專利名稱：太陽能光伏mppt控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種太陽能光伏充電控制技術(shù)，尤其是涉及一種太陽能光伏MPPT控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
新能源的開發(fā)和應用成為當今世界發(fā)展的必然趨勢。太陽能是一種十分具有潛力的新能源，光伏發(fā)電是當前利用太陽能的主要方式之一。太陽能光伏發(fā)電對緩解能源危機和減少環(huán)境污染具有重要的意義，并具有廣闊的應用前景。由于光伏陣列的特性受日照強度(或輻射強度)和環(huán)境溫度影響，逆變器還必須滿足光伏陣列的運行要求。必須通過逆變器的調(diào)節(jié)使光伏陣列輸出電壓趨近最大功率點輸出電壓，以保證光伏陣列在最大功率點運行而獲得最大能源。光伏電池的輸出電壓和輸出電流隨著日照強度和電池結(jié)溫的變化具有強烈的非線性，因此在特定的工作環(huán)境下存在著一個唯一的最大功率輸出點(Maximum Power Point，MPP)。在實際的應用系統(tǒng)中，自然光的輻射強度及大氣的透光率均處十動態(tài)變化中，為了在同樣的日照強度和電池結(jié)溫下獲得盡可能多的電能，就存在著一個最大功率輸出點跟
(Maximum Power Point Tracking, MPPT)白勺 |、@||。為了獲得光伏電池的最大輸出功率，需要在光伏電池與負載之間增加串聯(lián)一級轉(zhuǎn)換器。最大功率點跟蹤控制技術(shù)就是用于控制中間串聯(lián)的這級轉(zhuǎn)換器，使其調(diào)整光伏電池的輸出電壓，在變化環(huán)境條件下依然使光伏電池輸出電壓始終跟蹤當前環(huán)境所對應的最大功率點電壓，從而實現(xiàn)光伏電池輸出功率最大化技術(shù)。傳統(tǒng)的電壓擾動法采用固定步長對光伏陣列輸出電壓進行擾動，存在工作電壓在光伏陣列最大工作電壓附近擺動的問題。如果選擇的步長過小，則最大功率點跟蹤的速度較慢；如果選擇的步長過大，則工作電壓在光伏陣列最大工作電壓附近的擺動幅度大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷提供一種用于太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的MPPT控制系統(tǒng)。本發(fā)明采用如下技術(shù)方案實現(xiàn)一種太陽能光伏MPPT控制系統(tǒng)，其包括連接在太陽能光伏電池的正極與負極之間的電池電壓采樣電路；陽極連接太陽能光伏電池正極的二極管D1，其陰極連接晶體管的漏極；與晶體管的源極連接的電流采樣電路；與負載并聯(lián)的負載電壓采樣電路；電池電壓采樣電路的輸出端、電流采樣電路的輸出端和負載電壓采樣電路的輸出端均連接控制器，由控制器輸出PWM信號至晶體管的柵極，通過改變PWM信號的占空比來產(chǎn)生擾動電流，通過測量擾動電流導致太陽能光伏電池輸出功率和電壓的變化，決定下一周期的擾動方向當擾動方向正確時，太陽能光伏電池的輸出功率增加，下周期繼續(xù)朝同一方向擾動，反之，朝反方向擾動。其中，電池電壓采樣電路包括串接在太陽能光伏電池的正極與負極之間的電阻Rl和電阻R2，電阻Rl和電阻R2的公共端為電池電壓采樣電路的輸出端。其中，電流采樣電路包括串接晶體管源極的電感器，原邊與電感器串接的變壓器， 變壓器的副邊連接控制器。其中，負載電壓采樣電路包括串接在負載兩端的電阻R3和電阻R4，電阻R3和電阻 R4的公共端為負載電壓采樣電路的輸出端。其中，在太陽能光伏電池的負極與晶體管的源極之間串接二極管D2，其中二極管 D2的陽極連接太陽能光伏電池的負極，而陰極連接晶體管的源極。其中，太陽能光伏電池的正極與負極之間通過開關(guān)連接負載。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果本發(fā)明的有益效果在于避免了現(xiàn)有最大功率點跟蹤技術(shù)存在的跟蹤速度慢、在最大工作電壓附近擺動的現(xiàn)象，實現(xiàn)太陽能光伏電池輸出功率最大化。


圖1是本發(fā)明的原理示意圖；圖2是本發(fā)明一個具體實施例的電路示意圖。
具體實施例方式如圖1所示，本發(fā)明提出一種太陽能光伏MPPT控制系統(tǒng)，其包括連接在太陽能光伏電池1正負極之間的電池電壓采樣電路3，用于對太陽能光伏電池1的輸出電壓采樣；串接在太陽能光伏電池1正極的二極管Dl和晶體管Q1，其中，二極管Dl的陽極連接太陽能光伏電池1正極，二極管Dl的陰極連接晶體管Ql的漏極，晶體管Ql的源極和襯底連接電流采樣電路5，而晶體管Ql的柵極連接控制器4的輸出端；太陽能光伏電池1正負極之間串接開關(guān)Kl為負載2供電；與負載2并聯(lián)的負載電壓采樣電路6，用于對輸出到負載的電壓進行采用；并且，電池電壓采樣電路3的輸出端、電流采樣電路5的輸出端和負載電壓采樣電路 6的輸出端均連接控制器4，由控制器4輸出脈沖寬度調(diào)制(PWM，PulseWidth Modulation) 信號至晶體管Ql的柵極，通過改變PWM信號的占空比來產(chǎn)生擾動電流。