[实用新型]一种太阳能电池板最大功率点跟踪控制装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种太阳能电池板最大功率点跟踪控制装置，属于光伏发电技术领域。

背景技术

随着一次能源的日益减少和环境污染的日趋加剧，全世界都把目光投向可再生能源。太阳能作为可再生的能源具有分布广泛、可再生、无污染等优点，其中光伏发电以其独特的优势成为关注的焦点。

由于光伏电池的最大输出功率呈非线性特性，随着外界环境的变化而改变；电池本身的转换效率又低，一般的多晶硅太阳电池的光电转换效率仅为12%-14%，为了实现光伏发电系统的功率输出最大化，需要对光伏电池的输出最大功率点进行跟踪。最大功率点跟踪的控制是通过控制太阳能电池阵列端电压的输出，使电池阵列可以在不同温度和照度下智能化地控制，输出最大功率。

为提高太阳能电池板光电转换效率，国内外学者提出了多种最大功率点跟踪方法。要使太阳能电池板始终能够输出最大功率，必须适时改变其所接的负载。一般的电气设备线性系统中，负载的电阻与供电系统的内阻相等时，负载上获得的功率最大。对于太阳能电池供电系统，太阳能电池阵列的内阻受到日照强度、环境温度以及负载等因素的影响，所以电池内阻和输出特性是不断变化的。传统最大输出功率装置只能控制太阳能电池板在最大功率点附近震荡工作，跟踪效率不高。

实用新型内容

为了解决现有技术中存在的不足，本实用新型提供了一种太阳能电池板最大功率点跟踪控制装置，该装置大大提高了跟踪效率。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案为：

太阳能电池板最大功率点跟踪控制装置，包括控制电路和直流电压变换电路，所述的控制电路包括微控制器LPC2478和直流电压电流采样电路；所述的直流电压变换电路包括升压电路和电磁隔离驱动电路；所述的直流电压电流采样电路与太阳能电池阵列相连，直流电压电流采样电路的输出端连接微控制器LPC2478；微控制器LPC2478通过电磁隔离驱动电路与升压电路相连；所述的升压电路与负载相连；所述的升压电路内包括绝缘栅型场效应管。

进一步，所述的控制电路还包括与微控制器LPC2478相连的晶振电路、电源电路和调试电路。

采用上述技术方案的有益效果是：

控制器电路信号调节直流电压变换电路中场效应管的开关管导通率，改变太阳能电池板的输出等效负载的大小，使等效负载与最大功率点对应负载的大小相同，进而控制太阳能电池板在不同环境下的输出功率恒定在最大功率点上。

附图说明

图1为一种太阳能电池板最大功率点跟踪控制装置结构框图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行详细说明。

太阳能电池板最大功率点跟踪控制装置由控制电路和直流电压变换电路组成，控制电路包括控制器电路、晶振电路、电源电路、直流电压电流采样电路、调试电路。直流电压变换电路包括升压电路和电磁隔离驱动电路。

直流电压电流采样电路用于检测太阳能电池阵列(光伏电池)的输出电压与输出电流，并将采样得到的模拟信号传输给控制器LPC2478。

外界的环境因素在一天中是变化的，光伏阵列的输出特性也随之变化。控制电路中控制器LPC2478将直流电压电流采样电路采集到的模拟信号转化为数字信号，并进行处理，根据处理结果，设置控制器中脉宽调制控制寄存器的值，产生不同频率和占空比的方波信号，控制直流电压变换电路。

控制器芯片LPC2478输出的控制信号经由电磁隔离驱动电路后用于控制升压变换电路的工作状态。采用电磁隔离式驱动电路，防止强电信号对弱电信号产生影响，保证系统的安全可靠运行，实现驱动电路和主电路良好的电气隔离。

升压电路中绝缘栅型场效应管在控制信号的控制下不断导通和截止，从而改变太阳能电池板输出等效负载的大小，使等效负载与最大功率点对应负载的大小相同，来调节电池板电压的输出稳定在最大功率点上，实现太阳能电池板最大功率点的跟踪。

当电池阵列的工作电压小于最大功率点对应的电压时，随着电池阵列输出电压的下降，电池的输出功率减小;当电池阵列的工作电压大于最大功率点电压时，随着电池阵列输出电压的升高，电池的输出功率减小。

系统运行时，控制电路采集太阳能电池板的电压和电流进行处理，并产生频率和占空比不断改变的脉冲信号作为控制信号；直流电压变换电路安装在太阳能电池板与负载之间。控制信号为低电平时，直流电压变换电路的绝缘栅型场效应管截止，为高电平时，绝缘栅型场效应管导通；控制信号通过调节直流电压变换电路的绝缘栅型场效应管的导通率，改变太阳能电池板的输出等效负载的大小，使等效负载与最大功率点对应负载的大小相同，使太阳能电池板可以在不同温度和照度下稳定地工作在最大功率点上。