本發(fā)明涉及一種用以模擬近似太陽能電池的電源供應(yīng)器及其方法，更具體地說，是一種依據(jù)太陽能電池開路電壓值與輸出電壓值的差值等于模擬電阻值與一太陽能電池模擬電流值的乘積而模擬近似太陽能電池的電源供應(yīng)器及其方法。

背景技術(shù)：

隨著能源需求與日俱增的狀況下，再生能源成為現(xiàn)今的能源發(fā)展上非常重要的課題，因此，如太陽能、風(fēng)能、潮汐能與生質(zhì)能等再生能源已漸漸成為發(fā)展重心。其中，太陽能電池的應(yīng)用更為現(xiàn)有業(yè)者普遍發(fā)展的技術(shù)，以太陽能電池來說，現(xiàn)有業(yè)者一般會透過電源供應(yīng)器來模擬近似太陽能電池的電壓電流曲線，而現(xiàn)有模擬的方式中，會采用于電源供應(yīng)器的輸出端串聯(lián)一電阻的方式，透過量測輸出端的電壓來模擬近似太陽能電池的電壓電流曲線。

然而，于電源供應(yīng)器的輸出端串聯(lián)電阻的話會消耗熱能，并且需要因應(yīng)不同太陽能電池的規(guī)格而準(zhǔn)備不同規(guī)格的電阻進(jìn)行模擬，因而增加額外的成本，且也無法因應(yīng)不同情況進(jìn)行大范圍的自動化模擬，因而造成實(shí)務(wù)上使用的不方便，因此，現(xiàn)有模擬近似太陽能電池的電壓電流曲線的方式仍具備改善的空間。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于現(xiàn)有透過于電源供應(yīng)器外接電阻來模擬近似太陽能電池的電壓電流曲線的方式中，普遍具有成本高與無法大范圍模擬的問題。緣此，本發(fā)明主要目的是提供一種用以模擬近似太陽能電池的電源供應(yīng)器及其方法，其主要是依據(jù)太陽能電池開路電壓值與輸出電壓值的差值等于模擬電阻值與一太陽能電池模擬電流值的乘積來直接模擬近似太陽能電池的電壓電流曲線。

基于上述目的，本發(fā)明所采用的主要技術(shù)手段是提供一種用以模擬近似太陽能電池的電源供應(yīng)器，是進(jìn)行多次量測程序以模擬近似一太陽能電池的電壓電流曲線，電源供應(yīng)器包含一輸出模組、一量測模組以及一模擬演算模組，輸出模組用以在該些量測程序中對應(yīng)提供多個電源供應(yīng)器輸出電壓，量測模組電性連接于輸出模組，用以在該些量測程序中，量測出該些電源供應(yīng)器輸出電壓所對應(yīng)的多個輸出電壓值。模擬演算模組電性連接于量測模組，并設(shè)定至少一組太陽能電池特性參數(shù)，每組太陽能電池特性參數(shù)包含一太陽能電池開路電壓值、一太陽能電池短路電流值與一模擬電阻值，模擬演算模組依據(jù)太陽能電池開路電壓值與輸出電壓值的差值等于模擬電阻值與一太陽能電池模擬電流值的乘積，針對該些輸出電壓值中的每一個分別演算出多個太陽能電池模擬電流值，并利用該些輸出電壓值與該些太陽能電池模擬電流值的對應(yīng)關(guān)系模擬近似太陽能電池的電壓電流曲線。其中，模擬演算模組在該些太陽能電池模擬電流值大于太陽能電池短路電流值時，命令該些太陽能電池模擬電流值與太陽能電池短路電流值相等。

其中，上述電源供應(yīng)器的附屬技術(shù)手段的較佳實(shí)施例中，模擬演算模組是以韌體形式設(shè)置于一處理晶片中，各輸出電壓值定義為Vmea，太陽能電池開路電壓值定義為Voc，太陽能電池短路電流值定義為Isc，模擬電阻值定義為R，模擬演算模組依據(jù)一演算式(Voc-Vmea)/R演算太陽能電池模擬電流值。另外，輸出模組在一定電流控制模式下提供該些電源供應(yīng)器輸出電壓，且量測模組以太陽能電池開路電壓值的每一取樣值進(jìn)行該些量測程序，取樣值介于1％至4％。

