[发明专利]一种太阳能最大功率点跟踪控制电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种太阳能最大功率点跟踪控制电路。 

背景技术

太阳能最大功率点跟踪控制器简称MPPT，其作用在于将太阳能板所产生的电能最大化地取出并以最小的损耗传输到负载或储存到蓄电池中。它的基本电路形式可根据太阳能板的输出端电压和蓄电池的电动势的高低的不同，分为BOOST(升压) 型、BUCK（降压）型、BOOST-BUCK型和CUK型几大类。以下就对现有的以BUCK电路为核心的MPPT电路加以说明。 

图1是一种以BUCK电路为核心的MPPT电路的示意图。标记22代表一种典型的BUCK电路（降压式直流变换电路），标记11表示防反流电路。 

其中，在BUCK电路2中包括一输入滤波电容C101，起平滑浪涌电流的作用；一MOS管Q101，起整流作用；一驱动模块MOD101，接受来来自单片机的PWM信号以驱动所述MOS管产生斩波输出；一续流二极管D102，用于在电感释放其储能时形成放电回路给负载供电或蓄电池充电；一电感L101，用于在所述MOS管Q101导通时储能，在MOS管关断时释放其储能的作用；一输出滤波电容C102，作用同所述输入滤波电容C101相似。从图中可以看出，所述驱动模块MOD101的输入端和输出端没有公共端，且节点P4的电位相对于公共端GND是随PWM信号波动的，且所述驱动模块MOD101本身还要有一个随节点P4点浮动的驱动电源。现在由于有了专用的IC，设计这个驱动电路不是很困难。问题是在IC的内部信号的传递也是要进行电平转换和隔离传输的，其结果必然产生延时和谐波成分并转嫁到了MOS管Q101的斩波过程中，这无疑增加了MOS管Q101的开关损耗。还有那个浮动电源，是由一整流二极管和一自举电容组成的，它是靠所述节点P4点的电压的波动来对自举电容的充电来产生浮动的电压的；而浮动电压又反过来给所述驱动模块MOD101供电，所述驱动模块MOD101再去驱动MOS管Q101产生斩波输出。这样就形成了相互牵制。一但某一环节偶然间出了问题，MOS管Q101就不再有斩波输出；即使PWM信号正常，所述某一环节的问题消失了也不会恢复输出。因此，这种电路的可靠性也是有问题的。况且，专用IC的价格也不菲。这就是原有技术中一个有待改进之处。 

防反流电路11内的防反流二极管D101是现有的各种类型的MPPT电路所必须有的，它的作用是在光照较弱时太阳能板PV101的输出电压比蓄电池BT101的电动势还要低时，阻止BT101的电能向PV101倒灌。但是，当光照正常使其处于导通状态时。由于其结电压(经实测通常都在1V以上经)的存在使其产生了额外的损耗。而且，这种损耗是和太阳能板的输出电流成近似正比例关系的。举例为证，假设现在有一18V/3A的太阳能板子要给12V/40AH蓄电池充电。太阳能板的最大输出功率将小于18×3＝54W。二极管消耗的功率P_D=I×D_u≥3×1V=3W。换算成百分比还大于5.5%。这对于太阳能供电的系统来也是一个不小的数字。这原有技术中另一有待改进的地方。 

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种设计合理、可靠、成本低的太阳能最大功率点跟踪控制电路。 

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种太阳能最大功率点跟踪控制电路，包括降压式直流变换电路和防反流电路；防反流电路设有第一输入正极、第一输入负极、第一输出正极、第一输出负极，降压式直流变换电路设有第二输入正极、第二输入负极、第二输出正极、第二输出负极；第一输入正极用于连接太阳能电池板的正极，第一输入负极用于连接太阳能电池板的负极和接地端，第一输出正极与第二输入正极相连，第一输出负极与第二输入负极相连并连接至内部公共端，第二输出正极用于连接蓄电池的正极，第二输出负极用于连接蓄电池的负极； 

所述的降压式直流变换电路包括第二MOS管、第二控制模块、输入滤波电容、输出滤波电容、续流二极管、电感；

输入滤波电容正极与第二输入正极相连，负极与第二输入负极相连；输出滤波电容正极与第二输出正极相连，负极与第二输出负极相连；

其特征在于：所述的防反流电路包括第一MOS管和第一控制模块；所述第一MOS管的漏极与第一输入负极相连，源极与第一输出负极相连，门极与所述第一控制模块相连；第一控制模块还分别与所述第一输入正极、第一输入负极、第一输出正极、第一输出负极相连；