一种MPPT光伏充电控制系统技术方案

本发明专利技术涉及一种MPPT光伏充电控制系统，包括电源模块、主电路模块、控制电路模块、PWM驱动电路模块、蓄电池、MCU控制器，该PWM驱动电路模块采用光耦隔离驱动BUCK电路；该MPPT光伏充电控制系统具有两个BUCK电路，该BUCK电路由(mos1 mos2)L1(D1 D2)组成的一路BUCK1和(mos3 mos4)L1(D3 D4)组成的BUCK2并联而成，双相buck交错驱动PWM驱动电路模块，MCU控制器控制主电路模块为蓄电池充电，该控制系统该系统可按照蓄电池的特性分3个阶段对蓄电池充电，同时还能对过放电池进行预充电，效率高，有效提高蓄电池寿命；采用双相BUCK交错并联电路拓扑，有效提高充电效率，降低原件尺寸，降低纹波。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及太阳能光伏充电
，具体是涉及一种MPPT光伏充电控制系统。
技术介绍
申请号为201210024839.X的中国专利技术专利申请公开了一种具备MPPT功能的宽电压输入智能光伏充电控制系统，包括太阳能电池阵列和蓄电池，太阳能电池阵列连接升降压电路，升降压电路连接充电电路，充电电路连接蓄电池；还包括单片机控制器，单片机控制器连接充电电路，充电电路的输出端通过电流电压检测电路反馈至单片机控制器，单片机控制器还通过开关PWM控制电路连接至升降压电路，蓄电池还连接有用于实时监测蓄电池表面温度的温度传感器，温度传感器连接单片机控制电路；单片机控制电路还连接一用于显示及报警的液晶模块。本专利技术可在5V-26V范围内对12V蓄电池进行预设模式充电，该光伏充电控制系统的工作虽然稳定可靠，但是其功能单一，使用场合较为局限，充电效率较低，蓄电池的使用寿命段。此外，现有技术中的一种基于BUCK的MPPT太用能充电控制器，由于采用单个BUCK变换器在进行大电流输出时，由于器件内部应力的增加，会产生较高的热量，效率也较低。
技术实现思路
为克服上述现有技术中的缺陷与不足，本专利技术提供一种采用双相BUCK交错并联电路拓扑；充电控制程序采用了主要的智能充电算法、MPPT算法以及PID追踪目标电压电流值。该系统针对不同容量的蓄电池充电参数不同，可以手动设置蓄电池容量已对应不同容量蓄电池的充电特性。充电控制模块的充电算法单元充分考虑了蓄电池的充电特性曲线，可以在保证蓄电池寿命的前提下实现对蓄电池的高效率充电。为实现上述目的本专利技术的技术方案是，一种MPPT光伏充电控制系统，包括一电源模块，所述电源模块为开关电源芯片UC3848和高频变压器构成的反激电源；所述电源模块为整个系统供电；一主电路模块，该主电路模块具有BUCK电路和电流检测电路；一PWM驱动电路模块，其与主电路模块连接，该PWM驱动电路模块采用光耦隔离驱动BUCK电路；PWM驱动电路模块：采用光耦隔离驱动，有效保护控制电路。隔离电源由变压器得到。一控制电路模块：该控制电路模块为STM32f103c8t6集成电路芯片；一蓄电池，所述蓄电池与所述主电路模块连接；一MCU控制器，其与主电路模块连接；所述BUCK电路采用BUCK1和BUCK2双向的BUCK交错并联电路拓扑；该BUCK电路由(mos1mos2)L1(D1D2)组成的一路BUCK1和(mos3mos4)L1(D3D4)组成的BUCK2并联而成，双相buck交错驱动PWM驱动电路模块，MCU控制器控制主电路模块为蓄电池充电。使用双相buck并联，使用交错180度的PWM控制。多相buck可以有效提高效率，在大电流的场合有效减少电感体积及电感损耗，降低输出电流纹波，在相同输出电压纹波要求下减小输出滤波电容的值。优选的是，所述电源模块的输出电压为包括正负12V和正负3.3V。在上述任一方案中优选的是，其还包括充电控制模块，该充电控制模块包括智能算法带能源、MPPT算法单元及PID追踪目标电压电流值单元。在上述任一方案中优选的是，在0-180°相位，BUCK1工作，MCU控制器通过驱动电路输出给(mos1mos2)一定占空比的方波，在输出波形正周期太阳能电池板通过(mos1mos2)—L1—电池回路给蓄电池充电。在上述任一方案中优选的是，在L1中电流线性上升，同时给C5，C6充电；在输出波形负周期，L1通过回路L1——电池——(D1D2)给电池充电，电感电流线性下降。在上述任一方案中优选的是，在180-360°相位，BUCK2工作，MCU控制器通过驱动电路输出给(mos3mos4)一定占空比的方波，在输出波形正周期太阳能电池板通过(mos3mos4)—L1—电池回路给蓄电池充电。在上述任一方案中优选的是，在L1中电流线性上升，同时给C5，C6充电；在输出波形负周期，L1通过回路L1——电池——(D3D4)给电池充电，电感电流线性下降。在上述任一方案中优选的是，其还包括太阳能电池板，所述太阳能电池板通过控制电路模块与MCU控制器连接。在上述任一方案中优选的是，其还包括防倒灌电路。采用mos管防倒灌电路，在电池电压高于输入电压时，关断PV+端MOS管，相比二极管防倒灌，有效减少功率损耗和发热。在上述任一方案中优选的是，所述MCU控制器通过驱动电路控制防倒灌电路启闭。在上述任一方案中优选的是，所述光伏充电控制系统由电源模块、主电路(BUCK电路)模块、PWM驱动电路模块和控制电路模块组成。本专利技术的MPPT光伏充电控制系统的工作过程为：当蓄电池正确接上时，UC3845启动，5V及辅助电源模块开始工作，12V输出给UC3845持续供电使电源模块有持续输出。蓄电池通过此电源模块给控制器中所有ic供电，并产生可以驱动MOS管的隔离电源。当控制器正常启动后，会开始自动检测蓄电池组，区分12/24/36V系统，区分成功后控制器开始启动充电算法。每隔一段时间，MCU不停检测充电电压与充电电流，通过内部算法确定充电阶段。充电算法充分结合蓄电池充电特性曲线，包括过放电池预充电、MPPT充电、恒压充电和浮充等。不同的充电状态通过对应的内部算法通过MCU输出不同占空比的方波到驱动电路，驱动电路由此驱动BUCK电路。同时，控制器每个一段时间还会启动充电监测程序，当蓄电池电压高于输入电压时，启动防倒灌程序控制输入端并联的MOS管关断；当过压过流超过一定时间启动保护程序并发出蜂鸣器警报；当温度过高时开启风扇。与现有技术相比本专利技术的有益技术效果在于：该系统可按照蓄电池的特性分3个阶段对蓄电池充电，同时还能对过放电池进行预充电，效率高，有效提高蓄电池寿命；采用双相BUCK交错并联电路拓扑，有效提高充电效率，降低原件尺寸，降低纹波。附图说明图1为按照本专利技术的MPPT光伏充电控制系统硬件原理图的电源模块示意图。图2为按照本专利技术的MPPT光伏充电控制系统的BUCK电路原理图。图3为按照本专利技术的MPPT光伏充电控制系统的PWM驱动电路原理图。图4为按照本专利技术的MPPT光伏充电控制系统中硬件控制系统的最小系统图。图5为按照本专利技术的MPPT光伏充电控制系统中硬件控制系统外围电路图。图6为按照本专利技术的MPPT光伏充电控制系统中硬件电流检测原理图。图7为照本专利技术的MPPT光伏充电控制系统总体框图。图8为照本专利技术的MPPT光伏充电控制系统的充电程序框图。具体实施方式如图1-8所示，一种MPPT光伏充电控制系统，该系统包括一电源模块，所述电源模块为开关电源芯片UC3848和高频变压器构成的反激电源；所述电源模块为整个系统供电；所述本专利技术的MPPT光伏充电控制系统在采样时需要用到正负12V电源，同时控制电路需要3.3V电源，采用模块将太阳能变成正负12V，再通过降压得到3.3V。所述系统通过将同一个电源通过磁珠隔离分别供给模拟电路和数字电路，取得良好的效果。该MPPT光伏充电控制系统单元包括：一主电路模块，该主电路模块具有BUCK电路和电流检测电路；所述BUCK电路采用BUCK1和BUCK2双向的BUCK交错并联电路拓扑；该BUCK电路由(mos1mos2)L1(D1D2)组成的一路BUCK1和(mos3mos4)L1(D3D4)组成的BUCK2并联而成，双相buck本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种MPPT光伏充电控制系统，包括一电源模块，所述电源模块为开关电源芯片UC3848和高频变压器构成的反激电源；所述电源模块为整个系统供电；一主电路模块，该主电路模块具有BUCK电路和电流检测电路；一PWM驱动电路模块，其与主电路模块连接，该PWM驱动电路模块采用光耦隔离驱动BUCK电路；一控制电路模块：该控制电路模块为STM32f103c8t6集成电路芯片；一蓄电池，所述蓄电池与所述主电路模块连接；一MCU控制器，其与主电路模块连接；所述BUCK电路采用BUCK1和BUCK2双向的BUCK交错并联电路拓扑；该BUCK电路由(mos1 mos2)L1(D1 D2)组成的一路BUCK1和(mos3 mos4)L1(D3 D4)组成的BUCK2并联而成，双相buck交错驱动PWM驱动电路模块，MCU控制器控制主电路模块为蓄电池充电。

