太陽(yáng)能最大功率點(diǎn)跟蹤控制電路的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種太陽(yáng)能最大功率點(diǎn)跟蹤控制電路。本實(shí)用新型所述的防反流電路包括第一MOS管和第一控制模塊；所述第一MOS管的漏極與第一輸入負(fù)極相連，源極與第一輸出負(fù)極相連，門(mén)極與所述第一控制模塊相連；第一控制模塊還與第一輸入正極、第一輸入負(fù)極、第一輸出負(fù)極、第一輸出正極相連；所述的續(xù)流二極管的陰極與第二輸出正極相連并連接至第二輸入正極，陽(yáng)極與第二MOS管的漏極相連；所述電感的一端與第二輸出負(fù)極相連，另一端與第二MOS管的漏極相連；第二MOS管的源極與第一輸出負(fù)極相連并連接至內(nèi)部公共端；第二控制模塊分別與第二MOS管的門(mén)極和源極相連。本實(shí)用新型設(shè)計(jì)合理、可靠、成本低。
【專利說(shuō)明】太陽(yáng)能最大功率點(diǎn)跟蹤控制電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種太陽(yáng)能最大功率點(diǎn)跟蹤控制電路。
【背景技術(shù)】
[0002]太陽(yáng)能最大功率點(diǎn)跟蹤控制器簡(jiǎn)稱MPPT，其作用在于將太陽(yáng)能板所產(chǎn)生的電能最大化地取出并以最小的損耗傳輸?shù)截?fù)載或儲(chǔ)存到蓄電池中。它的基本電路形式可根據(jù)太陽(yáng)能板的輸出端電壓和蓄電池的電動(dòng)勢(shì)的高低的不同，分為BOOST(升壓)型、BUCK (降壓)型、B00ST-BUCK型和CUK型幾大類。以下就對(duì)現(xiàn)有的以BUCK電路為核心的MPPT電路加以說(shuō)明。
[0003]圖1是一種以BUCK電路為核心的MPPT電路的示意圖。標(biāo)記22代表一種典型的BUCK電路(降壓式直流變換電路)，標(biāo)記11表示防反流電路。
[0004]其中，在BUCK電路2中包括一輸入濾波電容C101，起平滑浪涌電流的作用；一M0S管QlOl，起整流作用；一驅(qū)動(dòng)模塊M0D101，接受來(lái)來(lái)自單片機(jī)的PWM信號(hào)以驅(qū)動(dòng)所述MOS管產(chǎn)生斬波輸出；一續(xù)流二極管D102，用于在電感釋放其儲(chǔ)能時(shí)形成放電回路給負(fù)載供電或蓄電池充電；一電感LlOl，用于在所述MOS管QlOl導(dǎo)通時(shí)儲(chǔ)能，在MOS管關(guān)斷時(shí)釋放其儲(chǔ)能的作用；一輸出濾波電容C102，作用同所述輸入濾波電容ClOl相似。從圖中可以看出，所述驅(qū)動(dòng)模塊M0D101的輸入端和輸出端沒(méi)有公共端，且節(jié)點(diǎn)P4的電位相對(duì)于公共端GND是隨PWM信號(hào)波動(dòng)的，且所述驅(qū)動(dòng)模塊M0D101本身還要有一個(gè)隨節(jié)點(diǎn)P4點(diǎn)浮動(dòng)的驅(qū)動(dòng)電源?，F(xiàn)在由于有了專用的1C，設(shè)計(jì)這個(gè)驅(qū)動(dòng)電路不是很困難。問(wèn)題是在IC的內(nèi)部信號(hào)的傳遞也是要進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換和隔離傳輸?shù)?，其結(jié)果必然產(chǎn)生延時(shí)和諧波成分并轉(zhuǎn)嫁到了 MOS管QlOl的斬波過(guò)程中，這無(wú)疑增加了 MOS管QlOl的開(kāi)關(guān)損耗。還有那個(gè)浮動(dòng)電源，是由一整流二極管和一自舉電容組成的，它是靠所述節(jié)點(diǎn)P4點(diǎn)的電壓的波動(dòng)來(lái)對(duì)自舉電容的充電來(lái)產(chǎn)生浮動(dòng)的電壓的；而浮動(dòng)電壓又反過(guò)來(lái)給所述驅(qū)動(dòng)模塊M0D101供電，所述驅(qū)動(dòng)模塊M0D101再去驅(qū)動(dòng)MOS管QlOl產(chǎn)生斬波輸出。這樣就形成了相互牽制。一但某一環(huán)節(jié)偶然間出了問(wèn)題，MOS管QlOl就不再有斬波輸出；即使PWM信號(hào)正常，所述某一環(huán)節(jié)的問(wèn)題消失了也不會(huì)恢復(fù)輸出。因此，這種電路的可靠性也是有問(wèn)題的。況且，專用IC的價(jià)格也不菲。這就是原有技術(shù)中一個(gè)有待改進(jìn)之處。
