[发明专利]一种光伏电池最大功率点跟踪控制电路及方法

权利要求书

1.一种光伏电池最大功率点跟踪控制电路，其特征在于：包括电力变换电路、光伏电压检测电路(1)、光伏电流检测电路(2)、第一判断电路(3)、电压延迟电路(4)、第一乘法电路(5)、PI控制电路(6)、脉宽调制信号生成电路(7)、电压比较电路(8)、功率延迟电路(9)、功率比较电路(10)、第二乘法电路(11)、第二判断电路(12)、第三判断电路(13)和驱动电路(14)；

并联在光伏电池输出端两侧的光伏电压检测电路(1)的输出端分别与第一判断电路(3)的一个输入端、电压延迟电路(4)的输入端、第一乘法电路(5)的一个输入端、PI控制电路(6)的一个输入端、电压比较电路(8)的同相输入端相连接；

串联在光伏电池输出端的光伏电流检测电路(2)的输出端与第一乘法电路(5)的另一个输入端相连接；

光伏电池输出并联电容C并联在Boost电路输入端的两侧；

Boost电路输出端连接用电负荷；

第一判断电路(3)的另一个输入端接入给定的电压区间信号u_m±η，其中u_m为给定的光伏电池在标准条件下最大功率点所对应的输出电压，η是所允许的电压波动范围的幅值，第一判断电路(3)的输出端与第三判断电路(13)的第一输入端相连接；

电压延迟电路(4)的输出端与电压比较电路(8)的反相输入端相连接；

第一乘法电路(5)的输出端与功率延迟电路(9)的输入端和功率比较电路(10)的同相输入端相连接；

PI控制电路(6)的另一个输入端接入给定的光伏电压区间信号u_m±η，PI控制电路(6)的输出端与脉宽调制信号生成电路(7)的输入端相连接；

脉宽调制信号生成电路(7)的输出端与第三判断电路(13)的第二输入端相连接；

电压比较电路(8)的输出端与第二乘法电路(11)的一个输入端相连接；

功率延迟电路(9)的输出端与功率比较电路(10)的反相输入端相连接；

功率比较电路(10)的输出端与第二乘法电路(11)的另一个输入端相连接；

第二乘法电路(11)的输出端信号与第二判断电路(12)的输入端相连接；

第二判断电路(12)的输出端与第三判断电路(13)的第三输入端相连接；

第三判断电路(13)的输出端与驱动电路(14)的输入端相连接；

驱动电路(14)的输出端与电力变换电路的电力电子开关器件的控制端相连接。

2.根据权利要求1所述的一种光伏电池最大功率点跟踪控制电路，其特征在于：所述电力变换电路为Boost电路。

3.一种采用权利要求1或2所述的光伏电池最大功率点跟踪控制电路的控制方法，其特征在于：

光伏电压检测电路(1)对光伏电池的输出电压进行实时检测，并将检测的结果以模拟信号的形式实时输出至第一判断电路(3)的一个输入端、电压延迟电路(4)的输入端、第一乘法电路(5)的一个输入端、PI控制电路(6)的一个输入端、电压比较电路(8)的同相输入端，输出信号为u_pv；

光伏电流检测电路(2)对光伏电池的输出电流进行实时检测，并将检测的结果以模拟信号的形式实时输出至第一乘法电路(5)的另一个输入端，输出信号为i_pv；

第一判断电路(3)判断u_pv与给定的电压区间信号u_m±η大小关系，当u_m-ηu_pvu_m+η，第一判断电路(3)输出高电平信号，反之则输出低电平信号，输出信号传输至第三判断电路(13)的第一输入端；

电压延迟电路(4)将输入信号u_pv延迟给定时间后输出至电压比较电路(8)的反相输入端；

电压比较电路(8)对两个输入信号进行比较，当同相输入端信号大于反相输入端信号时，其输出信号为正，表明此时光伏电池输出电压是逐渐上升的，反之输出为负，表明此时光伏电池输出电压是逐渐下降的；

第一乘法电路(5)对u_pv和i_pv进行乘法运算，得到当前光伏电池的输出功率值，并将运算结果以模拟信号的形式实时输出至功率延迟电路(9)的输入端和功率比较电路(10)的同相输入端；

光伏功率延迟电路(9)将输入信号延迟固定时间后，输出至功率比较电路(10)的反相输入端；

功率比较电路(10)对两个输入信号进行比较，当同相输入端信号大于反相端输入信号时，输出信号为正，表明此时光伏电池的输出功率是逐渐上升的，反之输出为负，表明此时光伏电池的输出功率是逐渐下降的；

电压比较电路(8)与功率比较电路(10)输出的信号传送至第二乘法电路(11)，第二乘法电路(11)的输出传送至第二判断电路(12)；当第二乘法电路(11)的输出信号为负时，此时光伏电池的工作点位于P-U特性曲线上的最大功率点右侧，第二判断电路(12)的输出信号为高电平；当第二乘法电路(11)的输出信号为正时，此时光伏电池的工作点位于P-U特性曲线上的最大功率点左侧，第二判断电路(12)的输出信号为低电平；第二判断电路(12)的输出信号传输至第三判断电路(13)的第三输入端；

PI控制电路(6)将u_pv作为反馈信号，给定的光伏电压区间信号u_m±η作为给定信号，利用PI控制器输出调节信号传输至脉宽调制信号生成电路(7)；

脉宽调制信号生成电路(7)的输出信号传输至第三判断电路(13)的第二输入端；

第一判断电路(3)的输出为低电平时，第三判断电路(13)将脉宽调制信号生成电路(7)的输出传送至驱动电路(14)，对电力变换电路进行控制，利用恒电压法使光伏电池的输出功率扰动到最大功率点附近；当第一判断电路(3)的输出为高电平时，第三判断电路(13)将第二判断电路(12)的输出传送至驱动电路(14)，对电力变换电路进行控制，当第二判断电路(12)的输出信号为高电平时，令电力变换电路中的电力电子开关器件导通，光伏电池的工作点沿着P-U特性曲线逐步左移至最大功率点，当第二判断电路(12)的输出信号为低电平时，令电力变换电路的电力电子开关器件关断，光伏电池的工作点沿着P-U特性曲线逐步右移至最大功率点。