一种新型的MPPT硬件结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种新型的MPPT硬件结构，步骤为：采样测量当前太阳能电池板开路电压和蓄电池电压；当太阳能电池开路电压大于蓄电池电压，开启追踪，主控单元输出PSMC1A、PSMC1B和PSMC2A；PSMC1A经过与逻辑电路输出PWM1，PSMC1B和PSMC2A经过与逻辑电路输出PWM2；PWM1和PWM2经过驱动电路单元分别输出PWMH和PWML；PWMH和PWML驱动同步整流单元扫描太阳能电池板的P-V曲线，通过比较电流采样单元实时采样输出电流，获得太阳能电池板最大功率点。本实用新型专利技术能够准确、迅速找到太阳能电池板的最大功率点，且不受光照、温度、阴影遮挡等环境因素限制，追踪速度快、效率高。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及太阳能电池板的最大功率点追踪
，具体是一种新型的MPPT硬件结构。
技术介绍
由于太阳能电池板的输出特性是非线性的，主要受光照强度和温度等外界环境的影响，最大功率点经常会发生变化。MPPT控制器目的是为了提高系统效率，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。目前比较成熟的MPPT算法主要有扰动观察法、增量电导法、恒定电压法等，这些技术一般都是以电压作为参考值进行调节的。其中应用最广的方法是扰动观察法，因其算法简单，容易实现，对技术要求不高而应用极其广泛，但也有明显的缺点，扰动观察法的原理是扰动电池板的输出电压，并按照使输出功率增加的原则来对系统进行控制，在稳态时，系统会在最大功率点附近振荡运行而导致功率损失，且当光照强度或温度快速变化时系统容易出现误判。此外，当太阳能电池板部分位置有阴影遮挡时，电池板的P-V曲线会有多个功率波峰点，这种情况采用传统的追踪算法无法确定哪个波峰为最大功率点。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种新型的MPPT硬件结构，来避免上述技术的不足之处。为实现上述目的，本技术提供如下技术方案:一种新型的MPPT硬件结构，包括太阳能电池板、输入滤波单元、主控单元、逻辑处理单元、驱动电路单元、同步整流单元、输出滤波单元、电流采样单元和蓄电池。作为本技术进一步的方案:所述输入滤波单元包括电容Cl，所述同步整流单元包括场效应管Q1、场效应管Q2和肖特基二极管D1，所述输出滤波单元包括电感LI和电容C2，所述电流采样单元包括电阻R1，所述太阳能电池板的负极接地，所述太阳能电池板的正极与电容Cl的正极连接，所述电容Cl的负极接地，所述太阳能电池板的正极还与场效应管Ql的2脚连接，所述场效应管Ql的3脚与场效应管Q2的2脚连接，所述场效应管Q2的3脚接地，所述场效应管Q2的2脚与接地的肖特基二极管Dl连接，所述场效应管Q2的2脚通过电感L1、电阻Rl与蓄电池的正极连接，所述电感LI的另一端通过电容C2接地，所述蓄电池的负极接地；所述主控单元输出PSMC1A、PSMC1B和PSMC2A，所述PSMClA经过逻辑处理单元处理成PWMl，所述PSMClB和PSMC2A经过逻辑处理单元处理成PWM2，所述PWMl经过驱动电路单元输出PWMH，所述PWM2经过驱动电路单元输出PWML，所述PWMH与场效应管Ql的I脚连接，所述PWML与场效应管Q2的I脚连接。与现有技术相比，本技术的有益效果是:能够准确、迅速的找到太阳能电池板的最大功率点，且不受光照、温度、阴影遮挡等环境因素的限制，追踪速度快、效率高。【附图说明】图1是新型MPPT硬件结构框图；图2是正常情况下电池板的P-V曲线；图3是有阴影遮挡的电池板P-V曲线；图4是开始追踪时占空比Dmin时的波形；图5是追踪过程中占空比05(|%时的波形；图6是追踪过程中占空比Dmax时的波形；图7是追踪完成后异步模式转换为同步模式的波形；图8是追踪完成后异步模式转换为同步模式的波形。【具体实施方式】下面将结合本技术实施例及附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。请参阅图1，本技术实施例中，一种新型的MPPT硬件结构，包括太阳能电池板、输入滤波单元、主控单元、逻辑处理单元、驱动电路单元、同步整流单元、输出滤波单元、电流采样单元和蓄电池。