[0005]防反流電路11內(nèi)的防反流二極管DlOl是現(xiàn)有的各種類型的MPPT電路所必須有的，它的作用是在光照較弱時(shí)太陽(yáng)能板PVlOl的輸出電壓比蓄電池BTlOl的電動(dòng)勢(shì)還要低時(shí)，阻止BTlOl的電能向PVlOl倒灌。但是，當(dāng)光照正常使其處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)。由于其結(jié)電壓(經(jīng)實(shí)測(cè)通常都在IV以上經(jīng))的存在使其產(chǎn)生了額外的損耗。而且，這種損耗是和太陽(yáng)能板的輸出電流成近似正比例關(guān)系的。舉例為證，假設(shè)現(xiàn)在有一 18V/3A的太陽(yáng)能板子要給12V/40AH蓄電池充電。太陽(yáng)能板的最大輸出功率將小于18X3 = 54W。二極管消耗的功率Pd=IXDu≥3X1V=3W。換算成百分比還大于5.5%。這對(duì)于太陽(yáng)能供電的系統(tǒng)來(lái)也是一個(gè)不小的數(shù)字。這原有技術(shù)中另一有待改進(jìn)的地方。實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足，而提供一種設(shè)計(jì)合理、可靠、成本低的太陽(yáng)能最大功率點(diǎn)跟蹤控制電路。
[0007]本實(shí)用新型解決上述問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:一種太陽(yáng)能最大功率點(diǎn)跟蹤控制電路，包括降壓式直流變換電路和防反流電路；防反流電路設(shè)有第一輸入正極、第一輸入負(fù)極、第一輸出正極、第一輸出負(fù)極，降壓式直流變換電路設(shè)有第二輸入正極、第二輸入負(fù)極、第二輸出正極、第二輸出負(fù)極；第一輸入正極用于連接太陽(yáng)能電池板的正極，第一輸入負(fù)極用于連接太陽(yáng)能電池板的負(fù)極和接地端，第一輸出正極與第二輸入正極相連，第一輸出負(fù)極與第二輸入負(fù)極相連并連接至內(nèi)部公共端，第二輸出正極用于連接蓄電池的正極，第二輸出負(fù)極用于連接蓄電池的負(fù)極；
[0008]所述的降壓式直流變換電路包括第二 MOS管、第二控制模塊、輸入濾波電容、輸出濾波電容、續(xù)流二極管、電感；
[0009]輸入濾波電容正極與第二輸入正極相連，負(fù)極與第二輸入負(fù)極相連；輸出濾波電容正極與第二輸出正極相連，負(fù)極與第二輸出負(fù)極相連；
[0010]其特征在于:所述的防反流電路包括第一 MOS管和第一控制模塊；所述第一 MOS管的漏極與第一輸入負(fù)極相連，源極與第一輸出負(fù)極相連，門(mén)極與所述第一控制模塊相連；第一控制模塊還分別與所述第一輸入正極、第一輸入負(fù)極、第一輸出正極、第一輸出負(fù)極相連；
[0011]所述的續(xù)流二極管的陰極與第二輸入正極相連，陽(yáng)極與第二 MOS管的漏極相連；所述電感的一端與輸出濾波電容負(fù)極相連，另一端與續(xù)流二極管的陽(yáng)極相連；第二 MOS管的源極與所述第二輸入負(fù)極相連；第二控制模塊還分別與第二 MOS管的門(mén)極和源極相連。
[0012]本實(shí)用新型所述的第一控制模塊包括第一三極管、第一電阻、第二電阻、第一二極管、第三電阻、第四電阻、第二二極管；所述第一三極管的發(fā)射極與第一輸入正極相連，基極通過(guò)第二電阻與第一二極管的陰極相連，集電極通過(guò)第三電阻與第一 MOS管的門(mén)極和第二二極管的陰極相連；發(fā)射極與基極之間并聯(lián)有第一電阻；第一二極管的陽(yáng)極與第一輸入負(fù)極和第一 MOS管的漏極相連；所述第二二極管的陽(yáng)極與第一 MOS管的源極相連并連至內(nèi)部公共端；在第一三極管的集電極與第一輸出負(fù)極之間并接有第四電阻。
