[发明专利]一种计数、数字存储和比较功能复用的MPPT电路

权利要求书

1.一种计数、数字存储和比较功能复用的MPPT电路，是基于扰动观察算法的最大功率点跟踪电路，用于太阳能电池板的最大功率点跟踪，其特征在于，包括：

模拟转换单元，用来将输入的模拟电流形式的太阳能电池板功率值转换为时间值；

计数器，用来对模拟转换单元转换出的时间值进行计数，计数值大小反映时间的长短，从而反映模拟电流输入信号的大小；

逻辑判断单元，判断两个相邻周期的电池板功率值的大小，确定下一周期电池板输出电压的扰动方向。

2.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述的模拟转换单元包括：

片外电容C和片内模拟比较器，输入反映功率大小的电流，将片外电容C充电至电压达到阈值电压时，片内模拟比较器输出停止计数器计数的信号；

NMOS和PMOS组成的门电路，与片内模拟比较器的输出相配合，实现停止/开始计数信号的输出。

3.如权利要求2所述的电路，其特征在于，当片内时钟信号到来时，输入的反映功率大小的电流开始对片外电容C充电，同时计数器开始计数，当片外电容C的电压达到阈值电压时，计数器停止计数，一个扰动周期结束，计数器的值代表了电池板输出功率值的大小。

4.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述的计数器是由N个D触发器串联而成。

5.如权利要求4所述的电路，其特征在于，所述的D触发器按2分频的方式连接，即Q’端和触发器的D端相连。

6.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述的计数器，在时钟的控制下，在一个扰动周期内进行加法计数，而在下一个扰动周期内进行减法计数，如此交替变化，判断减法计数过程中计数器的值是否过0即可实现计数值的数字存储和数字比较功能的复用。

7.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述的逻辑判断单元由N输入与门电路、双输入与门电路、或门电路和D触发器串联组成；N输入与门电路的N个输入端分别连接N位计数器的N个输出端。

8.如权利要求7所述的电路，其特征在于，所述逻辑判断单元对N位计数器的输出进行与操作，判断输出是否为0，出现0则对逻辑判断单元中的D触发器触发一次，扰动方向改变；输出不为0，则不对D触发器触发，扰动方向不改变。

9.一种利用权利要求1-8任一项MPPT电路进行扰动方向判断的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

(1)初始化：每个扰动周期开始时，复位信号将计数器清零；

(2)第一次扰动：时钟信号到来，逻辑判断单元输出扰动信号，使太阳能电池板的输出电压扰动一次；待电池板输出稳定后，反映功率值大小的电流信号对模拟转换单元的片外电容C充电，计数器开始加法计数，当片外电容C的电压达到设定的阈值电压，计数停止；之后，片外电容C放电至零电平，同时计数器中所有D触发器的值翻转一次，实现计数器值取反；

(3)第二次扰动：扰动信号再次到来，使太阳能电池板的输出电压扰动一次，方向和上一次相同；待电池板输出稳定之后，反映功率值大小的电流信号对模拟转换单元的片外电容C充电，计数器开始加法计数，当片外电容C的电压达到设定的阈值电压，计数停止；

(4)扰动方向判断：第二次计数过程中，判断计数器中所有D触发器的状态是否出现同时输出高电平的情况，即D触发器的Q’端全为0，则说明第二次扰动后，电池板输出功率值变大，那么下一周期扰动方向不变；否则，说明电池板输出功率值减小，那么下一次的扰动方向将反向；此时，一个判断周期结束，电路进入下一个循环。