恒定电压跟踪电路及光伏电池系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种恒定电压跟踪电路及光伏电池系统，包括：太阳能板；获取太阳能板电压采样信号的电压采样模块；获取温度采样信号的温度采集模块；基于电压采样信号及温度采样信号调整太阳能板输出电流，实现最大功率点跟踪的跟踪控制模块；及储存太阳能板输出电能的储能电池。本实用新型专利技术增加了环境温度变量，让系统更满足实际使用环境的要求，无论是高温，常温还是低温，都能跟踪到MPPT点，精确度和适应性大大提高。

Constant Voltage Tracking Circuit and Photovoltaic Cell System

【技术实现步骤摘要】
恒定电压跟踪电路及光伏电池系统
本技术涉及集成电路设计领域，特别是涉及一种恒定电压跟踪电路及光伏电池系统。
技术介绍
随着工业的发展，越来越多的用电设备融入到人们的生活和生产中，但是这些用电设备需要消耗大量的电能，电能主要通过石油、煤炭等不可再生能源产生。随着20世纪70年代石油危机的爆发，世界各国察觉到能源开发的重要性，绿色可再生能源被越来越多应用到生活中，太阳能是其中发展最为迅速的一种新兴的可再生能源。太阳能电池又称为“太阳能芯片”或“光电池”，是一种利用太阳光直接发电的光电半导体薄片。它只要被满足一定照度条件的光照到，瞬间就可输出电压及在有回路的情况下产生电流。在物理学上称为太阳能光伏(Photovoltaic，缩写为PV)，简称光伏。为了提高光伏电池的转换效率，通常都需要采用MPPT跟踪技术(MaximumPowerPointTracking)，常见的MPPT跟踪技术有四种：①恒定电压跟踪法；②扰动观测法；③导纳增量法；④智能控制的方法。四种方法中，恒定电压跟踪法是我们采用硬件设计最容易实现的方案，成本也最低。扰动观测法、导纳增量法及智能控制法都设计到软硬件结合，算法相对复杂。传统的恒定电压跟踪法采用开环控制，控制简单，控制易实现；系统不会出现因给定的控制电压剧烈变化而引起振荡，具有良好的稳定性。但是，传统的恒定电压跟踪法只能实现粗略的MPPT点跟踪，控制精度差；控制的适应性差，当系统外界环境，如太阳辐射强度，光伏电池板温度发生改变时系统难以进行准确的最大功率点跟踪。因此，如何减小环境对MPPT跟踪方法的影响、提高MPPT跟踪方法的控制精度和适应性，已成为本领域技术人员亟待解决的问题之一。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本技术的目的在于提供一种恒定电压跟踪电路及光伏电池系统，用于解决现有技术中MPPT跟踪方法控制精度低，适应性差等问题。为实现上述目的及其他相关目的，本技术提供一种恒定电压跟踪电路，所述恒定电压跟踪电路至少包括：电压采样模块、温度采集模块及跟踪控制模块；所述电压采样模块连接于太阳能板的两端，用于对所述太阳能板两端的电压进行采样，得到电压采样信号；所述温度采集模块连接于所述跟踪控制模块输入端，用于采集所述太阳能板的工作环境温度，得到温度采样信号；所述跟踪控制模块连接于所述太阳能板的两端，并连接所述电压采样模块及所述温度采集模块的输出端，基于所述电压采样信号及所述温度采样信号调整所述太阳能板的输出电流，以使所述太阳能板的输出电压稳定在最大功率点。可选地，所述电压采样模块包括至少两个采样电阻，各采样电阻串联连接，各采样电阻分压得到所述电压采样信号。可选地，所述温度采集模块包括二极管。可选地，所述跟踪控制模块包括基准单元、压控电流沉、压控电流源、电流转电压单元、比较单元及电流调整单元；所述基准单元连接所述温度采集模块，基于所述温度采样信号调整基准电压信号；所述压控电流沉连接所述电压采样模块及所述基准单元的输出端，基于所述电压采样信号及所述基准电压信号产生下拉电流；所述压控电流源连接所述电压采样模块及所述基准单元的输出端，基于所述电压采样信号及所述基准电压信号产生上拉电流；所述电流转电压单元连接所述压控电流沉及所述压控电流源的输出端，将所述压控电流沉及所述压控电流源的叠加电流转换为控制电压；所述比较单元的输入端分别连接所述电流转电压单元的输出端及一设定电压，用于获取所述控制电压与所述设定电压的差值；所述电流调整单元的输入端连接所述太阳能板的正极，控制端连接所述比较单元的输出端，基于所述比较单元的输出信号调整所述太阳能板的输出电流。更可选地，所述压控电流沉包括第一电流源、第一电流调整管，第一电流镜及第一比较器；所述第一电流源的一端连接电源电压，另一端与所述第一电流调整管串联后连接所述第一电流镜的输入端，所述第一电流镜输出下拉电流；所述第一比较器的输入端分别连接所述电压采样信号及所述基准电压信号，所述第一比较器的输出端连接所述第一电流调整管的控制端，基于所述电压采样信号及所述基准电压信号的差值调整流经所述第一电流调整管的电流。更可选地，所述压控电流源包括电流沉、第二电流调整管，第二电流镜及第二比较器；所述电流沉的一端接地，另一端与所述第二电流调整管串联后连接所述第二电流镜的输入端，所述第二电流镜输出上拉电流；所述第二比较器的输入端分别连接所述电压采样信号及所述基准电压信号，所述第二比较器的输出端连接所述第二电流调整管的控制端，基于所述电压采样信号及所述基准电压信号的差值调整流经所述第二电流调整管的电流。更可选地，所述跟踪控制模块还包括第二电流源，所述第二电流源连接所述电流转电压单元，与所述压控电流沉及所述压控电流源的输出电流叠加。为实现上述目的及其他相关目的，本技术提供一种光伏电池系统，所述光伏电池系统至少包括：太阳能板，上述恒定电压跟踪电路及储能电池；所述太阳能板将光能转换为电能；所述恒定电压跟踪电路连接于所述太阳能板的两端，对所述太阳能板输出的电能进行最大功率点跟踪；所述储能电池连接于所述恒定电压跟踪电路的输出端，用于储存所述太阳能板输出的电能。可选地，所述太阳能板包括单晶硅太阳能板、多晶硅太阳能板、非晶硅太阳电板、硫化镉太阳能板、砷化镓太阳能板或铜铟硒太阳能板。如上所述，本技术的恒定电压跟踪电路及光伏电池系统，具有以下有益效果：本技术的恒定电压跟踪电路及光伏电池系统增加了环境温度变量，让系统更满足实际使用环境的要求，无论是高温，常温还是低温，都能跟踪到MPPT点，精确度和适应性大大提高。附图说明图1显示为本技术的光伏电池系统的结构示意图。图2显示为本技术的跟踪控制模块的结构示意图。图3显示为本技术的输出电压、输出功率及光伏电池的温度之间的关系示意图。图4显示为本技术的光伏电池的温度与最大功率点电压之间的关系示意图。元件标号说明1恒定电压跟踪电路11电压采样模块12温度采集模块13跟踪控制模块131基准单元132压控电流沉132a第一比较器133压控电流源133a第二比较器134电流转电压单元135比较单元136电流调整单元2太阳能板3储能电池具体实施方式以下通过特定的具体实例说明本技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本技术的其他优点与功效。本技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本技术的精神下进行各种修饰或改变。请参阅图1～图4。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本技术的基本构想，遂图式中仅显示与本技术中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。实施例一如图1所示，本技术提供一种恒定电压跟踪电路1，所述恒定电压跟踪电路1包括：电压采样模块11、温度采集模块12及跟踪控制模块13。如图1所示，所述电压采样模块11连接于太阳能板2的两端，用于对所述太阳能板2两端的电压进行采样，得到电压采样信号FB。具体地，所述电压采样模块11包括至少两个采样电阻，各采样电阻串联连接，各采样电阻通过分压本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种恒定电压跟踪电路，其特征在于，所述恒定电压跟踪电路至少包括：电压采样模块、温度采集模块及跟踪控制模块；所述电压采样模块连接于太阳能板的两端，用于对所述太阳能板两端的电压进行采样，得到电压采样信号；所述温度采集模块连接于所述跟踪控制模块的输入端，用于采集所述太阳能板的工作环境温度，得到温度采样信号；所述跟踪控制模块连接于所述太阳能板的两端，并连接所述电压采样模块及所述温度采集模块的输出端，基于所述电压采样信号及所述温度采样信号调整所述太阳能板的输出电流，以使所述太阳能板的输出电压稳定在最大功率点。

