接用電池組件驅(qū)動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)，就會(huì)效率過(guò)低，當(dāng)光照較弱時(shí)，鼓風(fēng)機(jī)不能很好地轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0004]常用的最大功率跟蹤方案有兩種:1、用單片機(jī)和DC-DC控制芯片搭配使用，單片機(jī)做最大功率跟蹤處理，DC-DC變換器用來(lái)做能量轉(zhuǎn)換；2、采用專業(yè)的最大功率跟蹤的專用芯片。前一種方案單片機(jī)成本較低，但軟件復(fù)雜、速度較慢，跟蹤精度不高，后一種方案的跟蹤精度高，但存在成本高，硬件復(fù)雜等問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型的目的是提出一種具有最大功率點(diǎn)跟蹤功能的太陽(yáng)能應(yīng)用設(shè)備，以提高太陽(yáng)能的應(yīng)用水平。
[0006]本實(shí)用新型的具有最大功率點(diǎn)跟蹤功能的太陽(yáng)能應(yīng)用設(shè)備包括太陽(yáng)能電池組件、控制單元、用電單元、DC-DC變換器和電壓檢測(cè)單元，所述電壓檢測(cè)單元連接于太陽(yáng)能電池組件的輸出端與控制單元之間，以將太陽(yáng)能電池組件的輸出電壓值傳輸至控制單元；所述DC-DC變換器連接于太陽(yáng)能電池組件的輸出端與用電單元的輸入端之間，以將太陽(yáng)能電池組件的電能經(jīng)過(guò)變壓后傳輸至用電單元；所述控制單元與DC-DC變換器相連，并控制DC-DC變換器的工作。
[0007]太陽(yáng)能電池組件輸出最大功率時(shí)的電壓Vm，會(huì)受到光照和電池組件的溫度影響，但上下浮動(dòng)范圍很小，如12V?13V之間?？刂茊卧秒妷簷z測(cè)單元來(lái)實(shí)時(shí)檢測(cè)太陽(yáng)能電池組件的輸出電壓，并與預(yù)設(shè)的基準(zhǔn)電壓做比較，然后通過(guò)控制DC-DC變換器的工作，使太陽(yáng)能電池組件的輸出電壓(即用電單元的輸入電壓)穩(wěn)定在一定范圍之內(nèi)，實(shí)現(xiàn)了最大功率點(diǎn)的跟蹤。如基準(zhǔn)電壓為2.5V，將太陽(yáng)能電池組件的輸出電壓控制在12.5V，電壓比值為12.5:2.5=5:1，如果優(yōu)先考慮成本，基準(zhǔn)電壓2.5V固定，如果優(yōu)先考慮跟蹤效率，可由單片機(jī)動(dòng)態(tài)調(diào)整基準(zhǔn)電壓，如光照較強(qiáng)，室外溫度較高時(shí)，Vm接近13V，單片機(jī)調(diào)整基準(zhǔn)電壓到2.6V，便實(shí)現(xiàn)天池組件輸出電壓為13V，保持最大功率點(diǎn)跟蹤，實(shí)現(xiàn)溫度補(bǔ)償功能。上述DC-DC變換器可采用BUCK、BOOST、BUCK-BOOST及衍生出來(lái)的多種拓?fù)潆娐?，此處不再贅述?br> [0008]進(jìn)一步地，所述控制單元由單片機(jī)、基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路和DC-DC控制器組成；所述單片機(jī)與基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路相連，從而控制基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路的工作；所述DC-DC控制器分別與基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路、電壓檢測(cè)單元、DC-DC變換器相連，所述DC-DC控制器接收電壓檢測(cè)單元及基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路的信號(hào)，并根據(jù)該信號(hào)來(lái)控制DC-DC變換器的工作。DC-DC控制器可以實(shí)現(xiàn)占空比O?100%可調(diào)PWM信號(hào)輸出，使DC-DC變換器的負(fù)載沒(méi)有局限。而采用DC-DC控制器來(lái)直接控制DC-DC變換器，可以減少單片機(jī)的工作，從而降低單片機(jī)的編程難度。
[0009]進(jìn)一步地，所述DC-DC控制器為閉環(huán)控制，以使輸出電壓的調(diào)整更加精準(zhǔn)、可靠。
[0010]進(jìn)一步地，所述用電單元包括鼓風(fēng)機(jī)、電熱絲、半導(dǎo)體致冷器、蓄電池中的一種或多種，以使本實(shí)用新型的太陽(yáng)能應(yīng)用設(shè)備更適用于汽車使用。
[0011]本實(shí)用新型的太陽(yáng)能應(yīng)用設(shè)備利用普通的DC-DC電路來(lái)實(shí)現(xiàn)電池組件以指定電壓輸出，最終實(shí)現(xiàn)最大功率點(diǎn)跟蹤的功能，大幅度降低了成本，提高了最大功率跟蹤的響應(yīng)速度和跟蹤精度。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1是實(shí)施例1的具有最大功率點(diǎn)跟蹤功能的太陽(yáng)能應(yīng)用設(shè)備的原理框圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0013]下面對(duì)照附圖，通過(guò)對(duì)實(shí)施實(shí)例的描述，對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】如所涉及的各構(gòu)件的形狀、構(gòu)造、各部分之間的相互位置及連接關(guān)系、各部分的作用及工作原理等作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
