[發明專利]一種小功率光伏逆變系統MPPT的模擬電路實現方法

無效

• 申請號: 201210364957.5
• 申請日: 2012-09-27
• 公開（公告）號: CN102880223A
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發明（設計）人: 李支柱;張曉彬;夏勇;王鋒
• 申請（專利權）人: 易霸科技(威海)股份有限公司
• 主分類號: G05F1/67
• 分類號: G05F1/67
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種模擬電路實現方法，尤其涉及一種基于小功率光伏逆變系統MPPT計算的模擬電路實現方法；屬于光伏發電系統的最大功率點跟蹤(MPPT)技術領域。

背景技術

MPPT控制器的全稱“最大功率點跟蹤”(Maximum?Power?Point?Tracking)太陽能控制器，是傳統太陽能充放電控制器的升級換代產品。所謂最大功率點跟蹤，即是指控制器能夠實時偵測太陽能板的發電電壓，并追蹤最高電壓電流值(VI)，使系統以最高的效率對蓄電池充電。MPPT算法即最大功率點跟蹤算法，是光伏電路中的常用算法。

光伏發電系統是利用太陽能光伏效應將光能直接轉換成電能的發電系統，而光伏電池陣列的最大功率點跟蹤(MPPT)通常是一個光伏系統的關鍵部分。在太陽能光伏發電系統中，光伏電池陣列的輸出特性受到光照以及環境溫度的影響很大，具有明顯的非線性特征。因此，為了提高光伏電池陣列的轉換效率，就需要快速準確的判斷光伏電池陣列的輸出特性，找到光伏電池陣列的最大功率點。最大功率跟蹤技術(MPPT)就是一門跟蹤光伏電池陣列在既定溫度和光照強度下最大功率點的技術。

MPPT技術的實現實質是一個自尋優的過程，在小功率的光伏系統應用中，通過改變BOOST升壓斬波電路的占空比可以自動跟蹤系統的最大功率點。目前常規的MPPT方案如擾動觀察法、電導增量法等需要借助DSP等微控制器件，通過傳感器采樣技術快速的獲得實時電壓和電流波形，通過特定的算法對波形進行識別，最終確定占空比的增大或者減小，達到追蹤最大功率點的目的。通過上述常規的MPPT控制方案能夠實現最大功率點的跟蹤，并且具有較快的跟蹤速度和較好的調節性能。但是，這些技術的實現不論在硬件設計上還是在軟件算法控制上都比較復雜而且成本比較高，在針對太陽光強和環境溫度的連續性突變情況下的最大功率跟蹤效果也不是很理想。

發明內容

本發明的目的在于克服上述技術的不足，提供了一種小功率光伏逆變系統MPPT的模擬電路實現方法，通過此方案可以克服常規MPPT控制方案結構復雜且成本高的缺點，并且在太陽光強和環境溫度連續性突變的情況下，也有較好的最大功率跟蹤效果，在最大功率跟蹤時能夠獲得快速的追蹤動態和良好的調節性能。

本發明所采用的技術方案是：一種小功率光伏逆變系統MPPT的模擬電路實現方法，其運用了單一模擬乘法器、峰值檢波器及具有自動復位和電壓補償功能的電壓補償比較器及D觸發器控制BOOST升壓電路占空比的運用；

其具體實現步驟如下：

(1)、電壓電流信號采集裝置采集電壓電流信號；

(2)、模擬乘法器的運算單元對(1)中采集到的電壓電流信號進行運算乘積；再通過峰值檢波器檢測峰值信號；

(3)、峰值檢波器跟隨(2)中檢測到的峰值信號，并保持峰值信號；

(4)、帶電壓補償和復位電路的電壓比較器提供輸入電壓補償，并且對是否超過對應最大功率點進行判斷，當超過最大功率點時，提供CLK高電平，通過正反饋電路對CLK電平自動復位，從而產生一個跳變高電平脈沖；

(5)、D觸發器通過(4)輸出的CLK脈沖信號鎖存輸出BOOST升壓斬波電路中使開關管Q1導通和關斷的高低電平信號；

(6)、BOOST升壓斬波電路中，由于開關管Q1導通和關斷，占空比發生改變，從而光伏系統將會在最大功率的左右往回振蕩尋優以達到最大功率點。

本發明采用簡單的模擬電路搭建，電路本身能夠實現最大功率點的檢索、是否超過最大功率點的判斷信號的輸出、控制BOOST升壓電路的占空比的變化，從而實現最大功率點的實時跟蹤。相比常規的MPPT的控制技術，需要采用DSP等微控制器件來判斷BOOST升壓電路占空比的改變，原理和控制算法要簡單的多，成本較低，容易實現。通過選取合適的補償電壓，系統能夠得到比較快速的追蹤動態和良好的調節性能，即使在光照強度發生突變的情況下，模擬電路實現的MPPT控制電路也能在較快的時間能追蹤到最大功率點。

附圖說明

下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步詳細的說明。

圖1是本發明的結構原理電路圖；

圖2是本發明的控制流程圖。

圖中：1.光伏陣列；2.模擬乘法器；3.峰值檢波器；4.帶復位電路的電壓補償比較器；5.D觸發器；6.電壓電流信號采集裝置。

光伏陣列(Photovoltaic?Array)：是多片光伏模組的連結，也是更多光伏電池的連結，光伏陣列是最大規模的光伏發電系統。