由于擾動電流的存在，太陽能光伏電池1的輸出的電流和電壓亦將隨之變化(即電流采樣電路5輸出的采用電流、電池電壓采樣電路3輸出的采樣電壓均隨之變化)，通過測量擾動太陽能光伏電池1輸出功率和電壓的變化，以決定下一周期的擾動方向當擾動方向正確時，太陽能光伏電池1的輸出功率增加，下周期繼續(xù)朝同一方向擾動(即下一周期的PWM的占空比與上一周期的PWM相同的減小或增大占空比)，反之，朝反方向擾動(若上一個周期是增大PWM的占空比，則下一個周期減小PWM的占空比，反之亦然)，如此，反復進行著擾動來控制太陽能光伏電池1輸出達到最大功率點。結(jié)合圖2所示，在一個具體實施例中，電池電壓采樣電路3包括串接在太陽能光伏電池1正負極之間的電阻Rl和電阻R2，電阻Rl和電阻R2的公共端為電池電壓采樣電路3 的輸出端。電流采樣電路5包括串接晶體管Ql源極的電感器Li，原邊與電感器Ll串接的變壓器Tl，其副邊連接控制器4。負載電壓采樣電路6包括串接在負載2兩端的電阻R3和電阻R4，電阻R3和電阻R4的公共端為負載電壓采樣電路6的輸出端。另外，在太陽能光伏電池1的負極與晶體管Ql的源極之間串接二極管D2，其中二極管D2的陽極連接太陽能光伏電池1的負極，而陰極連接晶體管Ql的源極。經(jīng)過試驗證明，采用本發(fā)明太陽能光伏MPPT控制系統(tǒng)后，太陽能光伏電池1的輸出功率將增加30-40%。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種太陽能光伏MPPT控制系統(tǒng)，其特征在于，所述MPPT控制系統(tǒng)包括連接在太陽能光伏電池的正極與負極之間的電池電壓采樣電路；陽極連接太陽能光伏電池正極的二極管D1，其陰極連接晶體管的漏極；與晶體管的源極連接的電流采樣電路；與負載并聯(lián)的負載電壓采樣電路；電池電壓采樣電路的輸出端、電流采樣電路的輸出端和負載電壓采樣電路的輸出端均連接控制器，由控制器輸出PWM信號至晶體管的柵極，通過改變P麗信號的占空比來產(chǎn)生擾動電流，通過測量擾動電流導致太陽能光伏電池輸出功率和電壓的變化，決定下一周期的擾動方向當擾動方向正確時，太陽能光伏電池的輸出功率增加，下周期繼續(xù)朝同一方向擾動，反之，朝反方向擾動。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述太陽能光伏MPPT控制系統(tǒng)，其特征在于，電池電壓采樣電路包括串接在太陽能光伏電池的正極與負極之間的電阻Rl和電阻R2，電阻Rl和電阻R2的公共端為電池電壓采樣電路的輸出端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述太陽能光伏MPPT控制系統(tǒng)，其特征在于，電流采樣電路包括串接晶體管源極的電感器，原邊與電感器串接的變壓器，變壓器的副邊連接控制器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述太陽能光伏MPPT控制系統(tǒng)，其特征在于，負載電壓采樣電路包括串接在負載兩端的電阻R3和電阻R4，電阻R3和電阻R4的公共端為負載電壓采樣電路的輸出端。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述太陽能光伏MPPT控制系統(tǒng)，其特征在于，在太陽能光伏電池的負極與晶體管的源極之間串接二極管D2，其中二極管D2的陽極連接太陽能光伏電池的負極，而陰極連接晶體管的源極。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任何一項所述太陽能光伏MPPT控制系統(tǒng)，其特征在于，太陽能光伏電池的正極與負極之間通過開關(guān)連接負載。
全文摘要
本發(fā)明公開一種太陽能光伏MPPT控制系統(tǒng)，其包括連接在太陽能光伏電池的正極與負極之間的電池電壓采樣電路；陽極連接太陽能光伏電池正極的二極管D1，其陰極連接晶體管的漏極；與晶體管的源極連接的電流采樣電路；與負載并聯(lián)的負載電壓采樣電路；電池電壓采樣電路的輸出端、電流采樣電路的輸出端和負載電壓采樣電路的輸出端均連接控制器，由控制器輸出PWM信號至晶體管的柵極，通過改變PWM信號的占空比來產(chǎn)生擾動電流，并控制擾動方向來控制太陽能光伏電池輸出達到最大功率點。本發(fā)明避免了現(xiàn)有最大功率點跟蹤技術(shù)存在的跟蹤速度慢、在最大工作電壓附近擺動的現(xiàn)象，實現(xiàn)太陽能光伏電池輸出功率最大化。
文檔編號H02N6/00GK102437794SQ201110424648
公開日2012年5月2日 申請日期2011年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月16日
發(fā)明者譚宗享 申請人:佛山市歐亞瑪電器實業(yè)有限公司