是隔离反馈脚FB其他电路，当退出MPPT模式时MPPT_VS基准出低电平，运放输出高电平，不影响FB脚的其他电路工作。在控制芯片FB脚不接其他恒压、恒流等电路的情况下，二极管Dl阴阳极方向可以按需要随意换向，也可以去掉二极管D1，运放输出直接连接反馈FB。
[0025]实施例3如图3所示，发电装置，如光伏发电装置或者风力发电装置等绿色能源发电装置的主拓扑为BUCK变换电路，PWM拓扑控制芯片U2的型号是UC2843B，MCU处理芯片STM32F103C8T6。输入PV+、PV_接太阳能电池板，输出0UT+、GND接电池和负载，恒压环路设定值一般为电池充满电压，恒流环路设定值一般为电池最大充电电流，起到保护电池作用。
[0026]有阳光时正常情况下，微处理器似采样山1分别从？46、?么7引脚输入。通过PWM2设定恒压值高于电池电压，通过PWM3设定恒流值大于输出电流，从而U4A的第1、7脚出高电平开环，进入MPPT环路单独工作.控制芯片的反馈FB脚没有上拉电平则是通过灌电压抬高电平，有上拉电平则是吸电流拉低电平。可实现灌高或者拉低控制方式。本实例中为多个环路一起工作，增加一个上拉电阻R25，当阳光过于强大使输出电流大于设定值时，PWMl变小使MPPT环路进入开环，切换到恒流环工作。当电池达到充满值时，控制器输出电流小，恒流环开环，U2使PWMl占空比增加(应改为:减小)，使之开环退出MPPT，进入恒压环路工作。三个环路之间根据实际情况相互切换，使得整个控制器更加完善。
[0027]晚上没有阳光或者长时间阴雨天气，电池又需要及时充电存储能量备用，输入PV+、PV-接其他直流电压源进行充电。单片机智能判断输入源不是太阳能电池板，通过PWMl开环MPPT环路，由恒流、恒压环路切换工作直至电池充满。
[0028]本实例最大功率点跟踪控制主要器件参数设计。二极管Dl使用压降小的二极管，比如肖特基二极管。Ul使用线性度较好的运放。由UC2843的技术资料知道，反馈脚FB变化理论电平范围在(O?5V)即可实现DR占空比O?100%变化。为了减小跟踪时间和精度，需进一步确认FB脚在此拓扑电路中的电平实际变化范围。调试好电压环路，直流输入全范围变化，输出负载全范围变化，输出电池电压变化，测量FB脚电平为范围是(1.07V?4.12V)。输出电流小于IA时视为即将充满电池退出MPPT环路，FB脚范围取值为(2.22V?4.12V) ο 基准 VREF = 5V，电阻 R3 取 1K，R4 取 30K，Rl 取 14.2K，R2 取 15.6K，计算得出 MPPT_VS取值范围(2.6V?0.8V)。U2的供电电压为3.3V，R5、R6取10K，C1、C2取IuF形成积分电路，计算出PWMl占空比变化为78.79%?24.24%。进入MPPT模式后，U3的PWMl占空比在78.79%?24.24%变化，采样输出功率P = UI相比较，得到最大功率点之后，PWMl输出最大功率点对应的占空比就可以使控制器实现最大功率点跟踪。
[0029]风能的风机输出是交流电AC1、AC2，在此实例输入端增加图4中的BDl整流桥堆变成直流电压，那么此实例电路变成带MPPT功能的风能控制电路。
[0030]把图3中的MPPT环路去掉，电路是一般常用的DC-DC降压BUCK电路，电路具有输出恒压恒流功能。增加MPPT环路后可以用于太阳能控制器，在输入增加整流桥则可以用于风能控制器。当输入源PV+、PV-或者ACl、AC2是稳定输入，不需要最大功率跟踪时，PWMl的占空比或者MPPT_VS为0，则Ul第7脚为恒定高电平，MPPT环路不参与控制器工作，此时电源可以作为一般DC-DC变换器使用。由以上特点可得出，一般常用成熟DC-DC拓扑变换电路只需要增加本专利MPPT电路即可用在太阳能或者风能领域，并且保留原有功能，使得电源的使用范围更加广阔。
【主权项】
1.一种最大功率点跟踪控制电路，包括设置在发电装置的直流输出干线上的开关管，产生控制开关管开闭的PWM信号的PWM电路；其特征在于:所述的开关管为场效应管Ql ; 所述的PWM电路包括PWM拓扑控制芯片U3、产生可控制模拟电压信号MPPT_VS的模拟电压信号MPPT_VS产生装置、运算放大器UlB ;所述的运算放大器UlB的反相端通过电阻Rl接模拟电压信号MPPT_VS，所述的运算放大器UlB的同相端接参考电压；在所述的运算放大器UlB的反相端与输出之间接有电阻R2 ； 在所述的运算放大器UlB的输出接二极管Dl的阴极、二极管Dl的阳极接PWM拓扑控制芯片U3的FB引脚，PWM拓扑控制芯片U3的DR引脚接所述的场效应管Ql的栅极。
