一种开关电源变换器功率跟踪电路的制作方法

1.本实用新型涉及充电装置领域，尤其涉及一种开关电源变换器功率跟踪电路，通过调整开关电源pwm脉冲宽度从而实现自动跟踪输入源所能提供最大源功率的装置。


背景技术：

2.光伏发电是根据光生伏特效应原理，利用太阳电池将太阳光能直接转化为电能，目前光伏发电应用十分广泛，例如追日支架系统。该系统是将光能转化为电能，以供支架方向控制使用，其电源供电方案是采用高压开关电源变换器与电池后备备用电源相结合的供电方式。支架系统控制与驱动供电的输入源输入来自光伏组串板，在光照较强时，光伏组串板一部分电能通过高压开关电源变换器提供给后备电池充电，同时一部分给支架系统控制与驱动供电，后备电池与高压开关电源变换器供电之间具有无缝切换的功能。在光照较弱时，只能提供微量的电能；在早上、晚上光能由弱转强或由强转弱的一段时间范围内，光伏组串板所能提供的功率会出现不稳定的状态，支架系统控制与驱动的供电会在高压开关电源变换器与后备电池间不停地切换。由于电池内阻与线路电阻的关系，在高压开关电源变换器与后备电池间切换的时候，输出电压会产生一定的波动。


