本實(shí)用新型涉及太陽(yáng)能電池技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種MPPT調(diào)節(jié)電路。

背景技術(shù)：

光伏發(fā)電作為清潔能源發(fā)電的重要一支，近年來(lái)呈現(xiàn)蓬勃的發(fā)展趨勢(shì)。由于太陽(yáng)能電池板的工作原理特性——在系統(tǒng)的外界環(huán)境(溫度，日照，角度等)條件下，不同的陣列輸出電壓可以得到不同的輸出功率，為了盡可能的輸出電能，光伏系統(tǒng)必須對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行最大功率點(diǎn)跟蹤(MPPT，Maximum Power Point Tracking)控制。

MPPT系統(tǒng)是一種通過(guò)調(diào)節(jié)電氣模塊的工作狀態(tài)，使太陽(yáng)能電池板能夠輸出更多電能的電氣系統(tǒng)，能夠?qū)⑻?yáng)能電池板發(fā)出的直流電有效地貯存在蓄電池中。MPPT的出現(xiàn)主要是應(yīng)對(duì)不同的溫度情況，不同的溫度下，太陽(yáng)能電池板都對(duì)應(yīng)一個(gè)可以輸出最大功率的電壓。但是一天中，環(huán)境溫度是動(dòng)態(tài)變化的，所以要想達(dá)到最大太陽(yáng)能電池板的最大功率輸出，就需要?jiǎng)討B(tài)的調(diào)節(jié)太陽(yáng)能電池板的輸出電壓，以使得太陽(yáng)能電池板在不同的溫度環(huán)境下，獲得最大的功率輸出。

圖1為現(xiàn)有充電控制電路，現(xiàn)有充電控制電路中的MPPT點(diǎn)通過(guò)分壓模塊分壓獲得，充電控制電路中的MPPTSET將電阻R3與R4的分壓電壓與基準(zhǔn)電壓1.2V進(jìn)行比較，通過(guò)內(nèi)部的邏輯控制電路，調(diào)節(jié)太陽(yáng)能電池板的輸出電壓，使得太陽(yáng)能電池電壓*R4/(R3+R4)＝1.2V。電路通過(guò)R3和R4的比值，控制太陽(yáng)能電池板的MPPT點(diǎn)。即太陽(yáng)能電池板電壓＝1.2V/R4*(R3+R4)。

但是，現(xiàn)有電路中，一旦R3和R4的比值確定后，MPPT點(diǎn)的電壓便確定了，該電路將無(wú)法應(yīng)對(duì)溫度變化的情況。即現(xiàn)有充電控制電路僅是靜態(tài)的MPPT電路，無(wú)法追蹤太陽(yáng)能電池板的溫度變化。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于上述問(wèn)題，本實(shí)用新型提出了一種MPPT調(diào)節(jié)電路，以使太陽(yáng)能電池板在不同的溫度環(huán)境下始終工作在最大功率點(diǎn)附近，以達(dá)到最高充電效率。

本實(shí)用新型提供了一種MPPT調(diào)節(jié)電路，所述調(diào)節(jié)電路包括：充電控制模塊和MPPT調(diào)節(jié)模塊；

所述充電控制模塊由太陽(yáng)能電池板的分壓電路和MPPT控制電路組成；所述MPPT調(diào)節(jié)模塊由運(yùn)算電路、MCU控制器以及蓄電池的充電電壓采樣電路和充電電流采樣電路組成；

所述分壓電路的輸出端和所述MCU控制器的輸出端分別與所述運(yùn)算電路的輸入端連接，所述運(yùn)算電路的輸出端與所述MPPT控制電路的MPPTSET端連接；

所述充電電壓采樣電路的輸出端、所述充電電流采樣電路的輸出端分別與所述MCU控制器的輸入端連接，以將所述蓄電池的充電電壓和充電電流上傳至所述MCU控制器。

其中，所述運(yùn)算電路為減法運(yùn)算電路；

所述減法運(yùn)算電路的第一輸入端與所述分壓電路的輸出端連接，所述減法運(yùn)算電路的第二輸入端與所述MCU控制器的輸出端連接，所述減法運(yùn)算電路的輸出端與所述MPPT控制電路的MPPTSET端連接。

