本實用新型涉及電源類技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種太陽能最大功率點跟蹤控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)的燃料能源正在一天天削減，對環(huán)境造成的危害日益突出，同時全球還有20億人得不到正常的能源供應(yīng)。這個時候，全世界都把目光投向了可再生能源，希望可再生能源能夠改變?nèi)祟惖哪茉唇Y(jié)構(gòu)，維持長遠的可持續(xù)發(fā)展。太陽能以其獨有的優(yōu)勢而成為人們重視的焦點，越來越多的國家開始實行“陽光計劃”，開發(fā)太陽能資源，尋求經(jīng)濟發(fā)展的新動力。本項目就是為了提高光伏發(fā)電裝置的效率以更好的應(yīng)對未來世界對能源的需求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于提供一種太陽能最大功率點跟蹤控制系統(tǒng)，以解決上述背景技術(shù)中提出的光伏發(fā)電裝置的效率低的問題。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供如下技術(shù)方案：一種太陽能最大功率點跟蹤控制系統(tǒng)，包括TL494脈寬調(diào)制電路、單片機控制模塊、MOS管驅(qū)動電路、BUCK降壓斬波電路和輔助電源，所述輔助電源與TL494脈寬調(diào)制電路、單片機控制模塊和MOS管驅(qū)動電路通過電線連接，所述TL494脈寬調(diào)制電路與MOS管驅(qū)動電路串聯(lián)，所述MOS管驅(qū)動電路與BUCK降壓斬波電路串聯(lián)，所述BUCK降壓斬波電路的輸出端與電池組連接，且BUCK降壓斬波電路的輸入端與太陽能電池板連接，所述BUCK降壓斬波電路的輸出端連接有采樣電阻，所述采樣電阻與電壓電流監(jiān)測模塊串聯(lián)，所述采樣電阻和電壓電流監(jiān)測模塊與電流監(jiān)測反饋模塊并聯(lián)，所述電壓電流監(jiān)測模塊輸出端與單片機控制模塊連接，所述單片機控制模塊輸出端與12864液晶屏連接，所述電流監(jiān)測反饋模塊一端與單片機控制模塊輸出端連接，另一端與BUCK降壓斬波電路的輸入端連接。

優(yōu)選的，所述電壓電流監(jiān)測模塊采用ADS8688芯片，為8通道單電源逐次逼近寄存器(SAR)模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)，其工作時的吞吐量可達500kSPS，支持自動和手動兩種掃描模式的4通道或8通道多路復用器以及低溫度漂移的片上4.096V基準電壓。

優(yōu)選的，所述電流監(jiān)測反饋模塊采用INA194電流采樣芯片，INA194是16位電流檢測器。

優(yōu)選的，所述電壓電流監(jiān)測模塊、采樣電阻和電流監(jiān)測反饋模塊構(gòu)成閉合反饋回路。

優(yōu)選的，所述單片機控制模塊采用AT89C52單片機，所述輔助電源采用LTC3114輔助電源。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果是：本實用新型利用最大功率點跟蹤算法來控制太陽能發(fā)電板處于最大功率輸出狀態(tài)，提高整個太陽能充電系統(tǒng)的效率；12864液晶屏實時顯示充電電流電壓等數(shù)據(jù)，該系統(tǒng)具有精度高，功耗低，電路簡單易實現(xiàn)，效率高，速度快的優(yōu)點，提高了光伏發(fā)電裝置的效率，為經(jīng)濟發(fā)展提供新動力。

附圖說明

圖1為本實用新型一種太陽能最大功率點跟蹤控制系統(tǒng)的總體方案圖；

圖2為本實用新型一種太陽能最大功率點跟蹤控制系統(tǒng)的電導增量法的控制流程圖；

圖3為本實用新型一種太陽能最大功率點跟蹤控制系統(tǒng)的脈寬調(diào)制電路圖；

圖4為本實用新型一種太陽能最大功率點跟蹤控制系統(tǒng)的BUCK降壓斬波電路圖；

圖5為本實用新型一種太陽能最大功率點跟蹤控制系統(tǒng)的LT1162驅(qū)動電路圖。

圖中：1-電壓電流監(jiān)測模塊、2-電流監(jiān)測反饋模塊、3-采樣電阻、4-BUCK降壓斬波電路、5-太陽能電池板、6-電池組、7-MOS管驅(qū)動電路、8-輔助電源、9-TL494脈寬調(diào)制電路、10-單片機控制模塊、11-12864液晶屏。