[0013]本實(shí)用新型所述的第二控制模塊包括驅(qū)動(dòng)電路；驅(qū)動(dòng)電路分別與第二 MOS管的門(mén)極和源極相連；所述驅(qū)動(dòng)電路具有輸入電源正極、輸入電源負(fù)極、輸出電源負(fù)極。
[0014]本實(shí)用新型所述的驅(qū)動(dòng)電路包括第一 RC并聯(lián)電路、第二 RC并聯(lián)電路、第三RC并聯(lián)電路、第三三極管、第八電阻、半橋功率推動(dòng)電路，半橋功率推動(dòng)電路包括第四三極管和第五三極管；所述第一 RC并聯(lián)電路和第二 RC并聯(lián)電路的一端分別與第三三極管和第五三極管的基極相連；所述第三三極管的集電極通過(guò)第三RC并聯(lián)電路與第四三極管的基極相連；所述第四三極管的集電極與所述第五三極管的集電極相連共同構(gòu)成所述半橋功率推動(dòng)電路的輸出端；在所述第四三極管的發(fā)射極與基極之間并聯(lián)有一第八電阻，所述第四三極管的發(fā)射極構(gòu)成了所述驅(qū)動(dòng)電路的輸入電源正極；所述第五三極管的發(fā)射極與所述第三三極管的發(fā)射極相連共同構(gòu)成所述驅(qū)動(dòng)電路的輸入電源負(fù)極、輸出電源負(fù)極。
[0015]本實(shí)用新型所述的驅(qū)動(dòng)電路還包括第六電容、第九電阻和第三二極管組成的并聯(lián)電路、第十電阻；在所述驅(qū)動(dòng)電路的輸入電源正極和輸入電源負(fù)極之間并聯(lián)有第六電容；所述半橋功率推動(dòng)電路的輸出端通過(guò)第九電阻和第三二極管組成的并聯(lián)電路與第二 MOS管的門(mén)極相連，第三二極管的陰極與所述半橋功率推動(dòng)電路的輸出端相連；所述第二 MOS管門(mén)極與源極之間并聯(lián)有第十電阻。
[0016]本實(shí)用新型所述的驅(qū)動(dòng)電路包括驅(qū)動(dòng)芯片，驅(qū)動(dòng)芯片與第二 MOS管的門(mén)極和源極相連；驅(qū)動(dòng)芯片的電源正極構(gòu)成了所述驅(qū)動(dòng)電路的輸入電源正極，驅(qū)動(dòng)芯片的電源負(fù)極構(gòu)成了所述驅(qū)動(dòng)電路的輸入電源負(fù)極、輸出電源負(fù)極。
[0017]本實(shí)用新型所述的驅(qū)動(dòng)電路還包括第六電容、第九電阻和第三二極管組成的并聯(lián)電路、第十電阻；在所述驅(qū)動(dòng)電路的輸入電源正極和輸入電源負(fù)極之間并聯(lián)有第六電容；所述驅(qū)動(dòng)芯片的輸出端通過(guò)第九電阻和第三二極管組成的并聯(lián)電路與第二 MOS管的門(mén)極相連，第三二極管的陰極與所述驅(qū)動(dòng)芯片的輸出端相連；所述第二 MOS管門(mén)極與源極之間并聯(lián)有第十電阻。
[0018]實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)和效果:
[0019]一、對(duì)現(xiàn)行的MPPT中的降壓型DC/DC (即BUCK)電路進(jìn)行了 一次變型，即對(duì)其中的一些關(guān)鍵部件的位置和拓樸作了一次調(diào)整，使得較之原先對(duì)所述起斬波作用的第二 MOS管的驅(qū)動(dòng)，變得很簡(jiǎn)潔，且可以用廉價(jià)的分立元件來(lái)替代，其特出優(yōu)點(diǎn)是降低了第二 MOS管的開(kāi)關(guān)損耗，提高了產(chǎn)品的可靠性；其次是降低了產(chǎn)品的原材料成本。
