[發明專利]一種多輸入全環境下MPPT控制裝置

有效

• 申請號: 202010002989.5
• 申請日: 2020-01-02
• 公開（公告）號: CN111200312B
• 公開（公告）日: 2021-07-16
• 發明（設計）人: 張中楠;鄭浩然
• 申請（專利權）人: 北京機械設備研究所
• 主分類號: H02J7/35
• 分類號: H02J7/35;H02J7/00;G05F1/67
• 代理公司: 北京天達知識產權代理事務所(普通合伙) 11386
• 代理人: 馬東偉

1.一種多輸入全環境下MPPT控制裝置，其特征在于，包括連接在N個太陽能電池板與蓄電池間的Buck電路模塊和連接在蓄電池與上位機間的MPPT控制模塊；

所述Buck電路模塊包括N個Buck子電路，所述Buck子電路的輸入端對應連接一個太陽能電池板；

所述MPPT控制模塊，用于采集蓄電池的輸入電壓，將所述蓄電池的輸入電壓與基準電壓比較，當基準電壓大于蓄電池輸入電壓時，太陽能電池板進入恒壓輸出狀態；當基準電壓小于蓄電池輸入電壓時，根據MPPT控制模塊生成的驅動信號控制每個Buck子電路的通斷，并通過擾動觀察法得到向蓄電池充電的每個太陽能電池板的最大功率，使每個所述太陽能電池板工作在最大功率點；所述MPPT控制模塊包括PWM控制器，PWM控制器包括比較器和驅動器，所述比較器用于比較基準電壓與蓄電池的輸入電壓，當基準電壓大于蓄電池輸入電壓時，太陽能電池板進入恒壓輸出狀態；當基準電壓小于蓄電池輸入電壓時，所述比較器接收MPPT處理器輸出的基準電流，并將所述基準電流與標準電流的比值作為調控信號，調控所述比較器輸出具有相應占空比的PWM信號，所述驅動器將接收的PWM信號轉化為驅動信號輸出至Buck子電路，控制每個Buck子電路的通斷；

所述基準電壓的計算公式為：

V_give＝3.3×V_limit/V_max

上式中，V_limit表示充電限壓值；V_max表示蓄電池的最大充電電壓；

所述基準電流的計算公式為：I_give＝3.3×I_in/I_limit，其中，I_in表示每個Buck子電路的輸入電流，I_limit表示蓄電池充電限流值。

2.根據權利要求1所述的MPPT控制裝置，其特征在于，所述MPPT控制模塊還包括采集電路和MPPT處理器；

所述采集電路，用于采集蓄電池的輸入電壓，并輸出至MPPT處理器；

所述MPPT處理器，用于得到基準電壓和基準電流，并將所述基準電壓和基準電流輸出至PWM控制器。

3.根據權利要求1所述的MPPT控制裝置，其特征在于，所述N個Buck子電路的輸出端并聯為一路輸出至蓄電池。

4.根據權利要求2所述的MPPT控制裝置，其特征在于，所述MPPT控制模塊還包括與MPPT處理器連接的CAN通信單元和存儲單元；

所述CAN通信單元，用于實現MPPT處理器與上位機之間的通信；所述上位機通過CAN通信單元給MPPT處理器發送工作指令；所述MPPT處理器通過CAN通信單元向上位機發送工作狀態和采集電路采集的數據；

所述存儲單元，用于存儲MPPT處理器的工作狀態和采集電路采集的數據。

5.根據權利要求2所述的MPPT控制裝置，其特征在于，所述MPPT控制模塊還包括與MPPT處理器連接的液晶屏驅動單元；

所述液晶驅動單元與液晶屏連接，用于驅動液晶屏顯示MPPT處理器當前的工作狀態和采集電路采集的數據。

6.根據權利要求2所述的MPPT控制裝置，其特征在于，所述MPPT處理器還包括溫度檢測電路；

所述溫度檢測電路連接溫度傳感器；

所述溫度檢測電路，用于采集MPPT處理器的內部溫度及外部環境溫度，實現MPPT處理器內部的溫度檢測。

7.根據權利要求1所述的MPPT控制裝置，其特征在于，通過擾動觀察法得到向蓄電池充電的每個太陽能電池板的最大功率包括如下流程：

S1、在Buck子電路的輸入端給基準電流I_give增加單位擾動值；

S2、計算增加擾動后的Buck子電路的輸出功率，同時保證每個Buck子電路的輸出電壓和輸出電流不超過閾值；

S3、比較Buck子電路輸入功率與該Buck子電路上次的輸入功率，如果本次的輸入功率大于等于上次的輸入功率，則不改變擾動方向，繼續擾動；如果本次的輸入功率小于上次的輸入功率，則改變擾動方向，直至擾動次數達到預設值，找到該太陽能電池板的最大功率。