[发明专利]最大功率点的检测电路

说明书

本发明涉及最大功率点的检测电路，特别涉及能够追踪随入射到太阳能电池的太阳光强度和周边温度而变化的最大功率点的最大功率点检测电路。

最近，对能够更有效地利用太阳能的装置的研究非常活跃。为了把太阳能转化成电能而使用着太阳能电池，但太阳能电池的功率如图4所示随入射到太阳能电池的太阳光强度及如图5所示随周边温度而发生变化。这样的变化可改变太阳能电池的输出阻抗。所以，当用太阳能电池驱动固定的负载时发生阻抗的不匹配而出现由太阳能电池加到负载的功率传输效率差的问题。因此，正在开展使功率传输达到最大化从而最充分地利用能源的研究。

图6表示的美国专利4,873,480号中的技术。此专利技术在太阳能电池面板上设置了电池阵列和一个独立的电池，并通过该独立的电池产生基准电压。将产生的该基准电压与电池阵列的输出电压相比较后产生脉冲宽度调制信号，对该脉冲宽度调制信号响应并调整供给负载的功率从而使太阳能电池的输出电压与太阳光强度和周边温度无关而总是保持一定的电压值。

但是，上述美国专利技术存在如下的问题：如图4所示，由太阳光产生的最大功率点的电压是一点点逐渐变化的，因而使用一定的基准电压可以提高它的效率，却不能经常在全部条件下传输最大功率，并且不得不备有另一独立的电池。

图7表示的是美国专利4,580,090号的技术。为补偿图5所示的随温度变化而产生的太阳能电池的电压变化，使用了能够检测太阳能电池的输出电压并使被检测的电压按温度可得到补偿的热敏电阻。但它也存在如下的问题，即检测电压是通过对太阳能电池的输出电压由电阻的电压分配进行分压而得到的，并利用与这些电阻串联的热敏电阻进行温度补偿，因此在太阳光极小的情况下无法控制而导致整体效率的降低。

图8表示的是美国专利4,916,382号的技术。它利用模拟数字转换器对太阳能电池的输出电压和输出电流进行转换得到相应的数字数据，再利用微处理器对所得到的数字数据进行程序处理后储存最大功率点。但此专利技术也存在问题，即由于使用了微处理器再加上接口电路的组成等，使电路的结构复杂、成本上升。

为了解决上述现有技术的问题，本发明提供一种与太阳光强度和周边温度无关且能够经常追踪最大功率点的最大功率点的检测电路。

本发明的另一目的在于提供一种电路结构简单的最大功率点的检测电路。

为达到上述目的，本发明的第一种结构具有：响应太阳能电池的输出电压和输出电流并产生功率检测信号的功率检测单元；产生取样信号的信号发生单元；以及最大功率点判断单元，该判断单元响应上述取样信号，对由以前的一定期间内的上述功率信号充电的第一电荷量与同上述一定期间相等的现在的一定期间内的上述功率检测信号充电的第二电荷量进行比较，若以前的电荷量大于现在的电荷量则判断为上述太阳能电池的输出功率在减小并产生此判断信号。由此，可进行与太阳光强度和周边温度无关的最大功率点的追踪。而且，电路的构成也简单了。

本发明的第二种结构是，上述功率检测单元包括：检测上述太阳能电池的输出电压并产生电压检测信号的电压检测部分；检测上述太阳能电池的输出电流并产生电流检测信号的电路检测部分；以及将上述的电压检测信号和电流检测信号相乘而产生上述功率检测信号的乘法器。因此，能产生具有特性曲线的功率检测信号。

本发明的第三种结构是，上述信号发生单元的取样信号包含：在一个周期中高电平区间比低电平区间长的第一开关信号；上述第一开关信号的高电平区间移位而形成的第二开关信号；与上述第一及第二开关信号的周期相同的时钟信号，该时钟信号一个周期中的高电平区间是上述第一及第二开关信号的高电平重叠的区间；与上述第一及第二开关信号的周期相同且以上述时钟信号的下降沿做为上升沿的置位信号。因此，可以检测出在两个期间内功率检测信号的大小没有变化而保持原状。