[发明专利]一种BUCK电路及基于BUCK电路的最大功率点追踪的方法

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能转换领域，尤其涉及一种BUCK电路及基于BUCK电路的最大功率点追踪的方法。

背景技术

地球表面每年接受太阳的辐射量达5.4×10 ²⁴J，项当于1.8×10¹⁴ t标准煤。若将其中的0.1％按转换率5％转换为电能，每年发电量可达5 600TW·h，项当于目前全世界能耗的40倍。因此，太阳能发电对今后能源发展有着特别重要的意义。目前，太阳能发电主要是指光伏发电。

由于光伏电池板的特殊功率输出曲线，目前常用的算法有：

1.恒电压法是最早的一种MPPT（最大功率点追踪）控制方法，不同光照强度下，光伏电池阵列的MPP (最大输出功率点)的电压近似项等。利用这一特性，将光伏电池输出电压固定在此电压上，实现光伏电池的最大功率输出。此方法无法较准确地实现MPPT控制。

2.扰动观察法，即爬山法，是一种比较实用的MPPT控制算法，这种算法在一定程度上加重了CPU的负担，且由于周期性寻优，会对系统的输出电压造成周期性的波动。

3.电导增量法是目前跟踪MPP快速而准确的算法之一，但其缺点是：对硬件的要求非常高，特别是要求模拟信号的数字化转换精确而快速，且必须要对信号做高质量的滤波处理，否则无法实现找到MPP的功能。此外还有同扰动观察法一样占用CPU时间太多的缺点。

这些技术一般都是以电压作为参考值进行调节，以上算法在在太阳板出现阴影或者遮挡时，出现的双波峰或多波峰完全没有办法越过，因此在应用上存在很多不足。

发明内容

本发明针对现有技术中的不足而提出一种BUCK电路及基于BUCK电路的最大功率点追踪的方法。

本发明的目的之一是提供一种BUCK电路。

本发明的目的之一是基于BUCK电路的最大功率点追踪的方法的算法能够准确、迅速的找到太阳能电池板的最大功率点。

本发明的技术方案如下：

一种BUCK电路，包括太阳能电池板和蓄电池，其特征在于：在太阳能电池板与蓄电池之间还包括：

一输入滤波单元：由电容C1组成；

一主控单元：主要用于产生控制信号；

一同步整流单元：由MOS管Q1、MOS管Q2及肖特基二极管D1组成；

一驱动电路单元：用于驱动同步整流单元，并输出三项PWM；

一输出滤波单元：由电感L1和电容C2组成，用于储存能量；

一电流采样单元：由电阻R1组成，

一逆流保护单元：由R1和DSP组成，

一过流保护单元：由R1和DSP组成。

进一步的，还包括用于防用蓄电池反接MOS管Q4；

进一步的，还包括MOS管Q2和MOS管Q3，Q2和Q3并联做同步整流的下桥臂，起到快速开头的作用。

基于权利要求1-3所述的BUCK电路的最大功率点追踪的方法，步骤如下：

S01：启动最大功率点追踪：PWM按如下规则输出：

1)三项均工作且三项相互错项120度；

2)三项PWM上下管均保留死区且PWML滞后PWMH；

3)PWML保持占空比最小，频率为4KHz；

4)PWMH保持占空比最小，频率为40KHz；

S02：进行最大功率点追踪：PWM按如下规则输出：

1)三项均工作且三项相互错项120度；

2)三项PWM上下管均保留死区且PWML滞后PWMH；

3)PWML保持占空比最小，频率为4KHz；

4)PWMH保持占空比由最小按步长逐渐加大，频率为40KHz；

5)采集在最大功率点追踪过程中的输出电流值；

S03：结束最大功率点追踪：PWM按如下规则输出：

1)三项均工作且三项相互错项120度；

2)三项PWM上下管均保留死区且PWML滞后PWMH；

3)PWML保持占空比最小，频率为4KHz；

进一步的，当检测到太阳能电池板电压低于蓄电池、超温或异常情况时将关闭充电，关闭时三路的PWMH和PWML均输出低电平。

进一步的，在结束最大功率追踪后，由在最大功率点追踪过程中的采集到的输出电流值计算出最大功率点的占空比，并将此值直接赋值给三项PWM。

进一步的，追踪结束后异步转换；

a.当采集到的最大功率点的功率大于三项工作功率Pwork-3，则三项由异步转为同步，PWM按如下规则输出：