所述输入滤波单元包括电容Cl，所述同步整流单元包括场效应管Q1、场效应管Q2和肖特基二极管D1，所述输出滤波单元包括电感LI和电容C2，所述电流采样单元包括电阻Rl，所述太阳能电池板的负极接地，所述太阳能电池板的正极与电容Cl的正极连接，所述电容Cl的负极接地，所述太阳能电池板的正极还与场效应管Ql的2脚连接，所述场效应管Ql的3脚与场效应管Q2的2脚连接，所述场效应管Q2的3脚接地，所述场效应管Q2的2脚与接地的肖特基二极管Dl连接，所述场效应管Q2的2脚通过电感L1、电阻Rl与蓄电池的正极连接，所述电感LI的另一端通过电容C2接地，所述蓄电池的负极接地；所述主控单元输出PSMC1A、PSMC1B和PSMC2A，所述PSMClA经过逻辑处理单元处理成PWMl，所述PSMClB和PSMC2A经过逻辑处理单元处理成，所述PWMl经过驱动电路单元输出PWMH，所述PWM2经过驱动电路单元输出PWML，所述PWMH与场效应管Ql的I脚连接，所述PWML与场效应管Q2的I脚连接。其中，主控单元用于产生控制信号，逻辑处理单元用于把主控单元产生的信号进行逻辑处理，驱动电路单元用于驱动同步整流单元，同步整流单元用于扫描和异步同步转换，电流采样单元用于进行实时采样输出电流，输入滤波单元和输出滤波单元用于储存能量、进行滤波。新型MPPT算法的步骤如下:首先采样测量获得当前太阳能电池板开路电压Vpv和蓄电池电压Vbat，然后比较两个电压值的大小，如果当前太阳能电池板的开路电压Vpv小于蓄电池电压Vbat，主控单元此时不输出控制信号，如果当前太阳能电池板的开路电压Vpv大于蓄电池电压Vbat，则开启追踪，主控单元输出一对频率为40KHZ互补的PWM:PSMClA和PSMC1B，还输出一路频率为4KHZ的PWM:PSMC2A，PSMClA经过与逻辑电路输出与PSMClA同相位同幅度同频率的PWMl，PSMClB和PSMC2A经过与逻辑电路输出与PSMC2A同相位同幅度同频率的PWM2，PWMl和PWM2经过驱动电路单元分别输出同步整流单元中场效应管Ql和场效应管Q2的驱动波形PWMH和PWML，此时，同步整流单元场效应管Ql的驱动波形PWMH的占空比DH从设定的最小占空比Dmin以一定的步长增大到设定的最大占空比Dmax，频率为40KHZ，场效应管Q2的驱动波形PWML的占空比DL保持最小，频率为4KHZ，PWMH和PWML在此过程中的部分波形如图4-图6所示。整个扫描过程同步整流单元工作在异步模式，即场效应管Ql的开关频率为40KHZ，占空比发生变化，而场效应管Q2的开关频率为4KHZ，占空比固定不变。场效应管Ql的驱动波形PWMH的占空比从Dmin增大到Dmax的过程就是扫描整个太阳能电池板P-V曲线(如图2-图3所示)的过程。在整个扫描过程中，电流采样单元时时采样输出电流，通过比较获得最大电流Imax，Imax对应的占空比就是太阳能电池板最大功率点的占空比DMPP0当扫描到太阳能电池板最大功率点后，如果当前电流采样单元采样到的电流值Il大于预先设定的异步模式转换到同步模式标识电流值Ix，则需要把同步整流单元转换为同步模式，即场效应管Ql和场效应管Q2的驱动波形频率都为40KHZ，相位相反，转换过程为:主控单元以一定步长值增大PSMC2A的占空比直至PSMC2A占空比为100%，在该过程中PSMC2A与PSMClB通过逻辑单元电路输出PWM2，PWM2为在4KHZ周期内波形数量逐次增加与PSMClB同相位的PWM，直至经过驱动电路单元输本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型的MPPT硬件结构，其特征在于，包括太阳能电池板、输入滤波单元、主控单元、逻辑处理单元、驱动电路单元、同步整流单元、输出滤波单元、电流采样单元和蓄电池，所述输入滤波单元包括电容C1，所述同步整流单元包括场效应管Q1、场效应管Q2和肖特基二极管D1，所述输出滤波单元包括电感L1和电容C2，所述电流采样单元包括电阻R1，所述太阳能电池板的负极接地，所述太阳能电池板的正极与电容C1的正极连接，所述电容C1的负极接地，所述太阳能电池板的正极还与场效应管Q1的2脚连接，所述场效应管Q1的3脚与场效应管Q2的2脚连接，所述场效应管Q2的3脚接地，所述场效应管Q2的2脚与接地的肖特基二极管D1连接，所述场效应管Q2的2脚通过电感L1、电阻R1与蓄电池的正极连接，所述电感L1的另一端通过电容C2接地，所述蓄电池的负极接地；所述主控单元输出PSMC1A、PSMC1B和PSMC2A，所述PSMC1A经过逻辑处理单元处理成PWM1，所述PSMC1B和PSMC2A经过逻辑处理单元处理成PWM2，所述PWM1经过驱动电路单元输出PWMH，所述PWM2经过驱动电路单元输出PWML，所述PWMH与场效应管Q1的1脚连接，所述PWML与场效应管Q2的1脚连接。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：谷朝栋，曹红泽，李珂，冉晓鹏，
申请(专利权)人：深圳硕日新能源科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44