[0014]實(shí)施例1:
[0015]如圖1所示，本實(shí)施例的具有最大功率點(diǎn)跟蹤功能的太陽(yáng)能應(yīng)用設(shè)備包括太陽(yáng)能電池組件、控制單元、用電單元、DC-DC變換器和電壓檢測(cè)單元，其中控制單元由單片機(jī)、基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路和閉環(huán)控制的DC-DC控制器組成；所述單片機(jī)與基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路相連，從而控制基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路的工作；DC-DC變換器連接于太陽(yáng)能電池組件的輸出端與用電單元的輸入端之間，以將太陽(yáng)能電池組件的電能經(jīng)過(guò)變壓后傳輸至用電單元；所述DC-DC控制器分別與基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路、電壓檢測(cè)單元、DC-DC變換器相連，電壓檢測(cè)單元連接于太陽(yáng)能電池組件的輸出端與DC-DC控制器之間；所述DC-DC控制器接收電壓檢測(cè)單元及基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路的信號(hào)，并根據(jù)該信號(hào)來(lái)控制DC-DC變換器的工作。
[0016]上述用電單元為鼓風(fēng)機(jī)和蓄電池。
[0017]太陽(yáng)能電池組件輸出最大功率時(shí)的電壓Vm，會(huì)受到光照和電池組件的溫度影響，但上下浮動(dòng)范圍很小，如12V?13V之間?？刂茊卧秒妷簷z測(cè)單元來(lái)實(shí)時(shí)檢測(cè)太陽(yáng)能電池組件的輸出電壓，并與預(yù)設(shè)的基準(zhǔn)電壓做比較，然后通過(guò)控制DC-DC變換器的工作，使太陽(yáng)能電池組件的輸出電壓(即用電單元的輸入電壓)穩(wěn)定在一定范圍之內(nèi)，實(shí)現(xiàn)了最大功率點(diǎn)的跟蹤。如基準(zhǔn)電壓為2.5V，將太陽(yáng)能電池組件的輸出電壓控制在12.5V，電壓比值為12.5:2.5=5:1，如果優(yōu)先考慮成本，基準(zhǔn)電壓2.5V固定，如果優(yōu)先考慮跟蹤效率，可由單片機(jī)動(dòng)態(tài)調(diào)整基準(zhǔn)電壓，如光照較強(qiáng)，室外溫度較高時(shí)，Vm接近13V，單片機(jī)調(diào)整基準(zhǔn)電壓到
2.6V，便實(shí)現(xiàn)天池組件輸出電壓為13V，保持最大功率點(diǎn)跟蹤，實(shí)現(xiàn)溫度補(bǔ)償功能。
【權(quán)利要求】
1.一種具有最大功率點(diǎn)跟蹤功能的太陽(yáng)能應(yīng)用設(shè)備，其特征在于包括太陽(yáng)能電池組件、控制單元、用電單元、DC-DC變換器和電壓檢測(cè)單元，所述電壓檢測(cè)單元連接于太陽(yáng)能電池組件的輸出端與控制單元之間，以將太陽(yáng)能電池組件的輸出電壓值傳輸至控制單元；所述DC-DC變換器連接于太陽(yáng)能電池組件的輸出端與用電單元的輸入端之間，以將太陽(yáng)能電池組件的電能經(jīng)過(guò)變壓后傳輸至用電單元；所述控制單元與DC-DC變換器相連，并控制DC-DC變換器的工作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有最大功率點(diǎn)跟蹤功能的太陽(yáng)能應(yīng)用設(shè)備，其特征在于所述控制單元由單片機(jī)、基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路和DC-DC控制器組成；所述單片機(jī)與基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路相連，從而控制基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路的工作；所述DC-DC控制器分別與基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路、電壓檢測(cè)單元、DC-DC變換器相連，所述DC-DC控制器接收電壓檢測(cè)單元及基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路的信號(hào)，并根據(jù)該信號(hào)來(lái)控制DC-DC變換器的工作。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有最大功率點(diǎn)跟蹤功能的太陽(yáng)能應(yīng)用設(shè)備，其特征在于所述DC-DC控制器為閉環(huán)控制。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的具有最大功率點(diǎn)跟蹤功能的太陽(yáng)能應(yīng)用設(shè)備，其特征在于所述用電單元包括鼓風(fēng)機(jī)、電熱絲、半導(dǎo)體致冷器、蓄電池中的一種或多種。
【文檔編號(hào)】G05F1/67GK203522259SQ201320626815
【公開(kāi)日】2014年4月2日 申請(qǐng)日期:2013年10月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月12日
【發(fā)明者】王建輝, 陳軍, 嚴(yán)偉 申請(qǐng)人:奇瑞汽車股份有限公司