【技术特征摘要】
1.一种MPPT光伏充电控制系统，包括一电源模块，所述电源模块为开关电源芯片UC3848和高频变压器构成的反激电源；所述电源模块为整个系统供电；一主电路模块，该主电路模块具有BUCK电路和电流检测电路；一PWM驱动电路模块，其与主电路模块连接，该PWM驱动电路模块采用光耦隔离驱动BUCK电路；一控制电路模块：该控制电路模块为STM32f103c8t6集成电路芯片；一蓄电池，所述蓄电池与所述主电路模块连接；一MCU控制器，其与主电路模块连接；所述BUCK电路采用BUCK1和BUCK2双向的BUCK交错并联电路拓扑；该BUCK电路由(mos1mos2)L1(D1D2)组成的一路BUCK1和(mos3mos4)L1(D3D4)组成的BUCK2并联而成，双相buck交错驱动PWM驱动电路模块，MCU控制器控制主电路模块为蓄电池充电。2.如权利要求1所述的MPPT光伏充电控制系统，其特征在于：所述电源模块的输出电压为包括正负12V和正负3.3V。3.如权利要求1所述的MPPT光伏充电控制系统，其特征在于：其还包括充电控制模块，该充电控制模块包括智能算法单元、MPPT算法单元及PID追踪目标电压电流值单元。4.如权利要求2所述的MPPT光伏充电控制系统，其特征在于：在0-180°相位，BUCK1工作，...

【专利技术属性】
技术研发人员：滕敏亮，滕军，雷建峰，
申请(专利权)人：浙江腾腾电气有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33