本實用新型涉及一種光伏功率優(yōu)化器，具體為一種基于SM72445的光伏功率優(yōu)化器，屬于光伏發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
太陽能光伏發(fā)電由于其可再生性、清潔性，正在發(fā)展成為世界能源組成中的重要成份。對于光伏發(fā)電系統(tǒng)來說，光伏電池往往是成本比重最大的部件。由于光伏電池的輸出特性，光伏電池與負(fù)載之間阻抗不匹配，造成實際發(fā)電量減少，我們需要在光伏發(fā)電系統(tǒng)中增加功率優(yōu)化器，實現(xiàn)光伏電池發(fā)電量最大化。
目前市場上功率優(yōu)化器的性能良莠不齊，并不能實現(xiàn)光伏電池的最大功率跟蹤（MPPT），造成整個光伏系統(tǒng)發(fā)電量減少，且成本增加。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本實用新型提供一種基于SM72445的光伏功率優(yōu)化器，該優(yōu)化器采用TI SM72445控制芯片，實現(xiàn)功率轉(zhuǎn)換，內(nèi)部帶輸出過流、過壓保護(hù)，同時采用4個功率MOS器件和高頻電感，可實現(xiàn)光伏電池和功率優(yōu)化器負(fù)載阻抗匹配的目的，進(jìn)而達(dá)到最大功率優(yōu)化的目的。
為實現(xiàn)以上技術(shù)目的，本實用新型采用的技術(shù)方案是：一種基于SM72445的功率優(yōu)化器，包括第一電阻、第一電容、功率轉(zhuǎn)換電路、第二電容、續(xù)流二極管、第二電阻、高速運算放大器、第一比較器、第二比較器、輔助電源、RF無線通訊模塊、控制芯片模塊和驅(qū)動模塊，所述第一電阻的一端與電壓輸入端連接，另一端與第一電容連接，所述第一電容的兩端與功率轉(zhuǎn)換電路的輸入端連接，所述功率轉(zhuǎn)換電路的輸出端與第二電容的兩端、第二電阻的一端和續(xù)流二極管的負(fù)極連接，所述第二電阻的另一端與續(xù)流二極管的正極連接，所述續(xù)流二極管的兩端與電壓輸出端連接；所述功率轉(zhuǎn)換電路包括第一MOS器件、第二MOS器件、第三MOS器件、第四MOS器件和電感，所述第一MOS器件的漏極和第三MOS器件源極作為功率轉(zhuǎn)換電路的輸入端分別于第一電容的兩端連接，所述第二MOS器件的漏極和第四MOS器件的源極作為功率轉(zhuǎn)換電路的輸出端分別與第二電容的兩端連接，且第三MOS器件和第四MOS器件的源極均接地，所述第一MOS器件和第二MOS器件的源極分別與第三MOS器件和第四MOS器件的漏極連接，且與電感的兩端連接；
所述輔助電源與電路輸入端連接，所述控制芯片模塊分別與第一電阻的兩端、電路輸入端、驅(qū)動模塊、第一比較器、第二比較器和RF無線通訊模塊連接，所述驅(qū)動模塊的G1、G2、G3、G4端口分別與功率轉(zhuǎn)換電路的第一MOS器件、第三MOS器件、第四MOS器件、第二MOS器件的柵極連接，所述第一比較器與高速運算放大器連接，所述高速運算放大器與第二電阻兩端連接，所述第二比較器與電壓輸出端連接，所述RF無線通訊模塊還與第一比較器、第二比較器連接。
進(jìn)一步地，所述第一電阻和第二電阻均采用高精度合金電阻。
進(jìn)一步地，所述輔助電源將光伏電池的輸出電壓轉(zhuǎn)換為10V、5V、3.3V，并給整個電路供電。
進(jìn)一步地，所述控制芯片模塊采用TI SM72445控制器。
從以上描述可以看出，本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列有益效果：
（1）采用四管BUCK-BOOST拓?fù)潆娐罚?個功率MOS器件和一個電感），可實現(xiàn)光伏電池和功率優(yōu)化器負(fù)載阻抗匹配，實現(xiàn)高效率功率轉(zhuǎn)換；
（2）采用TI SM72445控制芯片，實現(xiàn)功率優(yōu)化，且內(nèi)部帶有輸出過流、過壓保護(hù)；
（3）采用RF無線通訊模塊，實時監(jiān)控光伏電池運行狀況，及時預(yù)警、報警。
附圖說明
圖1是本實用新型的電路原理示意圖。
附圖標(biāo)記說明：1-第一電阻、2-第一電容、3-功率轉(zhuǎn)換電路、301-第一MOS器件、302-第二MOS器件、303-第三MOS器件、304-第四MOS器件、305-電感、4第二電容、5-續(xù)流二極管、6-第二電阻、7-高速運算放大器、8-第一比較器、9-第二比較器、10-輔助電源、11-RF無線通訊模塊、12-控制芯片模塊、13-驅(qū)動模塊。
具體實施方式
下面結(jié)合具體附圖對本實用新型作進(jìn)一步說明。
