一种最大功率点追踪控制系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及新能源技术领域，特别涉及基于BUCK电路的控制太阳能电池追踪最大功率点的系统。
【背景技术】
[0002]太阳能因资源永不枯竭、无污染等优点，正得到迅速的发展。MPPT(最大功率点追踪)控制器用于对太阳能输出的最大功率点进行追踪，使太阳能电池板时刻保持最大的传输效率，提高能源的利益率。
[0003]然而，现有的MPPT控制系统，其内部BUCK电路中的开关管在传输电能时电流承受能力小、容易发热，影响力电能的传输效率，且BUCK电路易受电磁干扰，通断速度慢，影响了最大功率点追踪效率。
[0004]现有的最大功率点追踪控制系统或是没有对太阳能电池板和蓄电池的保护措施，系统可能因为过流、逆流或器件反接等导致损毁;或是具备太阳能电池板和蓄电池保护功能的MPPT控制系统，其结构复杂、使用寿命短。
【实用新型内容】
[0005]针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种最大功率点追踪控制系统，最大功率点追踪控制系统电能传输效率高、保护措施完备。
[0006]为了实现上述目的，本实用新型技术方案如下:
[0007]—种最大功率点追踪控制系统，包括整流模块。整流模块包含:结构相同的第一整流电路、第二整流电路;第一整流电路与第二整流电路相并联。
[0008]第一整流电路包含皿)3管014、018、020，第二整流电路包含皿)3管012、019、031;]\?)3管Q14作为第一整流电路的上桥臂，MOS管Q18、Q20作为第一整流电路的下桥臂；同理，MOS管Q12作为第二整流电路的上桥臂，MOS管Q19、Q31作为第二整流电路的下桥臂。MOS管Q14的S极与MOS管Ql 2的S极相连接，其连接点为该整流模块的输出端。
[0009]第一整流电路中，MOS管Q14的S极与MOS管Q18的D极相连接，MOS管Q18的S极与MOS管Q20的S极相连接，MOS管Q20的D极接地;MOS管Q14、Q18、Q20的G极各接一个偏置电阻;MOS管Q14、Q18的G极与S极之间各并联一个分压电阻，且MOS管Q14、Q18的S极与D极之间分别并联一个用于消除MOS管尖峰脉冲的电容;MOS管Q14的G极上的偏置电阻经过一个限流电阻与肖特基二极管并联，MOS管Q14的D极接一个滤波电容，该滤波电容用于对整流模块输入的电压进行前级滤波，且G极与S极之间并联一个稳压管;MOS管Q18的G极经过一个稳压管接地。同理，第二整流电路的连接方式与第一整流电路的连接方式相同。
[0010]进一步地，该最大功率点追踪控制系统还包括太阳能电池板保护模块。太阳能电池板保护模块包含:前级电压采集单元、指令接收单元、开关控制单元、后级电压采集单元。前级电压采集单元、开关控制单元、后级电压采集单元依次连接;指令接收单元与开关控制单元相连接。
[0011]前级电压采集单元包含二极管033、电容097、电阻1?14、1?122、1?121。二极管033经电阻R14、R122接地；电阻R121—端与电阻R14、R122的公共连接点连接，另一端为前级电压采集单元的输出端;电阻Rl 21经电容C97接地。
[0012]指令接收单元包含三极管Q6、Q8、Q10、Q44、电阻 R30、R34、R29、R25、R24、R147、R32、电容C80、C79、二极管D5、D6、D7、D8。三极管QlO的基极与电阻R34相连接、发射极接地;三极管Q8的基极分别与电阻R30、三极管QlO的集电极相连接，三极管Q8的集电极经电阻R29、二极管D7与三极管Q6的基极相连接；电阻R25接在三极管Q6的基极、发射极之间；三极管Q44的基极与三极管Q6的集电极相连，三极管Q44的基极经二极管D8、R24与发射极相连接，三极管Q44的集电极与电阻R32相接;稳压管DlO并联在三极管Q44的发射极与集电极之间；二极管D5、D6串联后与C80并联;二极管D6的阴极与三极管Q6的发射极相连接，二极管D6的阳极与电容C79相连接。
[0013]开关控制单元包含MOS管开关组、滤波电容组、TVS管组。MOS管开关组用于控制电路的通断，由若干个并联的MOS管构成;滤波电容组用于滤波，由若干个并联的电容构成；TVS管组用于对浪涌电压进行泄放，由若干个TVS管构成;TVS管组接在MOS管开关组的输入端与地之间;滤波电容组接在MOS管开关组的输出端与地之间。
[0014]后级电压采集单元包含二极管013、电容087、电阻1?62、1?150、1?149;二极管013经电阻R62、R150接地；电阻R149—端与电阻R62、R150的公共连接点相连接，另一端为所述后级电压采集单元(704)的输出端；电阻R149经电容C87接地。
[0015]进一步地，该最大功率点追踪控制系统还包括蓄电池防反接模块。蓄电池防反接模块包含依次连接的控制电路、开关电路。