2.根据权利要求1所述的最大功率点跟踪控制电路，其特征在于:所述的模拟电压信号MPPT_VS产生装置包括微处理器U2、电阻R5、电阻R6、电容Cl和电容C2 ;所述的电阻R5和电阻R6串连；电阻R6的两端分别通过电容Cl和电容C2接地，电阻R5的一端接微处理器U2产生的方法信号PWMl。
3.根据权利要求2所述的最大功率点跟踪控制电路，其特征在于:还包括发电装置输出电压检测电路和输出电流检测电路，所述的输出电压检测电路和输出电流检测电路分别接所述的微处理器U2。
4.根据权利要求3所述的最大功率点跟踪控制电路，其特征在于:所述的输出电压检测电路包括串连在发电装置输出两端的电阻Rl I和电阻Rl2，电阻Rl I和电阻Rl2的连接点接所述的微处理器U2。
5.根据权利要求3所述的最大功率点跟踪控制电路，其特征在于:所述的输出电流检测电路包括运算放大器UlA ;所述的运算放大器UlA的同相端通过电阻R9接发电装置输出的电源地GND;所述的运算放大器UlA的反相端通过电阻R8接发电装置输出输出的负线PT 一;在电源地GND和负线PT —之间并联连接有电阻R7和电容C5 ;在所述的运算放大器UlA的反相端与输出端之间接电阻R10，在所述的运算放大器UlA的输出端与电源地GND之间设置有串连电阻R14和电阻R13 ;电阻R14和电阻R13的连接点接所述的微处理器U2的PA7引脚。
6.根据权利要求2所述的最大功率点跟踪控制电路，其特征在于:还包括恒流控制环路和恒压控制环路；所述的恒流控制环路和恒压控制环路分别设置在所述的微处理器输出的恒流控制信号PWM3和恒压控制信号PWM2与所述的PWM拓扑控制芯片U3的FB引脚之间。
7.根据权利要求6所述的最大功率点跟踪控制电路，其特征在于:所述的恒流控制环路包括运算放大器U4B，所述的微处理器U2的恒流控制信号PWM3输出端通过电阻R24、电阻R23、电阻R22串连接运算放大器U4B的同相端，在电阻R23的两端分别通过电容Cll和ClO接地；所述的运算放大器U4B的反相端通过电阻R21连接输出电流参考电压；在所述的运算放大器U4B的反相端与输出之间连接有电容C9和由电容C8和电阻R20串连的电路；所述的运算放大器U4B的输出接二极管D4的阴极，二极管D4的阳极接所述的PWM拓扑控制芯片U3的FB引脚。
8.根据权利要求6所述的最大功率点跟踪控制电路，其特征在于:所述的恒压控制环路包括运算放大器U4A，所述的微处理器U2的恒压控制信号PWM2输出端通过电阻R27、电阻R26、电阻R19串连接运算放大器U4A的同相端，在电阻R26的两端分别通过电容C12和C13接地；所述的运算放大器U4A的反相端通过电阻接输出参考电压；在所述的运算放大器U4A的反相端与输出之间连接有电容C7和由电容C6和电阻R16串连的电路；所述的运算放大U4A的输出接二极管D3的阴极，二极管D3的阳极接所述的PWM拓扑控制芯片U3的FB引脚。
9.根据权利要求1至8中任一所述的最大功率点跟踪控制电路，其特征在于:在所述的PWM拓扑控制芯片U3的FB引脚与Verf引脚之间串连有电阻R25。
【专利摘要】本实用新型公开了一种最大功率点跟踪控制电路，包括设置在发电装置的直流输出干线上的开关管，产生控制开关管开闭的PWM信号的PWM电路；其特征在于：所述的开关管为场效应管Q1；所述的PWM电路包括PWM拓扑控制芯片U3、产生可控制模拟电压信号MPPT_VS的模拟电压信号MPPT_VS产生装置、运算放大器U1B；所述的运算放大器U1B的反相端通过电阻R1接模拟电压信号MPPT_VS，所述的运算放大器U1B的同相端接参考电压；在所述的运算放大器U1B的反相端与输出之间接有电阻R2。使得PWM的占空比全范围变化。一个MPPT_VS基准对应一个占空比和一个输出功率，功率点相互比较得出最大值。MCU输出最大功率点对应的MPPT_VS基准，控制器在最大功率点的占空比工作，输出最大功率，实现最大功率点跟踪。
【IPC分类】G05F1-67
【公开号】CN204288041
【申请号】CN201420745040
【发明人】梁立敏, 蒋中为
【申请人】深圳市金威源科技股份有限公司
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2014年12月2日