[发明专利]恒定电压跟踪电路、光伏电池系统及其恒定电压跟踪方法

说明书

本发明提供一种恒定电压跟踪电路、光伏电池系统及其恒定电压跟踪方法，包括：获取电压采样信号的电压采样模块；获取温度采样信号的温度采集模块；及基于电压采样信号及温度采样信号调整太阳能板输出电流，实现最大功率点跟踪的跟踪控制模块。采集太阳能板的工作环境温度，得到温度采样信号；基于温度采样信号产生相应的基准电压信号，所述温度采样信号越大，所述基准电压信号越小；将太阳能板的电压采样信号与基准电压信号比较，并基于比较结果控制太阳能板的输出电流，实现最大功率点跟踪。本发明增加了环境温度变量，让系统更满足实际使用环境的要求，无论是高温，常温还是低温，都能跟踪到MPPT点，精确度和适应性大大提高。

技术领域

本发明涉及集成电路设计领域，特别是涉及一种恒定电压跟踪电路、光伏电池系统及其恒定电压跟踪方法。

背景技术

随着工业的发展，越来越多的用电设备融入到人们的生活和生产中，但是这些用电设备需要消耗大量的电能，电能主要通过石油、煤炭等不可再生能源产生。随着20世纪70年代石油危机的爆发，世界各国察觉到能源开发的重要性，绿色可再生能源被越来越多应用到生活中，太阳能是其中发展最为迅速的一种新兴的可再生能源。

太阳能电池又称为“太阳能芯片”或“光电池”，是一种利用太阳光直接发电的光电半导体薄片。它只要被满足一定照度条件的光照到，瞬间就可输出电压及在有回路的情况下产生电流。在物理学上称为太阳能光伏(Photovoltaic，缩写为PV)，简称光伏。

为了提高光伏电池的转换效率，通常都需要采用MPPT跟踪技术(Maximum PowerPoint Tracking)，常见的MPPT跟踪技术有四种：①恒定电压跟踪法；②扰动观测法；③导纳增量法；④智能控制的方法。四种方法中，恒定电压跟踪法是我们采用硬件设计最容易实现的方案，成本也最低。扰动观测法、导纳增量法及智能控制法都设计到软硬件结合，算法相对复杂。

传统的恒定电压跟踪法采用开环控制，控制简单，控制易实现；系统不会出现因给定的控制电压剧烈变化而引起振荡，具有良好的稳定性。但是，传统的恒定电压跟踪法只能实现粗略的MPPT点跟踪，控制精度差；控制的适应性差，当系统外界环境，如太阳辐射强度，光伏电池板温度发生改变时系统难以进行准确的最大功率点跟踪。

因此，如何减小环境对MPPT跟踪方法的影响、提高MPPT跟踪方法的控制精度和适应性，已成为本领域技术人员亟待解决的问题之一。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种恒定电压跟踪电路、光伏电池系统及其恒定电压跟踪方法，用于解决现有技术中MPPT跟踪方法控制精度低，适应性差等问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种恒定电压跟踪电路，所述恒定电压跟踪电路至少包括：

电压采样模块、温度采集模块及跟踪控制模块；

所述电压采样模块连接于太阳能板的两端，用于对所述太阳能板两端的电压进行采样，得到电压采样信号；

所述温度采集模块连接于所述跟踪控制模块输入端，用于采集所述太阳能板的工作环境温度，得到温度采样信号；

所述跟踪控制模块连接于所述太阳能板的两端，并连接所述电压采样模块及所述温度采集模块的输出端，基于所述电压采样信号及所述温度采样信号调整所述太阳能板的输出电流，以使所述太阳能板的输出电压稳定在最大功率点。

可选地，所述电压采样模块包括至少两个采样电阻，各采样电阻串联连接，各采样电阻分压得到所述电压采样信号。

可选地，所述温度采集模块包括二极管。

可选地，所述跟踪控制模块包括基准单元、压控电流沉、压控电流源、电流转电压单元、比较单元及电流调整单元；

所述基准单元连接所述温度采集模块，基于所述温度采样信号调整基准电压信号；