[实用新型]一种可双向充电的MPPT光伏充电控制电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种太阳能充电控制器的拓扑电路，具体是一种可双向充电的MPPT光伏充电控制电路。

背景技术

由于太阳能电池板的输出特性受外界因素影响较大，主要受光照强度和温度等环境的影响，最大功率点(输出电压与输出电流的乘积)经常会发生变化。MPPT控制器目的是为了提高发电系统效率，力求根据不同的条件来实时调整系统参数，使太阳能电池板时刻工作在最大工作功率点附近。MPPT充电控制器是传统PWM充电控制的升级替代产品。

图1是现有的市场上应用最广的降压MPPT控制器的拓扑图，要求太阳能板的最大工作点电压较蓄电池电压要高。PV代表太阳能板，BAT代表蓄电池。M1是防止蓄电池在夜间通过太阳能板放电，同时也在太阳能板接反时起到保护CAP1电容的作用，M2是主开关管，D1是续流二极管，L2是降压电感，M3是低电压侧的蓄电池接反后起保护作用，CAP2是输出滤波电感，BAT是储能的蓄电池，通过采集RES1上流过电流和蓄电池电压的太小来判断太阳能板是否工作在最大工作点。

图2是现有的市场上应用最广的升压MPPT控制器的拓扑图，要求太阳能板的最大工作点电压较蓄电池电压要低。PV代表太阳能板，BAT代表蓄电池。W43是防止蓄电池在夜间通过太阳能板放电，同时也在太阳能板接反时起到保护CAP42电容的作用，W42是主开关管，D41是升压二极管，L20是升压电感，W41是低电压侧的蓄电池接反后起保护作用，CAP42是输出滤波电感，BAT是储能的蓄电池，通过采集RES21上流过电流和蓄电池电压的太小来判断太阳能板是否工作在最大工作点。

现有方案有以下缺陷：现有的控制器升压和降压MPPT充电是不同的控制拓扑，限制了使用的灵活性；现在的拓扑大多采用二极管升压或是续流，这样就限制了太阳能板和蓄电池的电压差别不能太大，否则会发热较大，从而影响效率。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种扩展性好、效率高的可双向充电的MPPT光伏充电控制电路，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种可双向充电的MPPT光伏充电控制电路，包括高电压侧A1、低电压侧B1、升降压模块、控制及显示部分、太阳能板和蓄电池，所述升降压模块分别连接高电压侧A1、低电压侧B1、控制及显示部分，所述太阳能板和蓄电池分别连接在高电压侧A1上或低电压侧B1上，所述升降压模块包括第一场效应管Q1、第二场效应管Q2、第三场效应管Q3、第四场效应管Q4、第一电阻R1、第二电阻R2、第一电容C1、第二电容C2和电感L1，所述高电压侧A1的正极连接第一场效应管Q1的源极，第一场效应管Q1的漏极通过第一电阻R1分别连接第一电容C1和第二场效应管Q2的漏极，第一电容C1另一端分别连接高电压侧A1的负极、第四场效应管Q4的漏极和低电压侧B1的负极，第二场效应管Q2的源极分别连接电感L1和第三场效应管Q3的漏极，第三场效应管Q3的源极分别连接第四场效应管Q4的源极和第二电容C2，电感L1另一端分别连接第二电容C2另一端和和第二电阻R2，第二电阻R2另一端连接低电压侧B1的正极。

作为本实用新型再进一步的方案：所述太阳能板电压低于蓄电池电压时，太阳能板连接在低电压侧B1上，蓄电池连接在高电压侧A1上，同时在控制及显示部分中将蓄电池对应的开关调整到高电压端；太阳能板电压高于蓄电池电压时，太阳能板连接在高电压侧A1上，蓄电池连接在低电压侧B1上。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型采用第二场效应管Q2和第三场效应管Q3进行续流和整流，相对于传统的采用二极管续流和整流，扩大了太阳能板和蓄电池之间的压差范围，同时也会使发热减少，有利于减少发热，提高效率。在升降压模块的高电压一端连接太阳能板和蓄电池间电压较高者，低电压侧连接太阳能板或蓄电池间电压较低者，系统自动选择工作在降压充电模式还是升压充电模式，极大的方便了工程安装。

附图说明

图1是现有的市场上应用最广的降压MPPT控制器的拓扑图。

图2是现有的市场上应用最广的升压MPPT控制器的拓扑图。

图3是本实用新型的系统框图。

图4是本实用新型中升降压模块的电路连接图。

图5是本实用新型中电池板电压大于蓄电池电压时的连接方法示意图。

图6是本实用新型中电池板电压小于蓄电池电压时的连接方法示意图。

具体实施方式