[發明專利]太陽能最大功率點跟蹤系統及其實現方法

有效

• 申請號: 201110201474.9
• 申請日: 2011-07-19
• 公開（公告）號: CN102331808A
• 公開（公告）日: 2012-01-25
• 發明（設計）人: 周锎;耿衛東;杜學偉;鄭海華;呂前進
• 申請（專利權）人: 天津光電惠高電子有限公司
• 主分類號: G05F1/67
• 分類號: G05F1/67;H02N6/00
• 代理公司: 天津中環專利商標代理有限公司 12105
• 代理人: 莫琪

1.一種太陽電池最大功率點跟蹤系統，其特征在于，系統電路由前端狀態檢測電路（1）、開關電路（2）、控制器（3）、后端狀態檢測電路（4）、后端信號調理電路（5）、擾動步長發生器（6）、擾動周期發生器（7）和前端信號調理電路（8）構成；所述前端狀態檢測電路（1）的輸入端分別與外部太陽電池、外部環境溫度傳感器、外部光強傳感器和控制器（3）的一組數字輸出端相連，其輸出端與前端信號調理電路（8）的輸入端相連；所述前端信號調理電路（8）的輸入端與前端狀態檢測電路（1）的輸出端相連，其輸出端分別與擾動周期發生器（7）的模擬信號輸入端和擾動步長發生器（6）的模擬信號輸入端相連；所述后端狀態檢測電路（4）的輸入端分別與開關電路（2）的負載直流母線輸出端、外部負載溫度傳感器和控制器（3）的一組數字輸出端相連，其輸出端與后端信號調理電路（5）的輸入端相連；所述后端信號調理電路（5）的輸入端與后端狀態檢測電路（4）的輸出端相連，其輸出端與擾動周期發生器（7）的模擬信號輸入端相連；所述擾動周期發生器（7）的模擬信號輸入端分別與前端信號調理電路（8）的模擬信號輸出端和后端信號調理電路（5）的模擬信號輸出端相連，其數字控制信號端與控制器（3）的一組數字控制信號端相連，數據總線DATA與控制器（3）的數據總線相連，其輸出端與擾動步長發生器（6）的一個輸入端相連；所述擾動步長發生器（6）的模擬信號輸入端與前端信號調理電路（8）的模擬信號輸出端相連，其數字控制信號端與控制器（3）的一組數字控制信號端相連，數據總線DATA與控制器（3）的數據總線相連；控制器（3）通過數據總線DATA讀取擾動步長發生器（6）內部擾動步長寄存器的內容；所述控制器（3）的數字控制端口分別與前端狀態檢測電路（1）的數字控制信號端、后端狀態檢測電路（4）的數字控制信號端、擾動步長發生器（6）的數字控制信號端、擾動周期發生器（7）的數字控制信號端相連，其數據總線分別與擾動步長發生器（6）和擾動周期發生器（7）的數據總線DATA端相連，其控制輸出端與開關電路（2）的控制輸入端相連；所述開關電路（2）的控制輸入端與控制器（3）的控制輸出端相連；電源輸入端與外部太陽電池相連，其電源輸出端與外部負載直流母線相連。

2.根據權利要求1所述的太陽電池最大功率點跟蹤系統，其特征在于，所述的前端狀態檢測電路（1）內部由調零校準電路（9）、隔離電路（10）和輸出驅動電路（11）組成；外部光強傳感器、溫度傳感器和太陽電池輸出的電壓和電流信號通過調零校準電路（9）以后，在隔離電路（10）中分別經過獨立的隔離器件進行隔離，然后經過輸出驅動電路（11）緩沖后輸出到前端信號調理電路（8）的模擬信號輸入端；控制器（3）輸出的數字控制信號用來控制調零校準電路（9），實現對每一路模擬信號進行相互獨立的調零和校準。

3.根據權利要求1所述的太陽電池最大功率點跟蹤系統，其特征在于，所述的前端信號調理電路（8）內部由低通濾波器（12）和信號歸一化處理電路（13）組成；低通濾波器（12）用于對采集的信號進行低通濾波，濾除高頻干擾信號；信號歸一化處理電路（13）將光強信號、溫度信號、光伏電池的電壓信號和電流信號處理成為一種統一標準的0到3V電壓信號，輸出到擾動周期發生器（7）和擾動步長發生器（6）的模擬信號輸入端。

4.根據權利要求1或2所述的太陽電池最大功率點跟蹤系統，其特征在于，所述的后端狀態檢測電路（4）內部結構所述的前端狀態檢測電路（1）內部結構相同；外部負載溫度傳感器和本系統輸出的直流母線電壓與電流信號經過調零校準、隔離和輸出驅動電路以后輸出到后端信號調理電路（5）的輸入端。

5.根據權利要求1或3所述的太陽電池最大功率點跟蹤系統，其特征在于，所述的后端信號調理電路（5）與前端信號調理電路（8）內部結構相同；由低通濾波器和信號歸一化處理電路組成；負載電路溫度信號和本系統輸出的直流母線電壓與電流信號經過濾波和歸一化處理以后，變成0-3V電壓信號輸出到擾動周期發生器（7）的模擬信號輸入端；所述的前端狀態檢測電路（1）和前端信號調理電路（8）處理四路獨立的模擬信號，用于太陽電池最大功率點跟蹤；而后端狀態檢測電路（4）和后端信號調理電路（5）處理三路獨立的模擬信號，用于負載跟蹤。