一种电能提供装置和MPPT控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种电能提供装置和MPPT控制方法，通过主控MCU获取自发电单元的输出电压的上升斜率，再根据上升斜率查表获取使得采集功率最大的控制参数，实现对小电流的最大功率点充电控制，克服现有技术中MPPT控制方法对小充电电流不适用的技术问题，实现利用小电流对储能模块进行最大功率点的充电控制。

【技术实现步骤摘要】
一种电能提供装置和MPPT控制方法
本专利技术涉及电能领域，尤其是一种电能提供装置和MPPT控制方法。
技术介绍
现有技术中，对于太阳能发电板等发电装置对蓄电装置的充电控制方法通常采用MPPT(MaximumPowerPointTracking，全称为最大功率点跟踪)控制方法来实现，采用的是电压电流监控的方法，也就是用电压，电流的传感器进行数据采集，然后计算出当前的功率。当功率发生变化时，调整对应的PWM信号重新找新的最大功率点。这种方法在功率充足的情况下当然问题不大。而对于功率在mW，以及uA的充电电流进行MPPT控制时，利用现有MPPT控制方法(其中的采样、计算、跟踪步骤)显然是不行的了。比如通常的MOS(AO3400)的开通截止功率耗损就到mW级了；而换能器产生的能量是uW级，这点能量根本连MOS管都无法正常的驱动了，后续的传感器采样，计算，跟踪步骤就更加不可能实现了。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的是提供一种电能提供装置和MPPT控制方法，实现小电流的最大功率点充电控制。本专利技术所采用的技术方案是：第一方面，本专利技术提供一种电能提供装置，包括自发电单元、主控MCU和储能模块，所述自发电单元包括磁动能发电模块和/或太阳能发电模块和/或温差电池发电模块和/或离子电池发电模块，所述磁动能发电模块、所述太阳能发电模块、所述温差电池发电模块、所述离子电池发电模块、所述储能模块均与所述主控MCU连接，所述储能模块用于存储所述自发电单元产生的电能；所述磁动能发电模块或所述太阳能发电模块或所述温差电池发电模块或所述离子电池发电模块通过所述主控MCU对所述储能模块进行充电；所述主控MCU用于获取单位时间内所述自发电单元的输出电压的上升斜率，根据所述上升斜率查找预设表格以获取对应的控制参数使采集功率最大，所述预设表格为不同的上升斜率和相应的最大功率点对应的控制参数的对应关系，所述磁动能发电模块、所述太阳能发电模块、所述温差电池发电模块、所述离子电池发电模块的预设表格里的控制参数有所不同；并根据所述最大功率点对应的控制参数控制所述磁动能发电模块或所述太阳能发电模块或所述温差电池发电模块或所述离子电池发电模块对所述储能模块进行充电。进一步地，所述主控MCU通过其IO口内部的mos管采集所述自发电单元所产生的能量。进一步地，所述控制参数包含PWM频率或者PDM密度。进一步地，所述磁动能发电模块包括按压部、一级传动件、二级传动件、永磁转子和绕组定子，所述按压部产生的位移带动所述一级传动件转动，所述一级传动件带动所述二级传动件转动，所述二级传动件带动所述永磁转子转动以使所述绕组定子产生电流。进一步地，所述储能模块包括电容器或可充电电池。第二方面，本专利技术提供一种MPPT控制方法，应用于所述的电能提供装置，包括：主控MCU获取单位时间内自发电单元的输出电压的上升斜率，所述主控MCU根据所述上升斜率查找预设表格以获取对应的控制参数使采集功率最大，所述预设表格为不同的上升斜率和相应的最大功率点对应的控制参数的对应关系，磁动能发电模块、太阳能发电模块、温差电池发电模块、离子电池发电模块的预设表格里的控制参数有所不同；所述主控MCU根据所述最大功率点对应的控制参数控制所述磁动能发电模块或所述太阳能发电模块或所述温差电池发电模块或所述离子电池发电模块对所述储能模块进行充电。进一步地，所述主控MCU通过其IO口内部的mos管采集所述自发电单元所产生的能量。进一步地，所述控制参数包含PWM频率或者PDM密度。本专利技术的有益效果是：本专利技术通过主控MCU获取自发电单元的输出电压的上升斜率，再根据上升斜率查表获取使得采集功率最大的控制参数，实现对小电流的最大功率点充电控制，克服现有技术中MPPT控制方法对小充电电流不适用的技术问题，实现利用小电流对储能模块进行最大功率点的充电控制。附图说明图1是本专利技术中一种电能提供装置的一具体实施例结构框图；图2是本专利技术中一种电能提供装置的太阳能发电模块和主控MCU的一具体实施例电路图；图3是本专利技术中一种电能提供装置的储能模块和电池保护电路的一具体实施例电路图；图4是本专利技术中一种电能提供装置的太阳能发电模块和储能模块的另一具体实施例电路图；图5是本专利技术中一种电能提供装置的主控MCU的另一具体实施例电路图；图6是本专利技术中一种电能提供装置的磁动能发电模块的一具体实施例立体装置示意图(省略部分壳体)；图7是本专利技术中一种电能提供装置的磁动能发电模块的一具体实施例爆炸图；图8是本专利技术中一种电能提供装置的磁动能发电模块的一级传动件的一具体实施例立体示意图。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。实施例1参考图1，图1是本专利技术中一种电能提供装置的一具体实施例结构框图，电能提供装置包括自发电单元、主控MCU和储能模块，自发电单元包括磁动能发电模块和/或太阳能发电模块和/或温差电池发电模块和/或离子电池发电模块，其中，磁动能发电模块是利用切割磁感线原理进行发电，太阳能发电模块是利用光电效应将太阳能转换成电能，温差电池发电模块是利用温差能转化成电能的模块，可以利用热电半导体来实现，而离子电池发电模块是利用离子定向移动产生电流的原理进行发电；磁动能发电模块、太阳能发电模块、温差电池发电模块、离子电池发电模块、储能模块均与主控MCU连接，储能模块用于存储自发电单元产生的电能；磁动能发电模块或太阳能发电模块或温差电池发电模块或离子电池发电模块通过主控MCU对储能模块进行充电；主控MCU用于获取单位时间内自发电单元的输出电压的上升斜率，根据上升斜率查找预设表格以获取对应的控制参数使之采集功率最大，预设表格为不同的上升斜率和相应的最大功率点对应的控制参数的对应关系，磁动能发电模块、太阳能发电模块、温差电池发电模块、离子电池发电模块的预设表格里的控制参数有所不同；并根据最大功率点对应的控制参数控制磁动能发电模块或太阳能发电模块或温差电池发电模块或离子电池发电模块对储能模块进行充电。电能提供装置通过获取自发电单元的输出电压的上升斜率，并根据上升斜率查找预设表格获取使得采集功率最大的控制参数，实现了对小电流的最大功率点充电控制，克服现有技术中MPPT控制方法对小充电电流不适用的技术问题，实现利用小电流对储能模块进行最大功率点的充电控制。具体地，主控MCU负责处理自发电单元的电能采集，存储和能量输出。参考图2，图2是本专利技术中一种电能提供装置的太阳能发电模块和主控MCU的一具体实施例电路图；它由一个HC32L110型号的MCU(即U8)来负责整个电能提供装置的电能采集，存储和供电。参考图3，图3是本专利技术中一种电能提供装置的储能模块和电池保护电路的一具体实施例电路图；储能模块包括电容器或可充电电池，本实施例中，可充电电池采用3.2V的铁锂电池BAT来实现。参考图2，以太阳能发电模块为例，太阳能发电模块包括太阳能电池板(即SC+1、SC-1)，光能经过太阳能电池板后产生电能，产生的电能通过电阻R7进入主控MCU(即U8)。太阳能电池板产生的电经过U8后通过电感L4，经过非线性转换后对铁锂电池BAT进行充电。U8通过控制输入至MOS管Q1的PWM信本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电能提供装置，其特征在于，包括自发电单元、主控MCU和储能模块，所述自发电单元包括磁动能发电模块和/或太阳能发电模块和/或温差电池发电模块和/或离子电池发电模块，所述磁动能发电模块、所述太阳能发电模块、所述温差电池发电模块、所述离子电池发电模块、所述储能模块均与所述主控MCU连接，所述储能模块用于存储所述自发电单元产生的电能；所述磁动能发电模块或所述太阳能发电模块或所述温差电池发电模块或所述离子电池发电模块通过所述主控MCU对所述储能模块进行充电；所述主控MCU用于获取单位时间内所述自发电单元的输出电压的上升斜率，根据所述上升斜率查找预设表格以获取对应的控制参数使采集功率最大，所述预设表格为不同的上升斜率和相应的最大功率点对应的控制参数的对应关系，所述磁动能发电模块、所述太阳能发电模块、所述温差电池发电模块、所述离子电池发电模块的预设表格里的控制参数有所不同；并根据所述最大功率点对应的控制参数控制所述磁动能发电模块或所述太阳能发电模块或所述温差电池发电模块或所述离子电池发电模块对所述储能模块进行充电。

