一种基于mppt的太阳能系统控制结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电子产品技术领域，尤其是一种能够使太阳能电池始终工作在最大功率点附近的控制器，具体为一种基于MPPT的太阳能系统控制结构。
【背景技术】
[0002]小型的光伏发电系统是以白天太阳光作为能源，利用太阳能电池给蓄电池充电，把太阳能转换为化学能储存在蓄电池中，晚间使用时以蓄电池作为电源给直流负载提供能量，把蓄电池中的化学能转变成光能，使直流负载工作，其中，太阳能系统控制器从早期简单的实现对蓄电池充放电控制功能，开始使用微处理器，实现软件编程，向智能化方向发展；传统的太阳能系统控制器将太阳能电池的输出对蓄电池进行充电，并具有过充和过放的保护功能，但从节能的角度，却是希望提高太阳能系统的整体效率。
【发明内容】
[0003]针对上述问题，本实用新型了一种基于MPPT的太阳能系统控制结构，其可使太阳能系统控制器在发电和储能过程中使太阳能电池始终工作在最大功率点附近，以达到最高效率。
[0004]其技术方案是这样的:其特征在于:其包括MPPT控制电路、太阳能电池电压采样电路、蓄电池电压采样电路、充电电流采样电路、单片机，太阳能电池和蓄电池同时向所述MPPT控制电路供电，且所述太阳能电池和蓄电池分别对应向所述太阳能电池电压采样电路、蓄电池电压采样电路供电，所述太阳能电池电压采样电路、蓄电池电压采样电路、充电电流采样电路均与所述单片机连接传输信号，所述单片机输出信号至所述MPPT控制电路。
[0005]其进一步特征在于:所述单片机采用型号STC12C5202AD单片机；
[0006]所述MPPT控制电路包括DC/DC变化电路、开关管驱动电路，所述DC/DC变化电路对应连接所述开关管驱动电路，所述DC/DC变化电路采用罗氏降压型的拓扑电路；
[0007]所述开关管驱动电路包括驱动器Ul、二极管Dl、电容Cl、C2、电阻Rl、R2、R3，所述DC/DC变化电路包括场效应管Q1、电阻R4、R5、电感L1、电容C3、二极管D2~D5，所述驱动器Ul采用型号IR2110驱动器，单片机的11脚连接所述电阻Rl后接至所述驱动器Ul的10脚，所述驱动器Ul的2脚连接所述电容Cl后接至所述驱动器Ul的3脚，所述驱动器Ul的13脚接地，所述驱动器Ul的5脚连接所述电容C2的一端，所述电容C2的另一端与连接所述驱动器Ul的3脚之间连接所述二极管Dl后接至所述驱动器Ul的6脚，所述驱动器Ul的9、11脚之间连接所述电阻R4，所述单片机的10脚连接所述驱动器Ul的11脚，所述驱动器Ul的3脚连接所述驱动器Ul的9脚、所述二极管D4、D5的负极，所述驱动器Ul的5脚连接所述电阻R2、R3的一端，所述驱动器Ul的7脚连接所述二极管D2的正极、电阻R3的另一端、场效应管Ql的漏极，所述电阻R2的另一端连接所述场效应管Ql的栅极，所述场效应管Ql的源极连接所述二极管D4的正极以及太阳能电池正极S+，所述二极管D2的负极均与所述电感LI的一端、二极管D3的负极连接，所述二极管D3的正极连接所述电阻R5的一端后均接地，所述电感LI的另一端连接所述电容C3的一端、二极管D5的正极后均接蓄电池正极B+，所述电阻R5、电容C3的另一端连接后均接蓄电池负极B-；
[0008]所述太阳能电池电压采样电路包括电压跟随器U2、电阻R6、R7，所述电阻R7 —端接地，所述电阻R6的一端连接太阳能电池正极S+，所述电阻R6、R7的另一端相连后接至所述电压跟随器U2的5脚，所述电压跟随器U2的6、7脚相连并连接单片机的22脚；
