专利名称:光伏电池的最大功率跟踪及检测电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种光伏电池的最大功率跟踪及检测电路，包括光伏电池、负载、场效应管、放大电路及积分电路。将工作电流参考值输入至积分电路的同相输入端，而放大电路将采集的场效应管的实际工作电流通过放大后输入至积分电路的反相输入端，工作电流参考值与实际工作电流通过积分电路积分后输出用于驱动场效应管的驱动电流，而该驱动电流与场效应管的实际工作电流成比例关系，因此，可以实时地调节场效应管的实际工作电流，也就是实时调节光伏电池的工作电流，从而改变其输出功率。通过对光伏电池的工作电流参考值进行寻优，即可跟踪光伏电池的最大功率点。本实用新型可以提高控制精度和避免响应滞后。
【专利说明】光伏电池的最大功率跟踪及检测电路
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及太阳能【技术领域】，尤其涉及一种光电电池的最大功率跟踪及检测电路。
【背景技术】
[0002]太阳能光伏电池由于其输出特性呈非线性，并且其输出功率随其工作点电压或电流不同而不同，所以一般来说光伏电池在实际应用时需要采用最大功率点跟踪技术，使得光伏电池不管所带负载是多大，均能输出当前环境下所能输出的最大功率。
[0003]现有的最大功率点跟踪方法主要是采用跟踪光伏电池输出电压的方法。在忽略掉一些次要因素的前提下，光伏电池的输出电流、输出功率与输出电压之间的关系可以用图1表示，从图中可以看出:在日照等环境条件一定的情况下，光伏电池的输出功率在某一工作点电压处达到最大值。根据这个特性，现有的技术是通过不断改变太阳能光伏电池的工作点电压，实时地检测输出功率，通过比较输出功率来确定其工作电压。
[0004]现有的技术方案主要有以下缺点:一是由于太阳能光伏电池的模型忽略掉了很多次要条件和因素，按此模型得出的光伏电池的输出电流、输出功率与输出电压之间曲线也是一种近似，并不是十分严格；二是当日照强度等环境因素发生变化时，太阳能光伏电池实际输出的特性更是十分复杂，用现有的技术方案跟踪其最大功率点往往会造成误判，从而跟踪失败；三是由于太阳能光伏电池是电流型器件，日照强度等环境因素的变化最直接的是影响其输出电流，用现有的技术方案跟踪其输出电压，再间接地影响其输出电流，会造成跟踪误差以及响应滞后。
实用新型内容
[0005]本实用新型的目的在于克服现有技术中的不足而提供一种光电电池的最大功率跟踪及检测电路。
[0006]本实用新型解决现有技术问题所采用的技术方案是:一种光伏电池的最大功率跟踪及检测电路，包括光伏电池、负载、场效应管、放大电路及积分电路，所述放大电路包括第一运算放大器，所述积分电路包括第二运算放大器；
[0007]所述场效应管的基极通过第一电阻与所述第二运算放大器的输出端连接，所述场效应管的集电极与所述光伏电池一端连接，所述光伏电池另一端与所述负载一端连接，所述场效应管的发射极通过第二电阻与所述负载的另一端共同接地；
[0008]所述第一运算放大器的同相输入端通过第三电阻连接至所述场效应管的发射极，且所述第一运算放大器的同相输入端还通过第四电阻接地，所述第一运算放大器的反相输入端通过第五电阻接地，且所述第一运算放大器的反相输入端与所述第一运算放大器的输出端之间连接有第六电阻；
[0009]所述第二运算放大器的同相输入端通过第七电阻接入光伏电池的工作电流参考值，所述第二运算放大器的反相输入端通过第八电阻连接至所述第一运算放大器的输出端，所述第二运算放大器的反相输入端与所述第二运算放大器的输出端之间连接有第一电容。
[0010]优选地，所述第一运算放大器及第二运算放大器采用OPA2374芯片。
[0011]本实用新型的有益效果是:本实用新型将光伏电池的工作电流参考值和实际的工作电流值经过积分电路形成驱动场效应管的驱动电流，该驱动电流与场效应管的工作电流成比例关系，从而可以实时地调节场效应管的工作电流，也即实时调节光伏电池的工作电流，从而改变其输出功率。也就是说，本实用新型通过控制光伏电池的输出电流从而跟踪其最大功率，可以避免现有方案中通过直接控制光伏电池输出电压再间接控制其输出电流，这样可以提高控制精度和避免响应滞后。
【附图说明】
[0012]图1是现有光伏电池的输出电流、输出功率与输出电压之间的关系图；
[0013]图2是本实用新型光伏电池的最大功率跟踪及检测电路的电路图。
[0014]本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