基于上述目的，本發(fā)明所采用的主要技術(shù)手段還提供一種模擬近似太陽能電池的電壓電流曲線的方法，是利用一電源供應(yīng)器進(jìn)行多次量測程序以模擬一太陽能電池的電壓電流曲線，模擬近似太陽能電池的電壓電流曲線的方法中，第一個步驟是先設(shè)定至少一組太陽能電池特性參數(shù)，每組太陽能電池特性參數(shù)包含一太陽能電池開路電壓值、一太陽能電池短路電流值與一模擬電阻值，第二個步驟是在該些量測程序中對應(yīng)提供多個電源供應(yīng)器輸出電壓，第三個步驟是在該些量測程序中，量測出該些電源供應(yīng)器輸出電壓所對應(yīng)的多個 輸出電壓值，最后一個步驟是依據(jù)太陽能電池開路電壓值與輸出電壓值的差值等于模擬電阻值與一太陽能電池模擬電流值的乘積，針對該些輸出電壓值中的每一者分別演算出多個太陽能電池模擬電流值，并利用該些輸出電壓值與該些太陽能電池模擬電流值的對應(yīng)關(guān)模擬近似太陽能電池的電壓電流曲線。其中，在該些太陽能電池模擬電流值大于太陽能電池短路電流值時，該些太陽能電池模擬電流值被命令為與太陽能電池短路電流值相等。

其中，上述模擬近似太陽能電池的電壓電流曲線的方法的附屬技術(shù)手段的較佳實(shí)施例中，第二個步驟是以電源供應(yīng)器所包含的一輸出模組來執(zhí)行，第三個步驟是以電源供應(yīng)器所包含的一電性連接于輸出模組的量測模組來執(zhí)行，而第一個步驟與最后一個步驟是以電源供應(yīng)器所包含的一電性連接于量測模組的模擬演算模組來執(zhí)行。另外，各輸出電壓值定義為Vmea，太陽能電池開路電壓值定義為Voc，太陽能電池短路電流值定義為Isc，模擬電阻值定義為R，最后一個步驟依據(jù)一演算式(Voc-Vmea)/R演算太陽能電池模擬電流值。此外，第二個步驟是在一定電流控制模式下提供該些電源供應(yīng)器輸出電壓。

藉由本發(fā)明所采用的用以模擬近似太陽能電池的電源供應(yīng)器及其方法的主要技術(shù)手段后，由于是直接透過太陽能電池開路電壓值與輸出電壓值的差值等于模擬電阻值與一太陽能電池模擬電流值的乘積的方式直接模擬近似太陽能電池的電壓電流曲線，因此不需要額外串聯(lián)電阻而可有效地降低模擬成本，并且使用者僅需設(shè)定太陽能電池開路電壓值、太陽能電池短路電流值與模擬電阻值即可進(jìn)行大范圍的自動模擬，進(jìn)而可大幅增加使用上的方便性。

本發(fā)明所采用的具體實(shí)施例，將藉由以下的實(shí)施例及說明書附圖作進(jìn)一步的說明。

附圖說明

圖1是顯示本發(fā)明較佳實(shí)施例的用以模擬近似太陽能電池的電源供應(yīng)器的框圖；

圖2是顯示本發(fā)明較佳實(shí)施例的近似太陽能電池的電壓電流曲線的波形示意圖；以及

圖3是顯示本發(fā)明較佳實(shí)施例的模擬近似太陽能電池的電壓電流曲線的方法的流程 示意圖。

符號說明：

1 電源供應(yīng)器

11 輸出模組

12 量測模組

13 模擬演算模組

131 太陽能電池特性參數(shù)

100、200 太陽能電池的電壓電流曲線

Voc 太陽能電池開路電壓值

Isc 太陽能電池短路電流值

S101-S104 步驟

具體實(shí)施方式

由于本發(fā)明所提供的用以模擬近似太陽能電池的電源供應(yīng)器及其方法中，其組合實(shí)施方式不勝枚舉，故在此不再一一贅述，僅列舉一較佳實(shí)施例加以具體說明。