其中，所述減法運(yùn)算電路包括電壓跟隨器電路和減法電路；

所述電壓跟隨器電路的輸入端與所述分壓電路的輸出端連接，所述電壓跟隨器電路的輸出端與所述減法電路的反向輸入端連接，所述MCU控制器的輸出端與所述減法電路的正向輸入端連接，所述減法電路的輸出端與所述MPPT控制電路的MPPTSET端連接。

其中，所述運(yùn)算電路為加法運(yùn)算電路；

所述加法運(yùn)算電路的第一輸入端與所述分壓電路的輸出端連接，所述加法運(yùn)算電路的第二輸入端與所述MCU控制器的輸出端連接，所述加法運(yùn)算電路的輸出端與所述MPPT控制電路的MPPTSET端連接。

其中，所述MCU控制器，包括控制單元以及與所述控制單元連接的第一AD輸入模塊、第二AD輸入模塊和DA輸出模塊；

所述第一AD輸入模塊與所述充電電壓采樣電路的輸出端連接，所述第二AD輸入模塊與所述充電電流采樣電路的輸出端連接，所述DA輸出模塊與所述運(yùn)算電路的輸入端連接。

其中，所述充電電流采樣電路采用電流檢測(cè)放大器實(shí)現(xiàn)。

其中，所述分壓電路由第一電阻和第二電阻組成，所述第一電阻的第一端與所述太陽(yáng)能電池板的正極相連接，所述第一電阻的第二端與所述第二電阻的第一端相連接，所述第二電阻的第二端與所述太陽(yáng)能電池板的負(fù)極相連接，所述第一電阻與所述第二電阻的連接點(diǎn)作為所述分壓電路的輸出端。

其中，所述MPPT控制電路為采用BQ24650芯片實(shí)現(xiàn)的MPPT控制電路。

本實(shí)用新型實(shí)施例提供的MPPT調(diào)節(jié)電路，通過(guò)在現(xiàn)有充電控制模塊中設(shè)置MPPT調(diào)節(jié)模塊，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)太陽(yáng)能電池板的MPPT點(diǎn)，使得太陽(yáng)能電池板在不同的溫度環(huán)境下始終工作在最大功率點(diǎn)附近，以達(dá)到最高充電效率。

上述說(shuō)明僅是本實(shí)用新型技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本實(shí)用新型的技術(shù)手段，而可依照說(shuō)明書(shū)的內(nèi)容予以實(shí)施，并且為了讓本實(shí)用新型的上述和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更明顯易懂，以下特舉本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式。

附圖說(shuō)明

通過(guò)閱讀下文優(yōu)選實(shí)施方式的詳細(xì)描述，各種其他的優(yōu)點(diǎn)和益處對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將變得清楚明了。附圖僅用于示出優(yōu)選實(shí)施方式的目的，而并不認(rèn)為是對(duì)本實(shí)用新型的限制。而且在整個(gè)附圖中，用相同的參考符號(hào)表示相同的部件。在附圖中：

圖1為現(xiàn)有充電控制電路的電路原理圖；

圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例一種MPPT調(diào)節(jié)電路的電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例的MPPT調(diào)節(jié)電路中充電電流采樣電路的電路原理圖；

圖4為本實(shí)用新型另一實(shí)施例一種MPPT調(diào)節(jié)電路的電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例的MPPT調(diào)節(jié)電路中減法運(yùn)算電路的電路原理圖。

具體實(shí)施方式

下面詳細(xì)描述本實(shí)用新型的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過(guò)參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本實(shí)用新型，而不能解釋為對(duì)本實(shí)用新型的限制。

如圖2所示，本實(shí)用新型實(shí)施例提出的MPPT調(diào)節(jié)電路，包括充電控制模塊1和MPPT調(diào)節(jié)模塊2；

本實(shí)施例中的充電控制模塊1由太陽(yáng)能電池板的分壓電路11和MPPT控制電路12組成；本實(shí)施例中的MPPT調(diào)節(jié)模塊2由MCU控制器21、運(yùn)算電路22以及蓄電池的充電電壓采樣電路23和充電電流采樣電路24組成；