【具体实施方式】
[0015]以下将结合附图及具体实施例详细说明本实用新型的技术方案，以便更清楚、直观地理解本实用新型的发明实质。
[0016]参照图2所示，本实用新型实施例提供了一种光伏电池的最大功率跟踪及检测电路，包括光伏电池、负载、场效应管Q1、放大电路及积分电路，所述放大电路包括第一运算放大器U9A，所述积分电路包括第二运算放大器U9B。
[0017]具体的，场效应管Ql的基极通过第一电阻Rl与所述第二运算放大器U9B的输出端连接，所述场效应管Ql的集电极与所述光伏电池一端连接，所述光伏电池另一端与所述负载一端连接，所述场效应管Ql的发射极通过第二电阻R2与所述负载的另一端共同接地。
[0018]第一运算放大器U9A的同相输入端通过第三电阻R3连接至所述场效应管Ql的发射极，且所述第一运算放大器U9A的同相输入端还通过第四电阻R4接地，所述第一运算放大器U9A的反相输入端通过第五电阻R5接地，且所述第一运算放大器WA的反相输入端与所述第一运算放大器U9A的输出端之间连接有第六电阻R6。
[0019]第二运算放大器U9B的同相输入端通过第七电阻R7接入光伏电池的工作电流参考值Iref，所述第二运算放大器U9B的反相输入端通过第八电阻R8连接至所述第一运算放大器U9A的输出端，所述第二运算放大器U9B的反相输入端与所述第二运算放大器U9B的输出端之间连接有第一电容Cl。
[0020]可选地，第一运算放大器U9A及第二运算放大器U9B可以采用OPA2374芯片。
[0021]具体工作原理如下:光伏电池、负载、场效应管Ql组成光伏电池的实际工作电路，而放大电路及积分电路组成控制电路，用于采集光伏电池实际的工作状态。具体而言，可通过单片机计算得出光伏电池的工作电流参考值Iref，该工作电流参考值Iref输入至积分电路的同相输入端，而放大电路将采集的场效应管Ql的实际工作电流通过放大后输入至积分电路的反相输入端，工作电流参考值Iref与实际工作电流通过积分电路积分后输出用于驱动场效应管Ql的驱动电流，而该驱动电流与场效应管Ql的实际工作电流成比例关系，因此，可以实时地调节场效应管Ql的实际工作电流，也就是实时调节光伏电池的工作电流，从而改变其输出功率。通过对光伏电池的工作电流参考值进行寻优，即可跟踪光伏电池的最大功率点。
[0022]综上所述，本实用新型将光伏电池的工作电流参考值Iref和实际的工作电流值经过积分电路形成驱动场效应管Ql的驱动电流，该驱动电流与场效应管Ql的工作电流成比例关系，从而可以实时地调节场效应管Ql的工作电流，也即实时调节光伏电池的工作电流，从而改变其输出功率。也就是说，本实用新型通过控制光伏电池的输出电流从而跟踪其最大功率，可以避免现有方案中通过直接控制光伏电池输出电压再间接控制其输出电流，这样可以提高控制精度和避免响应滞后。
[0023]以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的【技术领域】，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
【权利要求】
1.一种光伏电池的最大功率跟踪及检测电路，其特征在于，包括光伏电池、负载、场效应管、放大电路及积分电路，所述放大电路包括第一运算放大器，所述积分电路包括第二运算放大器； 所述场效应管的基极通过第一电阻与所述第二运算放大器的输出端连接，所述场效应管的集电极与所述光伏电池一端连接，所述光伏电池另一端与所述负载一端连接，所述场效应管的发射极通过第二电阻与所述负载的另一端共同接地； 所述第一运算放大器的同相输入端通过第三电阻连接至所述场效应管的发射极，且所述第一运算放大器的同相输入端还通过第四电阻接地，所述第一运算放大器的反相输入端通过第五电阻接地，且所述第一运算放大器的反相输入端与所述第一运算放大器的输出端之间连接有第六电阻； 所述第二运算放大器的同相输入端通过第七电阻接入光伏电池的工作电流参考值，所述第二运算放大器的反相输入端通过第八电阻连接至所述第一运算放大器的输出端，所述第二运算放大器的反相输入端与所述第二运算放大器的输出端之间连接有第一电容。2.根据权利要求1所述的光伏电池的最大功率跟踪及检测电路，其特征在于，所述第一运算放大器及第二运算放大器采用0PA2374芯片。
【文档编号】G05F1-67GK204288042SQ201420779417
【发明者】钟如仕, 王飞 [申请人]深圳市新环能科技有限公司