[發明專利]一種用于太陽能發電的MPPT模擬控制芯片

有效

• 申請號: 201710760998.9
• 申請日: 2017-08-30
• 公開（公告）號: CN107505975B
• 公開（公告）日: 2023-03-14
• 發明（設計）人: 王晨曦;陳敏
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G05F1/67
• 分類號: G05F1/67
• 代理公司: 浙江杭州金通專利事務所有限公司 33100
• 代理人: 梁寅春;劉曉春

構造簡單，成本低的一種基于擾動觀察法的全模擬最大功率點跟蹤MPPT芯片，包括樣保持比較電路、邏輯判斷電路和RC充電電路；采樣保持比較電路由比較器、觸發脈沖信號控制的開關和電容C1構成，比較器“+”輸入端一路信號，比較器“－”輸入端與電容C1和所述開關連接后接另一路信號，電容C1另一端接地；邏輯判斷電路由一同或門和一DQ鎖存器構成，同或門的一輸入端與比較器的輸出端連接，同或門的輸出端與DQ鎖存器的輸入端連接；RC充電電路由5V電壓源、一npn型三極管和二組RC支路構成，三極管的b極與邏輯判斷電路的輸出端連接，c極與5V電壓源連接，e極與二組RC支路連接后接地，并經電容C2連接端輸出。本發明用于太陽能光伏發電系統。

技術領域

本發明屬于新能源發電領域，涉及太陽能發電的MPPT控制。本發明實現擾動觀察法進行MPPT的全模擬化，是光伏發電的一種高性能、低成本的解決方案。

背景技術

隨著石化能源的不斷消耗和環境污染問題的日益嚴峻，人類對清潔可再生的新能源的需求不斷增長。太陽能因為其分布廣、易獲取、清潔高效和可持續等特性成為新能源研究的熱點。

太陽能電池板是太陽能轉化為電能的媒介。電陽能電池板輸出具有非線性，其P-V曲線呈單峰特性。為了最大程度的獲取太陽能，需要太陽能電池板工作在最大功率點(MPP)。如今電路控制都有著成熟的模擬控制方案(如PI控制，峰值電流控制等)，而最大功率點追蹤(MPPT)技術通常需要用數字控制器實現。因此導致光伏發電系統必須依賴數字控制。如果實現MPPT技術的模擬化，則整個系統可以做到純模擬控制，從而大大降低系統成本。

如今也出現一些模擬的MPPT控制方案，但絕大部分需要用到模擬乘法器。模擬乘法器的價格昂貴，同樣是制約成本控制的關鍵。因此高性能，更簡化的用于太陽能發電的MPPT模擬設計很有意義。

發明內容

本發明目的是提供一種高性能且更加簡化的太陽能發電的模擬MPPT控制芯片，所述芯片采用簡單的電路結構實現MPPT，計算出最大功率點處的電壓基準，并可以和現有的許多成熟的電路控制方案結合。為此，本發明提供了一種用于太陽能發電的MPPT模擬控制芯片。

本發明采用的技術方案其特殊之處征在于：

所述MPPT芯片由采樣保持比較電路、邏輯判斷電路、RC充電電路和相位延遲器組成；

所述采樣保持比較電路由一比較器、一觸發脈沖信號控制的開關和一電容C1構成，比較器的“+”輸入端與輸入信號一路連接，比較器的“－”輸入端與所述電容C1和觸發脈沖信號控制的開關連接后與輸入信號另一路連接，電容C1另一端接地，所述比較器的輸出端即所述采樣保持比較電路的輸出端；

所述邏輯判斷電路由一同或門和一DQ鎖存器構成，同或門的一輸入端與所述比較器的輸出端連接，同或門的輸出端與DQ鎖存器的輸入端連接，DQ鎖存器的輸出端與所述同或門的另一輸入端連接，DQ鎖存器的輸出端并且作為所述邏輯判斷電路的輸出端，所述相位延遲器一端與所述觸發脈沖信號連接，相位延遲器另一端與DQ鎖存器的控制端連接；

所述RC充電電路由5V電壓源、一npn型三極管和電阻R1、電阻R2、電容C2組成的二組RC支路構成，所述三極管的b極與所述邏輯判斷電路的輸出端連接，三極管的c極與所述5V電壓源連接，三級管的e極與所述電阻R1、電阻R2并接，所述電容C2跨接于電阻R1、電阻R2另一端，且電阻R2另一端接地，電阻R1與電容C2連接端為所述RC充電電路輸出端，該輸出端即所述芯片輸出端。

本發明中所述觸發脈沖信號由外部晶振電路提供。

本發明中所述5V電壓源可以取自所述芯片的供電電壓源。