[發明專利]一種電源系統自主切換MPPT模式的控制電路及控制方法

有效

• 申請號: 201910497200.5
• 申請日: 2019-06-10
• 公開（公告）號: CN110262327B
• 公開（公告）日: 2020-11-10
• 發明（設計）人: 陳達興;鄭勛績;許峰;金波;瞿詩霞;周肖楠
• 申請（專利權）人: 上海空間電源研究所
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 馬全亮

1.一種電源系統自主切換MPPT模式的控制電路，其特征在于包括：母線采樣電路、母線控制電路、比較電路、保持電路、邏輯選通電路、MPPT算法電路、太陽電池電壓采樣電路以及太陽電池控制電路；

母線采樣電路實現對載荷的輸出電壓進行采樣處理；母線采樣信號經過母線控制電路與預設的第一固定基準進行閉環PI控制；母線控制電路輸出的母線控制PI輸出信號送入比較電路中，經過比較電路中比較器與預設的第二固定基準進行比較，比較電路的輸出信號經過保持電路進行保持；保持電路的輸出電壓送入邏輯選通電路中，與預設的第三固定基準進行比較，邏輯選通電路中比較器輸出信號一方面控制電子開關接通非MPPT模式基準，另一方面還送入非門，控制電子開關接通MPPT模式基準，該MPPT模式基準由MPPT算法電路得到；邏輯選通電路產生的基準信號與太陽電池電壓采樣電路得到的太陽電池陣輸出電壓均送入太陽電池控制電路進行閉環PI控制，產生整體控制電路的控制信號并輸出。

2.如權利要求1所述的一種電源系統自主切換MPPT模式的控制電路，其特征在于，所述的邏輯選通電路包含第一分壓電阻R1、第二分壓電阻R2、第三分壓電阻R3、基準穩壓管D1、電壓比較器U1、非門U2以及電子開關U3；

第一分壓電阻R1正端接入電源電壓Vcc，第一分壓電阻R1負端同時接基準穩壓管D1的正端和第二分壓電阻R2正端，第二分壓電阻R2負端接第三分壓電阻R3正端，第三分壓電阻R3負端與基準穩壓管D1的負端同時接地，第二分壓電阻R2負端引出為邏輯選通電路的基準信號，即第三固定基準；

電壓比較器U1的同相端接保持電路，電壓比較器U1的反相端接第二分壓電阻R2負端，電壓比較器U1的輸出用于表征非MPPT模式邏輯選通信號；

非門U2的輸入接電壓比較器U1的輸出，非門U2的輸出用于表征MPPT模式邏輯選通信號；

電子開關U3的第一控制端1C接電壓比較器U1的輸出，電子開關U3的第二控制端2C接非門U2的輸出，電子開關U3的第一輸入端1I接地信號，電子開關U3的第二輸入端2I接MPPT算法電路，電子開關U3的第一輸出端1O接電子開關U3的第二輸出端2O，得到太陽電池電壓的控制基準信號。

3.如權利要求1所述的一種電源系統自主切換MPPT模式的控制電路，其特征在于，所述的太陽電池電壓采樣電路包含第四分壓電阻R4、第五分壓電阻R5、第六分壓電阻R6、第一差分電阻R7、第二差分電阻R8、第三差分電阻R9、第四差分電阻R10以及運算放大器U4；

第四分壓電阻R4正端接入太陽電池電壓信號VSA，第四分壓電阻R4負端接第五分壓電阻R5正端，第五分壓電阻R5負端接第六分壓電阻R6正端，第六分壓電阻R6負端接地，第五分壓電阻R5兩端的電位即為太陽電池電壓分壓信號；

第一差分電阻R7正端接第四分壓電阻R4負端，第一差分電阻R7負端接第二差分電阻R8正端，同時接運算放大器U4的同相端，第二差分電阻R8負端接地信號；第三差分電阻R9正端接第六分壓電阻R6正端，第三差分電阻R9負端接第四差分電阻R10正端，同時接運算放大器U4的反相端，第四差分電阻R10負端接運算放大器U4輸出，得到太陽電池陣輸出電壓。

4.如權利要求2所述的一種電源系統自主切換MPPT模式的控制電路，其特征在于：MPPT模式是指載荷較重時，通過控制太陽電池電路的輸出電壓使其工作在最大功率點附近，保證太陽電池電路的輸出能力最大化。

5.如權利要求1所述的一種電源系統自主切換MPPT模式的控制電路，其特征在于：非MPPT模式是指載荷較輕時，通過控制太陽電池電路的輸出電壓使其偏離最大功率點，保證太陽電池電路輸出功率正好滿足載荷需求。

6.如權利要求2所述的一種電源系統自主切換MPPT模式的控制電路，其特征在于：載荷較重時，母線電壓采樣信號低，母線控制電路產生高電位信號，經過比較電路輸出為低信號，經保持電路后仍為低信號，邏輯選通電路中第一控制端1C為低信號，第二控制端2C為高信號，將MPPT算法電路產生的MPPT基準信號接入，太陽電池電路工作在MPPT模式。