具體實施方式

下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├?，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。

本實用新型的最大功率跟蹤方法采用電導增量法是通過比較光伏電池陣列的瞬時導抗與導抗變化量的方法來完成最大功率點的跟蹤。

達到最大功率點的條件，即當輸出電導的變化量等于輸出電導的負值時，光伏電池陣列工作于最大功率點。在輻射強度和溫度變化時，光伏電池陣列的輸出電壓能平穩(wěn)追隨環(huán)境的變化，且輸出電壓波動小。

電導增量法通過設(shè)定一些很小的變化閾值，使光伏電池陣列穩(wěn)定在最大功率點的鄰域內(nèi)，而不是圍繞著最大功率點前后波動。當外界環(huán)境發(fā)生變化時，從一個穩(wěn)態(tài)過渡到另外一個穩(wěn)態(tài)時，電導增量法根據(jù)電流的變化就能夠做出正確的判斷，而不會像擾動觀察那樣出現(xiàn)誤判斷。

請參閱圖1-5，本實用新型提供的一種實施例：一種太陽能最大功率點跟蹤控制系統(tǒng)，包括TL494脈寬調(diào)制電路9、單片機控制模塊10、MOS管驅(qū)動電路7、BUCK降壓斬波電路4和輔助電源8，輔助電源8與TL494脈寬調(diào)制電路9、單片機控制模塊10和MOS管驅(qū)動電路7通過電線連接，TL494脈寬調(diào)制電路9與MOS管驅(qū)動電路7串聯(lián)，MOS管驅(qū)動電路7與BUCK降壓斬波電路4串聯(lián)，BUCK降壓斬波電路4的輸出端與電池組6連接，且BUCK降壓斬波電路4的輸入端與太陽能電池板5連接，BUCK降壓斬波電路4的輸出端連接有采樣電阻3，采樣電阻3與電壓電流監(jiān)測模塊1串聯(lián)，采樣電阻3和電壓電流監(jiān)測模塊1與電流監(jiān)測反饋模塊2并聯(lián)，電壓電流監(jiān)測模塊1輸出端與單片機控制模塊10連接，單片機控制模塊10輸出端與12864液晶屏11連接，電流監(jiān)測反饋模塊2一端與單片機控制模塊10輸出端連接，另一端與BUCK降壓斬波電路4的輸入端連接。

電壓電流監(jiān)測模塊1采用ADS8688芯片，為8通道單電源逐次逼近寄存器(SAR)模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)，其工作時的吞吐量可達500kSPS，支持自動和手動兩種掃描模式的4通道或8通道多路復用器、以及低溫度漂移的片上4.096V基準電壓，采用 5V 單模擬電源供電時，器件上的各輸入通道均可支持 ±10.24V、±5.12V 和 ±2.56V 的實際雙極輸入范圍以及 0V 到 10.24V 和 0V 到 5.12V 的單極輸入范圍。模擬前端在所有輸入范圍內(nèi)的增益均經(jīng)過精確微調(diào)，以確保高直流精度。 輸入范圍的選擇可通過軟件進行編程，各通道輸入范圍的選擇相互獨立，輸出保護電壓高達±20 V,低功耗65mW,具有極好的性能，具有精度（分辨率）高，速度快，功耗低的優(yōu)點。

電流監(jiān)測反饋模塊2采用INA194電流采樣芯片，INA194是16位電流檢測器，共模電壓范圍16~80v，在整個工作溫度范圍內(nèi)，誤差小于3%；帶寬可達500kHz；靜態(tài)電流最大值900uA；輸出電壓正比于檢測電流，檢測電流范圍大；內(nèi)部運放輸出接近電源電壓：與V+差0.1V，與GND差3mV；工作溫度范圍-45°C到+125°C；具有精度高，功耗低，電路簡單易實現(xiàn)的優(yōu)點。