技术实现要素：

3.本实用新型要解决以上技术问题，克服在高压开关电源变换器与后备电池间切换的时候，输出电压产生波动的问题，提供一种开关电源变换器功率跟踪电路，通过调整开关电源pwm脉冲宽度从而实现自动跟踪输入源所能提供最大源功率的装置。
4.为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种开关电源变换器功率跟踪电路，包括电压检测模块、斜率调节模块、电压线性反向模块、跟踪功能切换模块、电压功率控制信号转换模块和开关电源变换器模块，
5.所述电压检测模块包括电阻r1、电阻r2、电容c1和电压跟随器ar1，所述电阻r1的一端连接所述开关电源变换器模块的输入高压端，所述电阻r1的另一端分别连接所述电阻r2的一端和所述电压跟随器ar1的同相输入端，所述电阻r2的另一端接地，所述电容c1连接在所述电阻r2的两端，
6.所述斜率调节模块包括电阻r4和电压基准源，所述电阻r4的一端连接所述电压基准源，所述电阻r4的另一端连接所述电压跟随器ar1的同相输入端，
7.所述电压线性反向模块包括电阻r6、电阻r8、电阻r9、电阻r10、稳压管d1、运算放大器ar3和电压基准源，所述电阻r6的一端连接所述电压跟随器ar1的输出端，所述电阻r6的另一端分别连接所述电阻r8的一端和所述稳压管d1的输出端，所述稳压管d1的输入端接地，所述电阻r8的另一端连接所述运算放大器ar3的反向输入端，所述运算放大器ar3的正向输入端连接所述电阻r9的一端，所述电阻r9的另一端连接电压基准源，所述电阻r10的一端连接所述运算放大器ar3的反向输入端，所述电阻r10的另一端连接所述运算放大器ar3的输出端，
8.所述电压功率控制信号转换模块包括电阻r11、电阻r12、电阻r13、电阻r14和运算放大器ar4，所述电阻r11的一端连接所述运算放大器ar3的输出端，所述电阻r11的另一端连接所述运算放大器ar4的正向输入端，所述运算放大器ar4的反向输入端分别连接所述电阻r12的一端和所述电阻r13的一端，所述电阻r12的另一端接地，所述电阻r13的另一端分别接所述运算放大器ar4的输出端和所述电阻r14的一端，所述电阻r14的另一端连接所述开关电源变换器模块的pwm控制端，
9.所述跟踪功能切换模块包括电阻r3、电阻r5、电阻r7、电阻r15、电阻r16、运算放大器ar2、三极管q1和电压基准源，所述电阻r3的一端连接所述电压跟随器ar1的同相输入端，所述电阻r3的另一端分别连接所述运算放大器ar2的同相输入端和所述电阻r15的一端，所述电阻r15的另一端接地，所述电阻r16的一端连接所述运算放大器ar2的反相输入端，所述电阻r16的另一端连接所述电压基准源，所述运算放大器ar2的输出端分别连接所述电阻r5的一端和所述电阻r7的一端，所述电阻r5的另一端接vcc，所述电阻r7的另一端连接所述三极管q1的基极，所述三极管q1的集电极连接所述运算放大器ar4的同相输入端，所述三极管q1的发射极接地。
10.本实用新型具有的优点和积极效果是：一种开关电源变换器功率跟踪电路，该电路用以控制开关电源变换器的输出功率，使最大输出功率跟随输入电压按设定的斜率变化，用以光伏组件跟踪支架驱动电源在强弱光强转换时，光伏组串供电与电池备电供电能够平稳的切换，克服了在高压开关电源变换器与后备电池间切换的时候，输出电压产生波动的问题。
附图说明
11.图1是一种开关电源变换器功率跟踪电路连接关系原理图；
12.图2是一种开关电源变换器功率跟踪电路的电压与功率跟踪曲线图实例。
13.图中：
14.1、电压检测模块；
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2、斜率调节模块；
15.3、电压线性反向模块；
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4、跟踪功能切换模块；
16.5、电压功率控制信号转换模块；
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6、开关电源变换器模块。
具体实施方式
17.下面结合附图对本实用新型的具体实施例做详细说明。
18.如图1-2所示，一种开关电源变换器功率跟踪电路，包括电压检测模块1、斜率调节模块2、电压线性反向模块3、跟踪功能切换模块4、电压功率控制信号转换模块5和开关电源变换器模块6。电压检测模块1是一种由电阻分压的电压采样回路，与斜率调节模块2相连接，合成信号连接电压线性反向模块3，将检测的输入电压信号的正关联关系转换成反关联关系。电压线性反向模块3与电压功率控制信号转换模块5相连接，将对应的变化信号电压处理成需要对应输出功率变化的电压值。电压功率控制信号转换模块5与具有pwm控制的开关电源变换器模块6相连接，通过调节pwm的占空比实现输出功率的跟踪变化。
19.所述电压检测模块1包括电压采样分压电阻r1、电阻r2、退耦电容c1和电压跟随器ar1，所述电阻r1为上分压电阻，其一端连接具有pwm控制的所述开关电源变换器模块6的输
入高压端，所述电阻r2为下分压电阻，上分压电阻r1的另一端分别连接下分压电阻r2的一端和所述电压跟随器ar1的同相输入端，下分压电阻r2的另一端接地，退耦电容c1连接在下分压电阻r2的两端，电压跟随器ar1输出端连接在电压线性反向模块3的输入端。
20.所述斜率调节模块2包括调节电阻r4和电压基准源，所述电阻r4的一端连接所述电压基准源，所述电阻r4的另一端连接所述电压跟随器ar1的同相输入端。
21.所述电压线性反向模块3包括电阻r6、电阻r8、电阻r9、电阻r10、稳压管d1、运算放大器ar3和电压基准源，所述电阻r6的一端连接所述电压跟随器ar1的输出端，所述电阻r6的另一端分别连接所述电阻r8的一端和所述稳压管d1的输出端，所述稳压管d1的输入端接地，所述电阻r8的另一端连接所述运算放大器ar3的反向输入端，所述运算放大器ar3的正向输入端连接所述电阻r9的一端，所述电阻r9的另一端连接电压基准源，所述电阻r10的一端连接所述运算放大器ar3的反向输入端，所述电阻r10的另一端连接所述运算放大器ar3的输出端。
22.所述电压功率控制信号转换模块5包括电阻r11、电阻r12、电阻r13、电阻r14和运算放大器ar4，所述电阻r11的一端连接所述运算放大器ar3的输出端，所述电阻r11的另一端连接所述运算放大器ar4的正向输入端，所述运算放大器ar4的反向输入端分别连接所述电阻r12的一端和所述电阻r13的一端，所述电阻r12的另一端接地，所述电阻r13的另一端分别接所述运算放大器ar4的输出端和所述电阻r14的一端，所述电阻r14的另一端连接具有pwm控制的所述开关电源变换器模块6的pwm控制端。具有pwm控制的开关电源变换器模块6通过所述电压功率控制信号转换模块5转化后的信号电压，调节具有pwm控制的开关电源变换器模块6的控制脉冲宽度占空比，从而达到功率跟踪控制的功能。
23.所述跟踪功能切换模块4包括电阻r3、电阻r5、电阻r7、电阻r15、电阻r16、运算放大器ar2、三极管q1和电压基准源，所述电阻r3的一端连接所述电压跟随器ar1的同相输入端，所述电阻r3的另一端分别连接所述运算放大器ar2的同相输入端和所述电阻r15的一端，所述电阻r15的另一端接地，所述电阻r16的一端连接所述运算放大器ar2的反相输入端，所述电阻r16的另一端连接所述电压基准源，所述运算放大器ar2的输出端分别连接所述电阻r5的一端和所述电阻r7的一端，所述电阻r5的另一端接vcc，所述电阻r7的另一端连接所述三极管q1的基极，所述三极管q1的集电极连接所述运算放大器ar4的同相输入端，所述三极管q1的发射极接地。
24.电压检测模块1通过对具有pwm控制的开关电源变换器模块6的输入母线电压采样，将高压强电信号转化为弱点信号电压，产生输入电压变化曲线，并通过跟随器输出。
25.斜率调节模块2可以通过调节电阻与基准源产生的电流电压从而改变输入电压变化与输出功率的变化对应的斜率。
26.电压线性反向模块3将电压检测模块产生的输入电压变化曲线由正对应关系变为反对应关系。
27.电压功率控制信号转换模块5将电压线性反向模块的输出信号电压调整为适合输出功率的信号电压。
28.跟踪功能切换模块4可以根据光伏组串板的特性在光照强度相对应的适合的输入母线电压时切断跟踪功能，使高压开关电源变换器全功率输出。
29.具有pwm控制的开关电源变换器模块6具有电压变换、电池充放电及切换功能。
30.一种开关电源变换器功率跟踪电路，该电路用以控制开关电源变换器的输出功率，使最大输出功率跟随输入电压按设定的斜率变化，使追日支架控制系统供电在凌晨与傍晚时间段里，光照强弱转化过程中，组串供电与后备电池供电实现平稳切换，使系统供电电压稳定；利用跟踪组串电压范围控制变换的输出功率，当光照能量充足时，自动切断跟踪控制信号，切换点及功率跟踪斜率可根据光伏组串板特性调节；当光照能量不足不稳定时使光伏组串端电压平稳变化，减小大幅波动。
31.以上对本实用新型的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本实用新型范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本专利涵盖范围之内。