取0.97。该MPPT控制方法在搜索到太阳电池阵最大功率点后停止继续搜索，使太阳电池阵固定在当前时刻的最大功率点，适合于太阳能无人机在巡航时太阳电池阵1-V曲线变化不大，防止继续搜索损失太阳电池阵输出功率，造成太阳能无人机的能源浪费。
[0036]逻辑控制模块接收恒压控制模块采样的母线电压，当其判定母线电压有变化时，则控制恒压控制模块启动工作，太阳能无人机能源系统运行在恒压控制功能，以控制母线电压保持恒定。该调节母线电压保持恒定的方法包含:母线电压采样电路实时采样母线电压;母线恒压自主调节电路通过预设的电压参考量与母线电压采样电路采样的母线电压进行PI控制调节，控制功率电路M0S管的开关时间，从而调节母线电压，使母线电压保持恒定，防止锂离子蓄电池组过充。
[0037]在太阳能无人机能源系统在正常运行时，逻辑控制模块接收限流控制模块采样的蓄电池组充电电流，当判定蓄电池组充电电流大于预设的充电电流阈值时，控制限流控制模块启动工作，太阳能无人机能源系统运行在限流控制功能，将蓄电池组充电电流与预设的电流参考值进行PI控制调节，确保充电电流小于等于蓄电池组最大充电电流，保护蓄电池组性能。
[0038]其中，上述三种功能，即MPPT功能、恒压控制功能、限流控制功能，基于不调节母线的MPPT统一控制电路根据逻辑电路进行统一控制，根据太阳阵功率输出情况、载荷功率需求以及蓄电池组状态等不同工况实现各种功能模式的自动切换。
[0039]尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。
【主权项】
1.一种MPPT统一控制电路，用于太阳能无人机能源系统，其特征在于，该控制电路包含: 最大功率点跟踪模块，其采样太阳能电池阵电流和电压，搜索太阳能电池阵的最大功率点，调节太阳能电池阵电流和电压，固定太阳能电池阵在最大功率点； 恒压控制模块，其采样母线电压，通过电压参考值调节母线电压保持恒定； 限流控制模块，其采样蓄电池组充电电流，通过电流参考量调节蓄电池组充电电流，保持蓄电池组充电电流小于等于蓄电池组最大充电电流； 逻辑控制模块，其接收最大功率点跟踪模块输出的太阳能电池阵电流和电压、恒压控制模块输出的母线电压、限流控制模块输出的蓄电池组充电电流的情况，根据太阳能电池阵功率输出情况、载荷功率需求以及蓄电池组状态的工况，判定最大功率点跟踪模块、或恒压控制模块、或限流控制模块启动工作。2.如权利要求1所述的MPPT统一控制电路，其特征在于，所述最大功率点跟踪模块包含: 太阳能电池阵功率采样电路，其实时采样太阳能电池阵电压和电流； MPPT跟踪电路，其接收太阳能电池阵电压和电流，并搜索太阳能电池阵的最大功率点；太阳能电池阵功率自主调节电路，其根据MPPT跟踪电路搜索得的最大功率点和太阳能电池阵功率采样电路实时采样的太阳能电池阵电压和电流调节太阳能电池阵功率，使太阳能电池阵固定在最大功率点。3.如权利要求1所述的MPPT统一控制电路，其特征在于，所述恒压控制模块包含: 母线电压采样电路，其实时采样母线电压； 母线恒压自主调节电路，其通过预设的电压参考量和母线电压采样电路采样的母线电压调节母线电压，使母线电压保持恒定。4.如权利要求1所述的MPPT统一控制电路，其特征在于，所述限流控制模块包含: 蓄电池电流采样电路，其实时采样蓄电池组充电电流； 蓄电池电流自主调节电路，其通过预设的电流参考量和蓄电池电流采样电路采样的蓄电池组充电电流调节蓄电池组充电电流，使蓄电池组充电电流小于等于蓄电池组最大充电电流。