電壓電流監(jiān)測模塊1、采樣電阻3和電流監(jiān)測反饋模塊2構(gòu)成閉合反饋回路。

單片機控制模塊10采用AT89C52單片機，AT89C52是一個低電壓，高性能CMOS 8位單片機，片內(nèi)含8k bytes的可反復擦寫的Flash只讀程序存儲器和256 bytes的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器（RAM），器件采用高密度、非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，兼容標準MCS-51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器和Flash存儲單元， AT89C52有40個引腳，32個外部雙向輸入/輸出(I/O)端口，同時內(nèi)含2個外中斷口，3個16位可編程定時計數(shù)器,2個全雙工串行通信口，2 個讀寫口線，AT89C52可以按照常規(guī)方法進行編程，也可以在線編程。其將通用的微處理器和Flash存儲器結(jié)合在一起，特別是可反復擦寫的 Flash存儲器可有效地降低開發(fā)成本。

輔助電源8采用LTC3114輔助電源，LTC3114是可編程輸出電流DC/DC轉(zhuǎn)換器,輸出電壓可低于或高于輸入電壓。輸入電壓范圍2.2 v至40 v，輸出電壓范圍2.7V至40V，輸出電流可達1A。效率高達96%，完全符合給系統(tǒng)各個部分供電的要求。

本實用新型的TL494脈寬調(diào)制電路9中的TL494是一種性能優(yōu)良的電壓驅(qū)動型脈寬調(diào)制器件，集成了完整的脈寬調(diào)制電路，廣泛應(yīng)用于單端正激雙管式、半橋式、全橋式開關(guān)電源，內(nèi)置線性鋸齒波振蕩器，兩個誤差放大器，5V參考基準電壓源功率晶體管可提供500mA的驅(qū)動能力；外置振蕩元件僅兩個（一個電阻和一個電容），可調(diào)整死區(qū)時間。通過TL494可以精確快速地輸出符合電路的PWM波，從而控制MOS管的開關(guān)與導通，實現(xiàn)題目要求的雙向DC-DC電路，實現(xiàn)精確電流電壓的調(diào)整與輸出，具有可調(diào)性強，工作區(qū)間大，體積小，重量輕的優(yōu)點。

本實用新型的BUCK降壓斬波電路4是基本的DC-DC電路之一，用于直流到直流的降壓變換，具有效率高，結(jié)構(gòu)簡單的特點。

本實用新型的MOS管驅(qū)動電路7采用LT1162功率 MOSFET 驅(qū)動器，LT1162是成本效益型半橋式/全橋式N溝道功率MOSFET驅(qū)動器?？砂秧敹薔溝道MOSFET的柵極驅(qū)動至高于負載HV電源電壓。變換時間為180ns，內(nèi)部邏輯電路可防止輸入同時接通半橋中的功率 MOSFET。其針對貫通電流的獨特自適應(yīng)保護電路取消了對兩個MOSFET的全部匹配要求。內(nèi)部邏輯電路可防止輸入同時接通半橋中的功率MOSFET。其針對貫通電流的獨特自適應(yīng)保護電路取消了對兩個MOSFET的全部匹配要求，具有效率高，速度快，功耗極低的優(yōu)點。

具體使用方式：本實用新型工作中，充電電路是利用太陽能對電池組6進行充電，控制電路部分通過進行最大功率點跟蹤來提高光能轉(zhuǎn)化成電能的效率，單片機控制模塊10采用AT89C52單片機，對太陽能電池板5的電壓與電流及蓄電池的電壓進行采集分析；并利用最大功率點跟蹤算法調(diào)節(jié)PWM占空比，控制BUCK降壓斬波電路4穩(wěn)定充電電壓，從而實現(xiàn)對蓄電池的充電控制。

對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本實用新型不限于上述示范性實施例的細節(jié)，而且在不背離本實用新型的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實現(xiàn)本實用新型。因此，無論從哪一點來看，均應(yīng)將實施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本實用新型的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本實用新型內(nèi)。不應(yīng)將權(quán)利要求中的任何附圖標記視為限制所涉及的權(quán)利要求。