【技术特征摘要】
1.一种电能提供装置，其特征在于，包括自发电单元、主控MCU和储能模块，所述自发电单元包括磁动能发电模块和/或太阳能发电模块和/或温差电池发电模块和/或离子电池发电模块，所述磁动能发电模块、所述太阳能发电模块、所述温差电池发电模块、所述离子电池发电模块、所述储能模块均与所述主控MCU连接，所述储能模块用于存储所述自发电单元产生的电能；所述磁动能发电模块或所述太阳能发电模块或所述温差电池发电模块或所述离子电池发电模块通过所述主控MCU对所述储能模块进行充电；所述主控MCU用于获取单位时间内所述自发电单元的输出电压的上升斜率，根据所述上升斜率查找预设表格以获取对应的控制参数使采集功率最大，所述预设表格为不同的上升斜率和相应的最大功率点对应的控制参数的对应关系，所述磁动能发电模块、所述太阳能发电模块、所述温差电池发电模块、所述离子电池发电模块的预设表格里的控制参数有所不同；并根据所述最大功率点对应的控制参数控制所述磁动能发电模块或所述太阳能发电模块或所述温差电池发电模块或所述离子电池发电模块对所述储能模块进行充电。2.根据权利要求1所述的电能提供装置，其特征在于，所述主控MCU通过其IO口内部的mos管采集所述自发电单元的所产生的能量。3.根据权利要求1所述的电能提供装置，其特征在于，所述控制参数包含PWM频率或者PDM密度。4....

【专利技术属性】
技术研发人员：夏思宽，华建武，
申请(专利权)人：深圳市唯能联科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44