所述分壓電路11的輸出端和所述MCU控制器21的輸出端分別與所述運(yùn)算電路22的輸入端連接，所述運(yùn)算電路22的輸出端與所述MPPT控制電路12的MPPTSET端連接；

所述充電電壓采樣電路23的輸出端、所述充電電流采樣電路24的輸出端分別與所述MCU控制器21的輸入端連接，用于將所述蓄電池的充電電壓和充電電流上傳至所述MCU控制器21。

本實(shí)用新型提供的MPPT調(diào)節(jié)電路中，所述MCU控制器21根據(jù)所述充電電壓和充電電流計(jì)算所述蓄電池的當(dāng)前充電功率，并在所述當(dāng)前充電功率沒(méi)有達(dá)到當(dāng)前溫度環(huán)境對(duì)應(yīng)的充電功率最大值時(shí)，MCU控制器21通過(guò)調(diào)節(jié)其輸出端的輸出值，以使充電控制模塊1調(diào)節(jié)太陽(yáng)能電池板的輸出電壓，直到蓄電池的充電功率達(dá)到當(dāng)前溫度環(huán)境對(duì)應(yīng)的充電功率最大值。

其中，所述充電電壓采樣電路23采用電阻分壓的方式實(shí)現(xiàn)，充電電壓采樣電路將采用電壓上傳至MCU控制器21。

其中，所述充電電流采樣電路24采用電流檢測(cè)放大器實(shí)現(xiàn)，具體電路原理圖如圖3所示。其中，R2為電流采樣電阻，采樣電流通過(guò)電流檢測(cè)放大器處理后上傳至MCU控制器21。

其中，所述MPPT控制電路12為采用BQ24650芯片實(shí)現(xiàn)的MPPT控制電路。BQ24650芯片實(shí)現(xiàn)的MPPT控制電路的具體電路原理圖如圖1所示。

本實(shí)用新型實(shí)施例中，如圖4所示，MCU控制器21，包括控制單元211以及與所述控制單元211連接的第一AD輸入模塊212、第二AD輸入模塊213和DA輸出模塊214；

所述第一AD輸入模塊212與所述充電電壓采樣電路23的輸出端連接，所述第二AD輸入模塊213與所述充電電流采樣電路24的輸出端連接，所述DA輸出模塊214與所述運(yùn)算電路22的輸入端連接。

本實(shí)用新型實(shí)施例中，MCU控制器21包括兩個(gè)AD通道和一個(gè)DA通道，兩個(gè)AD通道分別為AD_通道1和AD_通道2，分別對(duì)應(yīng)上述的第一AD輸入模塊212和第二AD輸入模塊213；一個(gè)DA_通道即上述的DA輸出模塊214。

進(jìn)一步地，參見(jiàn)圖4，所述分壓電路11由第一電阻R3和第二電阻R4組成，所述第一電阻R3的第一端與所述太陽(yáng)能電池板的正極相連接，所述第一電阻R3的第二端與所述第二電阻R4的第一端相連接，所述第二電阻R4的第二端與所述太陽(yáng)能電池板的負(fù)極相連接，所述第一電阻R3與所述第二電阻R4的連接點(diǎn)作為所述分壓電路11的輸出端。

在本實(shí)用新型的一個(gè)可選實(shí)施例中，所述運(yùn)算電路22為減法運(yùn)算電路，所述減法運(yùn)算電路的第一輸入端與所述分壓電路11的輸出端連接，所述減法運(yùn)算電路的第二輸入端與所述MCU控制器的輸出端連接，所述減法運(yùn)算電路的輸出端與所述MPPT控制電路12的MPPTSET端連接。

如圖5所示，所述減法運(yùn)算電路包括電壓跟隨器電路和減法電路，具體的，所述電壓跟隨器電路的輸入端與所述分壓電路的輸出端連接，所述電壓跟隨器電路的輸出端與所述減法電路的反向輸入端連接，所述MCU控制器的輸出端與所述減法電路的正向輸入端連接，所述減法電路的輸出端與所述MPPT控制電路的MPPTSET端連接。