[0016]控制电路包含三极管Q34、Q33、二极管D23、电阻R95、R96、R97。三极管Q34的基极与电阻R97相连接，三极管Q34的发射极直接接地。三极管Q33的基极经电阻R96与集电极相连接;电阻R96、二极管D23串联并且接在三极管Q34的集电极与三极管Q33的基极之间。
[0017]开关电路包含皿)5管09、04、032、022、016、021、电阻1?221、1?145、1?59、1?61、1?58、1?60、尺197。皿^管09、04、032、022、016、021的0极相互连接，3极分别接地；电阻1?197分别经过电阻尺221、1?145、1?59、1?61、1?58、1?60与各祖)5管09、04、032、022、016、021的6极相连接。
[0018]进一步地，该最大功率点追踪控制系统还包括:主控模块、驱动模块、输出滤波模块、电流采样模块、蓄电池检测模块、太阳能电池板、蓄电池。其中，太阳能电池板、太阳能电池板保护模块、整流模块、输出滤波模块、蓄电池依次连接。主控模块经驱动模块连接到整流模块。电流采样模块与输出滤波模块相连接且与蓄电池相连接。蓄电池检测模块、蓄电池防反接模块分别与蓄电池相连接;电流采样模块、蓄电池检测模块、蓄电池防反接模块还分别与主控模块相连接。
[0019]本实用新型的有益效果:
[0020](I)该最大功率点追踪控制系统的整流模块3采用双路传输，使得内部MOS管发热小、传输电流大、电能传输效率高;整流模块的下桥臂采用双MOS管控制方式提高了开关的速度、改善了整流模块的驱动特性、降低了 EMI干扰。整流模块3采用电容对尖峰脉冲进行抑制，使内部MOS管得到可靠的保护。(2)该最大功率点追踪控制系统的采用太阳能电池板保护模块7，具有防止太阳能电池板反接及防止太阳能电池板被反向充电双重功能;且该太阳能电池板保护模块7结构简单，内部采用TVS管组对浪涌电压进行泄放，降低了瞬间高电压对该最大功率点追踪系统的伤害。(3)该最大功率点追踪控制系统的采用蓄电池防反接模块8，避免了蓄电池反接情况的发生;该蓄电池防反接模块8采用多MOS管实现开关控制，结构简单、使用寿命长、效率高。
【附图说明】
[0021 ]图1是该最大功率点追踪控制系统的结构示意图。
[0022]图2是该最大功率点追踪控制系统的整流模块3和输出滤波模块4的原理示意图。
[0023]图3是该最大功率点追踪控制系统的电流采样模块5的原理示意图。
[0024]图4是该最大功率点追踪控制系统的蓄电池检测模块6的原理示意图。
[0025]图5是该最大功率点追踪控制系统的太阳能电池板保护模块7的原理示意图。
[0026]图6是该最大功率点追踪控制系统的蓄电池防反接模块8的原理示意图。
[0027]图1中包括主控模块1、驱动模块2、整流模块3、输出滤波模块4、电流采样模块5、蓄电池检测模块6、太阳能电池板保护模块7、蓄电池防反接模块8、太阳能电池板9、蓄电池10。
【具体实施方式】
[0028]如图1所示，该最大功率点追踪控制系统包括主控模块1、驱动模块2、整流模块3、输出滤波模块4、电流采样模块5、蓄电池检测模块6、太阳能电池板保护模块7、蓄电池防反接模块8、太阳能电池板9、蓄电池1。
[0029 ]太阳能电池板9、太阳能电池板保护模块7、整流模块3、输出滤波模块4、蓄电池1依次连接，主控模块I经驱动模块2与整流模块3相连接，电流采样模块5与输出滤波模块4相连接，蓄电池检测模块6、蓄电池防反接模块8分别与蓄电池10相连接，电流采样模块5、蓄电池检测模块6、蓄电池防反接模块8还分别与与主控模块I相连接。
[0030]主控模块I用于数据的接收与运算、发出控制指令等，主控模块I发出PWMH、PWML信号，通过PWMH、PWML信号控制系统的工作。PffMH、PWML信号的高电平为3.3V。驱动模块2通过主控模块I发出的PWMH、PWML信号来驱动整流模块3的工作。整流模块3用于将经过输入滤波单元7后的能量进行整流。输出滤波模块4对整流模块3输出的电压进行滤波。电流采样模块5用于采集系统中电流的大小。蓄电池检测模块6用于采集蓄电池10电压的大小。太阳能电池板保护模块7用于防止太阳能电池板9反接以及防止太阳能电池板9被蓄电池10反向充电。蓄电池防反接模块8用于防止蓄电池反接。
[0031]主控模块I的核心元件为MCU芯片，本实施例中优先选用型号为dsPIC33E的MCU芯片，该芯片的工作电压为3.3V。主控模块I将采集到的电压、电流进行运算，然后通过控制PWMH、P丽L信号的占空比来控制整流模块3内部开关管的通断，实现对整流模块3输出电压及电流的控制，从而使该最大功率点追踪控制系统始终工作在最大功率点上。同时，主控模块I还对采集到的信号做出判断，然后控制该最大功率点追踪控制系统的相关保护电路，使最大功率点追踪控制系统实现逆流保护、过流保护、