[发明专利]具有最大功率跟踪的光伏控制器

说明书

技术领域

    本发明涉及光伏控制器，具体涉及一种具有最大功率跟踪的光伏控制器。 

背景技术

太阳能电池的输出功率，并不是稳定的，而是受到温度和光照影响。在温度每升高1℃，每块太阳能电池的电压约减少2mV;而光电流随温度的增加略有上升，大约每升高1℃，每块太阳能电池的光电流增加1‰，但总的来说功率下降，即太阳能电池每升高1℃，功率就减少0.35%。MPPT最大功率跟踪光伏控制器是一种通过改变开关电源波形占空比的方法，调整其输出电压，将太阳能光伏电池所发的电能以最大功率的形式供给负载的一种控制器。由于存在不同负载的匹配问题，一般来说容性负载，有源负载将能够较好的匹配，但对于阻性负载，匹配问题将比较困难，必然造成开关电源波形占空比有较大范围的变化。由于开关电源在一定的时间段内是没有电流输出的，因此不可避免的出现瞬态功率为零的现象，实际上不能实现最大功率输出的要求。 

发明内容

    本发明所要解决的技术问题在于提供一种具有最大功率跟踪的光伏控制器。 

为了解决上述问题，根据本发明的技术方案，一种具有最大功率跟踪的光伏控制器，包括单片机控制电路，输出电流采集电路，输出电压采集电路，温度采集电路，光电流检测电路，开关电源电路和负载阻抗调节电路； 

 其特点是：

单片机控制电路接收输出电流采集电路、输出电压采集电路、温度采集电路和光电流检测电路输出的信号，并将信号进行处理及计算，输出信号到负载阻抗调节电路和开关电源电路；

输出电流采集电路采集负载电流，进行处理后输出信号到单片机控制电路；

输出电压采集电路采集负载电压，进行处理后输出信号到单片机控制电路；

温度采集电路采集太阳能电池的温度，进行处理后输出信号到单片机控制电路；

光电流检测电路检测太阳能电池的光电流，进行处理后输出信号到单片机控制电路；

    开关电源电路将太阳能电池输出的直流电转换成交流电，并通过多路输出变压器和负载阻抗调节电路输出到负载；开关电源电路还接收单片机控制电路输出的信号，与太阳能电池的取样信号进行比较，调节电源输出波形占空比； 

负载阻抗调节电路接收单片机控制电路输出的信号，调节多路输出变压器的初级等效阻抗。

单片机控制电路根据输出电流采集电路、输出电压采集电路输出的数据，计算出太阳能电池输出到负载的实际功率，根据温度采集电路和光电流检测电路输出的数据，计算出太阳能电池输出的理论最大功率值，并将理论最大功率与实际功率进行比较，当外界环境或者负载阻抗有较大改变的时候，输出信号到负载阻抗调节电路，通过负载阻抗调节电路改变多路输出变压器的次级输出端，即改变多路输出变压器的输出变压比，从而达到改变初级等效阻抗的目的，并且，还通过将太阳能电池理论输出电压与太阳能电池的取样电压进行比较，调节开关电源电路输出波形占空比，实现太阳能电池在每个环境下的输出都尽量接近最大功率。 

根据本发明所述的具有最大功率跟踪的光伏控制器的优选方案，所述单片机控制电路包括AD-DA转换电路及单片机电路； 

所述AD-DA转换电路接收输出电流采集电路、输出电压采集电路和光电流检测电路输出的信号，进行A/D转换后输出到单片机电路；同时，AD-DA转换电路接收单片机电路输出的信号，进行D/A转换后，输出到开关电源电路；

所述单片机电路接收AD-DA转换电路和温度采集电路输出的信号，将收到的信号进行处理及计算，输出信号到AD-DA转换电路；并且，单片机电路输出锁存信号和片选信号到负载阻抗调节电路。

根据本发明所述的具有最大功率跟踪的光伏控制器的优选方案，所述AD-DA转换电路接收电压检测电路输出的信号，进行A/D转换后输出到单片机电路，电压检测电路采集太阳能电池输出的电压，进行处理后输出到AD-DA转换电路。 

根据本发明所述的具有最大功率跟踪的光伏控制器的优选方案，所述单片机电路输出温度数据、光电流检测数据、太阳能电池输出的电压数据、负载电流数据和负载电压数据到显示器显示。 

根据本发明所述的具有最大功率跟踪的光伏控制器的优选方案，所述负载阻抗调节电路包括锁存器和N组变压器等效阻抗调节电路，其中N为大于1的自然数，且N的值与多路输出变压器的次级绕组的数量相同；所述锁存器的锁存端和片选信号输入端分别接收单片机控制电路输出的锁存信号和片选信号，锁存器的片选信号输出端输出信号到变压器等效阻抗调节电路，调节多路输出变压器的初级等效阻抗。