在本實(shí)用新型的另一個(gè)可選實(shí)施例中，所述運(yùn)算電路還為加法運(yùn)算電路，所述加法運(yùn)算電路的第一輸入端與所述分壓電路的輸出端連接，所述加法運(yùn)算電路的第二輸入端與所述MCU控制器的輸出端連接，所述加法運(yùn)算電路的輸出端與所述MPPT控制電路的MPPTSET端連接。

下面以運(yùn)算電路22為減法運(yùn)算電路為例，對(duì)本實(shí)施例提出的MPPT調(diào)節(jié)電路的工作原理進(jìn)行具體說(shuō)明。

在本實(shí)施例中，V_{太陽(yáng)能電池板}＝(1.2V+DA_通道輸出值)/R4*(R3+R4)；

其中，1.2V為MPPTSET點(diǎn)的設(shè)定值，以保證電路的正常工作；

可見(jiàn)，本實(shí)用新型實(shí)施例可以通過(guò)MCU動(dòng)態(tài)改變DA_通道的輸出電壓值，進(jìn)而動(dòng)態(tài)的改變太陽(yáng)能電池板的輸出電壓值。具體的，MCU控制器通過(guò)AD_通道1和AD_通道2采樣充電的電壓和電流，并計(jì)算充電的功率，即太陽(yáng)能電池板的輸出功率，然后根據(jù)獲得的當(dāng)前功率，判斷是否當(dāng)前溫度環(huán)境對(duì)應(yīng)的充電功率最大值，如果到達(dá)，則保持當(dāng)前DA_通道輸出值，保持當(dāng)前的太陽(yáng)能電池板電壓，如果未達(dá)到，將改變DA_通道輸出值，動(dòng)態(tài)改變太陽(yáng)能電池板的輸出電壓。

本實(shí)用新型實(shí)施例中可以通過(guò)現(xiàn)有的計(jì)算電路計(jì)算蓄電池的充電功率，并通過(guò)現(xiàn)有的比較電路對(duì)當(dāng)前功率和當(dāng)前溫度環(huán)境對(duì)應(yīng)的充電功率最大值進(jìn)行比較，實(shí)現(xiàn)當(dāng)前功率是否為當(dāng)前溫度環(huán)境對(duì)應(yīng)的充電功率最大值的判斷。

對(duì)于運(yùn)算電路為加法運(yùn)算電路時(shí)，MPPT調(diào)節(jié)電路的工作原理與上述減法運(yùn)算電路的工作原理類似，相關(guān)之處參見(jiàn)上述實(shí)施例的部分說(shuō)明即可，對(duì)此，本實(shí)用新型實(shí)施例不再進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

本實(shí)用新型實(shí)施例提供的MPPT調(diào)節(jié)電路，通過(guò)在現(xiàn)有充電控制模塊中設(shè)置MPPT調(diào)節(jié)模塊，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)太陽(yáng)能電池板的MPPT點(diǎn)的動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)，使得太陽(yáng)能電池板在不同的溫度環(huán)境下始終工作在最大功率點(diǎn)附近，以達(dá)到最高充電效率。

本實(shí)用新型的說(shuō)明書(shū)中，說(shuō)明了大量具體細(xì)節(jié)。然而，能夠理解，本實(shí)用新型的實(shí)施例可以在沒(méi)有這些具體細(xì)節(jié)的情況下實(shí)踐。在一些實(shí)例中，并未詳細(xì)示出公知的方法、結(jié)構(gòu)和技術(shù)，以便不模糊對(duì)本說(shuō)明書(shū)的理解。

此外，本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠理解，盡管在此所述的一些實(shí)施例包括其它實(shí)施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同實(shí)施例的特征的組合意味著處于本實(shí)用新型的范圍之內(nèi)并且形成不同的實(shí)施例。例如，在下面的權(quán)利要求書(shū)中，所要求保護(hù)的實(shí)施例的任意之一都可以以任意的組合方式來(lái)使用。

最后應(yīng)說(shuō)明的是：以上各實(shí)施例僅用以說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述各實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實(shí)用新型各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍，其均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的權(quán)利要求和說(shuō)明書(shū)的范圍當(dāng)中。