請一并參閱圖1以及圖2，圖1是顯示本發(fā)明較佳實(shí)施例的用以模擬近似太陽能電池的電源供應(yīng)器的框圖，圖2是顯示本發(fā)明較佳實(shí)施例的近似太陽能電池的電壓電流曲線的波形示意圖。如圖所示，本發(fā)明較佳實(shí)施例的用以模擬近似太陽能電池的電源供應(yīng)器1(以下簡稱電源供應(yīng)器1)是進(jìn)行多次量測程序以模擬近似一太陽能電池的電壓電流曲線。

電源供應(yīng)器1包含一輸出模組11、一量測模組12以及一模擬演算模組13，輸出模組11例如可為電源供應(yīng)器的輸出級電路，量測模組12系電性連接于輸出模組11，其可為現(xiàn)有的量測電路，或是以韌體的形式設(shè)置于一處理晶片中。模擬演算模組13電性連接于量測模組12，并也可以韌體的形式設(shè)置于上述的處理晶片中。

其中，實(shí)務(wù)上使用者可透過電源供應(yīng)器1的操作面板觸發(fā)進(jìn)行上述的多次量測程序，并在啟動后，使輸出模組11在該些量測程序中對應(yīng)提供多個電源供應(yīng)器輸出電壓，其中，一般來說，實(shí)務(wù)上控制輸出模組11在一定電流控制模式下提供該些電源供應(yīng)器輸出電壓，但其他實(shí)施例中并不限于此。

量測模組12則在該些量測程序中，量測出該些電源供應(yīng)器輸出電壓所對應(yīng)的多個輸出電壓值，而本發(fā)明較佳實(shí)施例中，各輸出電壓值定義為Vmea。

模擬演算模組13設(shè)定有至少一組太陽能電池特性參數(shù)131(圖中僅繪示一個)，每組太陽能電池特性參數(shù)131包含一太陽能電池開路電壓值、一太陽能電池短路電流值與一模擬電阻值，本發(fā)明較佳實(shí)施例中，太陽能電池開路電壓值定義為Voc，太陽能電池短路電流值定義為Isc，模擬電阻值定義為R。

也就是說，使用者可依據(jù)所欲模擬的太陽能電池的規(guī)格，并透過電源供應(yīng)器1的操作面板設(shè)定所對應(yīng)的太陽能電池特性參數(shù)131，并在設(shè)定完成后，觸發(fā)模擬演算模組13依據(jù)太陽能電池開路電壓值Voc與輸出電壓值Vmea的差值等于模擬電阻值R與一太陽能電池模擬電流值(以下定義為I)的乘積，針對該些輸出電壓值Vmea中的每一個分別演算出多個太陽能電池模擬電流值I，并利用該些輸出電壓值Vmea與該些太陽能電池模擬電流值I的對應(yīng)關(guān)系模擬出如圖2所示的太陽能電池的電壓電流曲線100、200，而電壓電流曲線100例如可為模擬電阻值為10(歐姆)的曲線，電壓電流曲線200則可為模擬電阻值為5(歐姆)的曲線。

具體來說，模擬演算模組13是依據(jù)一演算式(Voc-Vmea)/R來演算太陽能電池模擬電流值I，隨著輸出電壓值Vmea的不同即可演算出相異的近似太陽能電池的電壓電流曲線， 其中，本發(fā)明較佳實(shí)施例中，量測模組12以太陽能電池開路電壓值Voc的每一取樣值進(jìn)行該些量測程序，且取樣值介于1％至4％，藉由上述取樣值可得到不同數(shù)目的數(shù)據(jù)點(diǎn)，以完成近似太陽能電池的電壓電流曲線的模擬，并進(jìn)一步完成最大功率點(diǎn)追蹤(Maximum Power Point Tracking；MPPT)。