【技术特征摘要】
1.一种恒定电压跟踪电路，其特征在于，所述恒定电压跟踪电路至少包括：电压采样模块、温度采集模块及跟踪控制模块；所述电压采样模块连接于太阳能板的两端，用于对所述太阳能板两端的电压进行采样，得到电压采样信号；所述温度采集模块连接于所述跟踪控制模块的输入端，用于采集所述太阳能板的工作环境温度，得到温度采样信号；所述跟踪控制模块连接于所述太阳能板的两端，并连接所述电压采样模块及所述温度采集模块的输出端，基于所述电压采样信号及所述温度采样信号调整所述太阳能板的输出电流，以使所述太阳能板的输出电压稳定在最大功率点。2.根据权利要求1所述的恒定电压跟踪电路，其特征在于：所述电压采样模块包括至少两个采样电阻，各采样电阻串联连接，各采样电阻分压得到所述电压采样信号。3.根据权利要求1所述的恒定电压跟踪电路，其特征在于：所述温度采集模块包括二极管。4.根据权利要求1所述的恒定电压跟踪电路，其特征在于：所述跟踪控制模块包括基准单元、压控电流沉、压控电流源、电流转电压单元、比较单元及电流调整单元；所述基准单元连接所述温度采集模块，基于所述温度采样信号调整基准电压信号；所述压控电流沉连接所述电压采样模块及所述基准单元的输出端，基于所述电压采样信号及所述基准电压信号产生下拉电流；所述压控电流源连接所述电压采样模块及所述基准单元的输出端，基于所述电压采样信号及所述基准电压信号产生上拉电流；所述电流转电压单元连接所述压控电流沉及所述压控电流源的输出端，将所述压控电流沉及所述压控电流源的叠加电流转换为控制电压；所述比较单元的输入端分别连接所述电流转电压单元的输出端及一设定电压，用于获取所述控制电压与所述设定电压的差值；所述电流调整单元的输入端连接所述太阳能板的正极，控制端连接所述比较单元的输出端，基于所述比较单元的输出信号调整所述太阳能板的输出电流。5...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴国平，刘桂芝，班福奎，吴春达，崔凤敏，
申请(专利权)人：上海南麟电子股份有限公司，
类型：新型
国别省市：上海,31