根據(jù)附圖1所示，一種基于SM72445的功率優(yōu)化器，包括第一電阻1、第一電容2、功率轉(zhuǎn)換電路3、第二電容4、續(xù)流二極管5、第二電阻6、高速運算放大器7、第一比較器8、第二比較器9、輔助電源10、RF無線通訊模塊11、控制芯片模塊12和驅(qū)動模塊13，所述第一電阻1的一端與電壓輸入端連接，另一端與第一電容2連接，所述第一電容2的兩端與功率轉(zhuǎn)換電路3的輸入端連接，所述功率轉(zhuǎn)換電路3的輸出端與第二電容4的兩端、第二電阻6的一端和續(xù)流二極管5的負(fù)極連接，所述第二電阻6的另一端與續(xù)流二極管5的正極連接，所述續(xù)流二極管5的兩端與電壓輸出端連接；所述功率轉(zhuǎn)換電路3包括第一MOS器件301、第二MOS器件302、第三MOS器件303、第四MOS器件304和電感305，所述第一MOS器件301的漏極和第三MOS器件303源極作為功率轉(zhuǎn)換電路3的輸入端分別于第一電容2的兩端連接，所述第二MOS器件302的漏極和第四MOS器件304的源極作為功率轉(zhuǎn)換電路3的輸出端分別與第二電容4的兩端連接，且第三MOS器件303和第四MOS器件304的源極均接地，所述第一MOS器件301和第二MOS器件302的源極分別與第三MOS器件303和第四MOS器件304的漏極連接，且與電感305的兩端連接；
所述輔助電源10與電路輸入端連接，所述控制芯片模塊12分別與第一電阻1的兩端、電路輸入端、驅(qū)動模塊13、第一比較器8、第二比較器9和RF無線通訊模塊11連接，所述驅(qū)動模塊的G1、G2、G3、G4端口分別與功率轉(zhuǎn)換電路3的第一MOS器件301、第三MOS器件303、第四MOS器件304、第二MOS器件302的柵極連接，所述第一比較器8與高速運算放大器7連接，所述高速運算放大器7與第二電阻6兩端連接，所述第二比較器9與電壓輸出端連接，所述RF無線通訊模塊11還與第一比較器8、第二比較器9連接；
所述控制芯片模塊12采用TI SM72445控制器，控制器通過檢測輸入電壓和輸入電流，來計算合適的占空比，并產(chǎn)生相應(yīng)的4路PWM驅(qū)動信號，驅(qū)動信號接到驅(qū)動模塊13，驅(qū)動模塊13對驅(qū)動信號進(jìn)行功率放大及浮柵驅(qū)動，驅(qū)動功率轉(zhuǎn)換電路3的第一MOS器件301、第二MOS器件302、第三MOS器件303、第四MOS器件304實現(xiàn)輸入到輸出的功率轉(zhuǎn)換，進(jìn)而實現(xiàn)光伏電池的最大功率點跟蹤；所述RF無線通訊模塊11與控制芯片模塊12通訊，將功率優(yōu)化器的工作狀態(tài)通過無線通訊的方式發(fā)給上位機，來監(jiān)控功率優(yōu)化器的工作狀態(tài)。
本實用新型工作過程是：
1、輸入電流電壓采樣，輔助電源10將光伏電池的輸出電壓轉(zhuǎn)換為10V、5V、3.3V，并接到輸入端給電路供電，第一電阻1采用高精度合金取樣電阻R9，檢測輸入電流，電壓輸入端接到控制芯片模塊12，來檢測輸入電壓；
2、輸入濾波，第一電容2作為濾波電路，采用電容C4來平滑輸入電壓；
3、功率轉(zhuǎn)換，功率轉(zhuǎn)換電路3主要包含4個功率MOS 器件Q3、Q4、Q5、Q6以及高頻電感器L1，組成4管BUCK-BOOST拓?fù)潆娐罚瑢崿F(xiàn)輸入到輸出的功率轉(zhuǎn)換；
4、輸出濾波，第二電容6作為濾波電路，采用電容C5用來平滑輸出電壓；
5、續(xù)流，續(xù)流二極管5作為續(xù)流電路，當(dāng)功率優(yōu)化器出現(xiàn)故障時，電流流經(jīng)二極管D4實現(xiàn)光伏組串續(xù)流；
6、輸出過流過壓保護(hù)，第二電阻6采用高精度合金取樣電阻R10，當(dāng)輸出過流采樣通過電阻R10，檢測輸出電流，該電流信號輸送到高速運算放大器7進(jìn)行信號放大，再將放大的電流信號輸送到開漏輸出的第一比較器8，控制芯片模塊12通過檢測第一比較器8的電壓，來實現(xiàn)輸出過流保護(hù)功能，電壓輸出端與第二比較器9連接，控制芯片模塊12通過檢測第二比較器9的電壓與參考電壓進(jìn)行比較，來實現(xiàn)輸出過壓保護(hù)功能。
以上對本實用新型及其實施方式進(jìn)行了描述，該描述沒有限制性，附圖中所示的也只是本實用新型的實施方式之一，實際的結(jié)構(gòu)并不局限于此。如果本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員受其啟示，在不脫離本實用新型創(chuàng)造宗旨的情況下，不經(jīng)創(chuàng)造性的設(shè)計出與該技術(shù)方案相似的結(jié)構(gòu)方式及實施例，均應(yīng)屬于本實用新型的保護(hù)范圍。