[實用新型]基于環境實時檢測的太陽能光伏發電MPPT控制裝置

有效

• 申請號: 201821542470.0
• 申請日: 2018-09-20
• 公開（公告）號: CN209028500U
• 公開（公告）日: 2019-06-25
• 發明（設計）人: 段承君;趙興勇;王書詳;鄧珂
• 申請（專利權）人: 山西大學
• 主分類號: G05F1/67
• 分類號: G05F1/67
• 代理公司: 太原市科瑞達專利代理有限公司 14101
• 代理人: 李富元

本實用新型屬于光伏發電技術領域，具體涉及一種光伏發電最大功率點跟蹤控制裝置。本實用新型采用的技術方案為：一種基于環境實時檢測的太陽能光伏發電MPPT控制裝置，包括光伏陣列、DC/DC變換電路、電壓采樣電路、電流采樣電路、光強檢測模塊、溫度檢測模塊、STM32控制模塊、隔離驅動電路和顯示模塊；所述DC/DC變換電路包括第一電容C1、電感L、MOSFET管、二極管D以及第二電容C2。本實用新型增加了對光照強度和工作溫度等環境因素的實時檢測，在環境因素突變時可以有效降低跟蹤算法的難度，便于工程應用。

技術領域

本實用新型屬于光伏發電技術領域，具體涉及一種光伏發電最大功率點跟蹤控制裝置。

背景技術

近年來太陽能光伏發電技術得到了極大的重視與發展，采用最大功率點跟蹤（MPPT）技術可有效提升光伏系統的能量轉換效率。傳統的太陽能光伏發電MPPT控制裝置通過檢測光伏陣列的輸出電壓和輸出電流，申請公布號CN 107340798 A（申請公布日2017.11.10）提出了一種太陽能發電MPPT控制裝置，包括電壓檢測電路、電流檢測電路、控制模塊、電壓變換單元、驅動電路和顯示模塊。MPPT控制裝置的工作環境存在各種電磁干擾，且控制模塊的電平信號為5V或3.3V的小信號，電壓變換單元的工作電壓通常遠高于5V，如驅動電路未采取隔離措施，現場干擾通過電壓變換單元反竄入控制模塊造成控制模塊的誤動作乃至損壞，或一旦驅動電路發生故障，會造成電壓變換單元中的高電平進入控制模塊而燒毀器件。

發明內容

本實用新型為克服現有MPPT控制裝置的不足，在驅動電路的基礎上增加隔離手段，即采用隔離驅動電路，有效實現控制模塊與電壓變換單元的電氣隔離，提高MPPT控制裝置的抗干擾能力和可靠性，且增加了實時檢測環境的光強檢測模塊和溫度檢測模塊。

本實用新型采用的技術方案為：一種基于環境實時檢測的太陽能光伏發電MPPT控制裝置，包括光伏陣列、DC/DC變換電路、電壓采樣電路、電流采樣電路、光強檢測模塊、溫度檢測模塊、STM32控制模塊、隔離驅動電路和顯示模塊；所述DC/DC變換電路包括第一電容C1、電感L、MOSFET管、二極管D以及第二電容C2；第一電容C1的兩端分別與光伏陣列的正負極連接，電感L的一端與光伏陣列的正極相連接，電感L的另一端連接MOSFET管的漏極、二極管D的正極，MOSFET管的源極連接光伏陣列的負極、直流負載的負極，二極管D的負極連接直流負載的正極、第二電容C2的一端，第二電容C2的另一端連接光伏陣列的負極，MOSFET管的柵極連接隔離驅動電路的輸出端；電壓采樣電路的輸入取自光伏陣列的輸出電壓，電壓采樣電路的輸出端連接STM32控制模塊；電流采樣電路的輸入取自光伏陣列的輸出電流，電流采樣電路的輸出端連接STM32控制模塊；光強檢測模塊、溫度檢測模塊、顯示模塊連接STM32控制模塊。所述電壓采樣電路、電流采樣電路分別檢測光伏陣列的輸出電壓和輸出電流，將光照強度、工作溫度、輸出電壓和輸出電流輸入STM32控制模塊，通過算法處理后產生的PWM信號經光電隔離和驅動后控制MOSFET通斷，從而驅動直流負載。同時，通過顯示實時顯示光伏發電裝置的電壓、電流、功率、環境光強和環境溫度。

進一步，所述STM32控制模塊采用STM32F103ZET6，還包括電源模塊、LCD接口模塊。

進一步，所述電源模塊為所述MPPT控制模塊中的各種集成芯片提供供電電壓5V和3.3V。

進一步，所述STM32控制模塊的LCD接口連接液晶顯示模塊。

進一步，所述的電壓檢測電路由R6和R7組成，采用電阻分壓原理，通過設置R6/R7的值將光伏陣列的輸出電壓轉成STM32能接收的3.3V以下電壓值，由PC1口輸入STM32。