其中，模擬演算模組13在該些太陽能電池模擬電流值I大于太陽能電池短路電流值Isc時，命令該些太陽能電池模擬電流值I與太陽能電池短路電流值相等Isc(亦即I＝Isc)，進(jìn)而可產(chǎn)生如圖2所示電壓電流曲線100、200中，前半部為定值的水平線。

由上述可知，本發(fā)明的主要精神在于透過模擬演算模組13的演算來模擬出近似太陽能電池的電壓電流曲線，因此藉由韌體演算的方式不需要再另外串聯(lián)電阻，使得使用者可隨時進(jìn)行大范圍的模擬，進(jìn)而提升方便性。

請參閱圖3，圖3是顯示本發(fā)明較佳實(shí)施例的模擬近似太陽能電池的電壓電流曲線的方法的流程示意圖。如圖3所示，模擬近似太陽能電池的電壓電流曲線的方法是利用圖1所示的電源供應(yīng)器1來模擬近似太陽能電池的電壓電流曲線，并包含以下步驟：

步驟S101：設(shè)定至少一組太陽能電池特性參數(shù)131；

步驟S102：在多個量測程序中對應(yīng)提供多個電源供應(yīng)器輸出電壓；

步驟S103：在該些量測程序中，量測出該些電源供應(yīng)器輸出電壓所對應(yīng)的多個輸出電壓值Vmea；

步驟S104：依據(jù)太陽能電池開路電壓值Voc與輸出電壓值Vmea的差值等于模擬電阻值R與一太陽能電池模擬電流值I的乘積，針對該些輸出電壓值Vmea中的每一個分別演算出多個太陽能電池模擬電流值I，并利用該些輸出電壓值Vmea與該些太陽能電池模擬電流值I的對應(yīng)關(guān)系模擬近似太陽能電池的電壓電流曲線。

其中，步驟S101中，是以圖1所示電源供應(yīng)器1的模擬演算模組13所執(zhí)行，且太陽能電池特性參數(shù)131也是包含太陽能電池開路電壓值Voc、太陽能電池短路電流值I sc與模擬電阻值R，步驟S102中，是以圖1所示電源供應(yīng)器1的輸出模組11所執(zhí)行，步驟S103 中，是以圖1所示電源供應(yīng)器1的量測模組12所執(zhí)行，而步驟S104則是以電源供應(yīng)器1的模擬演算模組13所執(zhí)行。此外，步驟S104中，在該些太陽能電池模擬電流值I大于太陽能電池短路電流值Isc時，該些太陽能電池模擬電流值I是被命令為與太陽能電池短路電流值Isc相等。其余均與圖1所示的電源供應(yīng)器1運(yùn)作相同，不再贅述。

本發(fā)明的精神在于可設(shè)定模擬電阻值R，進(jìn)而可藉由量測多個輸出電壓值Vmea并透過演算來獲得多個太陽能電池模擬電流值I，因而可模擬出近似太陽能電池的電壓電流曲線，藉由此種方式可供使用者進(jìn)行大范圍的模擬，且不需要再花費(fèi)時間成本實(shí)際串接電阻或是更換不同阻值的電阻而大幅增加方便性，也由于不需要再串接電阻，因此在模擬的過程中不會造成熱能的損耗，因而有節(jié)能的功效。

綜合以上所述，在采用本發(fā)明所提供的用以模擬近似太陽能電池的電源供應(yīng)器及其方法后，由于可直接設(shè)定太陽能電池特性參數(shù)與模擬電阻值來直接模擬近似太陽能電池的電壓電流曲線，因此可有效地降低模擬成本，且僅需設(shè)定太陽能電池開路電壓值、太陽能電池短路電流值與模擬電阻值即可進(jìn)行大范圍的自動模擬，進(jìn)而可大幅增加使用上的方便性。

藉由以上較佳具體實(shí)施例的詳述，是希望能更加清楚描述本發(fā)明的特征與精神，而并非以上述所揭露的較佳具體實(shí)施例來對本發(fā)明的范疇加以限制。相反地，其目的是希望能涵蓋各種改變及具相等性的安排于本發(fā)明所欲申請的專利范圍的范疇內(nèi)。