[0009]所述蓄电池电压采样电路包括电压跟随器U3、电阻R8、R9，所述电阻R9 —端接地，所述电阻R8的一端连接蓄电池正极B+，所述电阻R8、R9的另一端相连后接至所述电压跟随器U3的10脚，所述电压跟随器U3的8、9脚相连并连接单片机的18脚；
[0010]所述充电电流采样电路包括电压放大器U4、电容C4、电阻R10~R14，单片机的19脚连接所述电阻RlO后接至所述电压放大器U4的14脚，并连接所述电阻Rll的一端，所述电阻Rll的另一端与所述电阻R12的一端、电压放大器U4的13脚均相连，所述电压放大器U4的12脚与所述电阻R13、电容C4的一端均相连，所述电阻R13的另一端与所述电阻R14的一端相连后接至蓄电池负极B-，所述R12、R14、电容C4的另一端均相连后接地。
[0011]本实用新型的有益效果是，通过太阳能电池电压采样电路、蓄电池电压采样电路、充电电流采样电路与所述单片机连接传输信号，单片机输出信号至MPPT控制电路，单片机分别采集太阳能电池电压值、蓄电池电压值、充电电流值，并通过MPPT数学模型进行计算，所得结果以脉冲的形式对场效应管Ql进行PWM调制，从而使太阳能电池的输出特性始终工作在最大功率点附近，使整个充电系统达到最高效率。
【附图说明】
[0012]图1是本实用新型的结构框图；
[0013]图2是本实用新型的MPPT控制电路；
[0014]图3是本实用新型的太阳能电池电压采样电路；
[0015]图4是本实用新型的蓄电池电压采样电路；
[0016]图5是本实用新型的充电电流采样电路。
【具体实施方式】
[0017]如图1、图2所示，本实用新型包括MPPT控制电路1、太阳能电池电压采样电路2、蓄电池电压采样电路3、充电电流采样电路4、单片机5，太阳能电池S和蓄电池B同时向MPPT控制电路I供电，且太阳能电池S和蓄电池B分别对应向太阳能电池电压采样电路2、蓄电池电压采样电路3供电，太阳能电池电压采样电路2、蓄电池电压采样电路3、充电电流采样电路4均与单片机5连接传输信号，单片机5输出信号至MPPT控制电路I ;单片机5采用型号STC12C5202AD单片机，其自带有A/D转换功能及PWM输出；MPPT控制电路I包括DC/DC变化电路、开关管驱动电路，DC/DC变化电路对应连接开关管驱动电路，DC/DC变化电路采用罗氏降压型的拓扑电路，DC/DC变化电路包括场效应管Q1、电阻R4、R5、电感L1、电容C3、二极管D2~D5，则场效应管Q1、电阻R4、R5、电感L1、电容C3、二极管D2~D5组成了罗氏降压型的拓扑电路；开关管驱动电路包括驱动器U1、二极管D1、电容C1、C2、电阻R1、R2、R3，驱动器Ul采用型号IR2110驱动器，单片机5的11脚连接电阻Rl后接至驱动器Ul的10脚，驱动器Ul的2脚连接电容Cl后接至驱动器Ul的3脚，驱动器Ul的13脚接地，驱动器Ul的5脚连接电容C2的一端，电容C2的另一端与连接驱动器Ul的3脚之间连接二极管Dl后接至驱动器Ul的6脚，驱动器Ul的9、11脚之间连接电阻R4，单片机5的10脚连接驱动器Ul的11脚，驱动器Ul的3脚连接驱动器Ul的9脚、二极管D4、D5的负极，驱动器Ul的5脚连接电阻R2、R3的一端，驱动器Ul的7脚连接二极管D2的正极、电阻R3的另一端、场效应管Ql的漏极，电阻R2的另一端连接场效应管Ql的栅极，场效应管Ql的源极连接二极管D4的正极以及太阳能电池正极S+，二极管D2的负极均与电感LI的一端、二极管D3的负极连接，二极管D3的正极连接电阻R5的一端后均接地，电感LI的另一端连接电容C3的一端、二极管D5的正极后均接蓄电池正极B+，电阻R5、电容C3的另一端连接后均接蓄电池负极B-;其中太阳能电池S是光电转换的元件，蓄电池B是一个储能元件，场效应管Ql是一个执行PWM功能的元件，太阳能电池S的电流从太阳