5.如权利要求1所述的MPPT统一控制电路，其特征在于，所述逻辑控制模块包含: 逻辑电路，其接收最大功率点跟踪模块输出的太阳能电池阵电流和电压、恒压控制模块输出的母线电压、限流控制模块输出的蓄电池组充电电流的情况，判定最大功率点跟踪模块、或恒压控制模块、或限流控制模块启动工作； 驱动电路，其电路连接逻辑电路输出端，根据逻辑电路的判定，驱动最大功率点跟踪模块、或恒压控制模块、或限流控制模块工作； 功率电路，其电路连接驱动电路输出端，控制最大功率点跟踪模块、或恒压控制模块、或限流控制模块的工作功率。6.—种如权利要求1至5中任意一项权利要求所述的MPPT统一控制电路的控制方法，其特征在于，该方法包含: 逻辑控制模块通过采样太阳能电池阵电流和电压，判定太阳能电池阵未工作于最大功率点时，控制最大功率点跟踪模块启动工作，将太阳能电池阵固定在最大功率点； 逻辑控制模块通过采样母线电压，判定母线电压变化时，控制恒压控制模块启动工作，以控制母线电压保持恒定； 逻辑控制模块通过采样蓄电池组充电电流，判定蓄电池组充电电流大于预设的充电电流阈值时，控制限流控制模块启动工作，控制蓄电池组充电电流小于等于蓄电池最大组充电电流。7.如权利要求6所述的控制方法，其特征在于，所述最大功率点跟踪模块固定太阳能电池阵在最大功率点的方法包含: 太阳能电池阵功率采样电路实时采样太阳能电池阵电压Vsa和电流Isa; MPPT跟踪电路控制太阳能电池阵功率自主调节电路对太阳能电池阵电压Vsa和电流Isa进行扰动，直至太阳能电池阵功率变化小于1%，则停止扰动，将太阳能电池阵固定在最大功率点。8.如权利要求7所述的控制方法，其特征在于，所述MPPT跟踪电路将太阳能电池阵电压Vsa和电流Isa进行扰动至aVs4PbIsa;其中a、b为系数，0.95 < a < 0.98,0.95 < b < 0.98o9.如权利要求6所述的控制方法，其特征在于，所述恒压控制模块调节母线电压保持恒定的方法包含: 母线电压采样电路实时采样母线电压； 母线恒压自主调节电路通过预设的电压参考量和母线电压采样电路采样的母线电压调节母线电压，使母线电压保持恒定。10.如权利要求6所述的控制方法，其特征在于，所述限流控制模块保持蓄电池组充电电流小于等于蓄电池组最大充电电流的方法包含: 蓄电池电流采样电路实时采样蓄电池组充电电流； 蓄电池电流自主调节电路通过预设的电流参考量和蓄电池电流采样电路采样的蓄电池组充电电流调节蓄电池组充电电流，使蓄电池组充电电流小于等于蓄电池组最大充电电流。
【专利摘要】本发明公开一种MPPT统一控制电路，包含：最大功率点跟踪模块，其固定太阳能电池阵在最大功率点；恒压控制模块，其调节母线电压保持恒定；限流控制模块，其保持蓄电池组充电电流小于等于蓄电池组最大充电电流；逻辑控制模块，其根据不同工况实现各种功能模式的自动切换。本发明的MPPT统一控制电路包含太阳能电池阵MPPT功能、恒压控制功能和限流控制功能，并实现了不同功能模式的自主切换，实现了能源系统的最优化控制策略，适合于长航时太阳能飞行器能源系统。
【IPC分类】H02S40/30, H02J7/35
【公开号】CN105450168
【申请号】CN201510820804
【发明人】刘涛, 王霄, 何小斌, 刘 东, 董宇
【申请人】上海空间电源研究所
【公开日】2016年3月30日
【申请日】2015年11月24日