[0020]二、是將現(xiàn)有MPPT中的，處在太陽(yáng)能板陽(yáng)極和BUCK電路輸入端正極之間的防反流二極管，按照原來(lái)電流的流向移動(dòng)到太陽(yáng)能板的陰極后用第一 MOS管再加上少量廉價(jià)的控制元件來(lái)替代，使太陽(yáng)能板在光照較弱時(shí)關(guān)斷第一 MOS管，使其處于單向?qū)щ姞顟B(tài)而不會(huì)出現(xiàn)電流反流的情況；在光照正常時(shí)第一 MOS管又能進(jìn)入完全導(dǎo)通狀態(tài)，從而降低MPPT在正常工作狀態(tài)下的導(dǎo)通損耗。假設(shè)現(xiàn)在有一 18V/3A的太陽(yáng)能板子要給12V/40AH蓄電池充電。太陽(yáng)能板的最大輸出功率將小于18 -k 3 = 54W,第一 MOS管的導(dǎo)通電阻〈0.03歐,第一MOS管消耗的功率Pq=I2*Rq?0.27W，換算成百分比是可忽略不計(jì)的，因此，和改進(jìn)前相比雖然增加了少量的成本，但與換取的能量相比是值得的。
[0021 ] 三、g卩降低了原材料成本，又提高了效率和產(chǎn)品的可靠性。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0022]圖1是應(yīng)用了現(xiàn)有技術(shù)的MPPT電路的太陽(yáng)能路燈控制器的電路原理圖。
[0023]圖2是應(yīng)用了本實(shí)用新型MPPT電路的太陽(yáng)能路燈控制器的電路原理圖。
[0024]圖3是應(yīng)用了本實(shí)用新型第一種實(shí)施方式的MPPT電路的太陽(yáng)能路燈控制器的電路圖。
[0025]圖4是應(yīng)用了本實(shí)用新型第二種實(shí)施方式的MPPT電路的太陽(yáng)能路燈控制器的電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面結(jié)合附圖并通過(guò)實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，以下實(shí)施例是對(duì)本實(shí)用新型的解釋而本實(shí)用新型并不局限于以下實(shí)施例。
[0027]參見(jiàn)圖2?圖4，本實(shí)用新型實(shí)施例包括降壓式直流變換電路2、防反流電路I ;降壓式直流變換電路2也稱為BUCK電路。[0028]防反流電路I設(shè)有第一輸入正極、第一輸入負(fù)極、第一輸出正極、第一輸出負(fù)極，降壓式直流變換電路2設(shè)有第二輸入正極、第二輸入負(fù)極、第二輸出正極、第二輸出負(fù)極，第一輸入正極連接太陽(yáng)能板PV的正極，第一輸入負(fù)極連接太陽(yáng)能板PV的負(fù)極，第一輸出正極與第二輸入正極相連，第一輸出負(fù)極與第二輸入負(fù)極相連并連接至內(nèi)部公共端GND，第二輸出正極連接蓄電池BT的正極，第二輸出負(fù)極連接蓄電池BT的負(fù)極。
[0029]防反流電路I包括第一 MOS管Q302和第一控制模塊M0D301。所述第一控制模塊M0D301包括第一三極管Q301、第一電阻R301、第二電阻R302、第三電阻R303、第四電阻R304、第一二極管D301、第二二極管D302，第一二極管D301和第二二極管D302均為穩(wěn)壓二極管。第一三極管Q301的發(fā)射極與第一輸入正極相連,基極通過(guò)第二電阻R302與第一二極管D301的陰極相連，集電極通過(guò)第三電阻R303與第一 MOS管Q302的門(mén)極相連，集電極還通過(guò)第四電阻R304和每一輸出負(fù)極相連，第一三極管Q301的發(fā)射極與基極之間連接有第一電阻R301。第一二極管D301的陽(yáng)極與第一輸入負(fù)極和第一 MOS管Q302的漏極相連。第二二極管D302陰極與第一 MOS管Q302的門(mén)極相連，陽(yáng)極與第一 MOS管Q302的源極相連并連至內(nèi)部公共端GND，以使第一MOS管Q302的門(mén)源電壓不超過(guò)二極管的穩(wěn)壓值。第一MOS管Q302的漏極與第一輸入負(fù)極相連并連接至接地端PGND ;源極與每一輸出負(fù)極相連并連接至內(nèi)部公共端GND。
[0030]降壓式直流變換電路2包括第二 MOS管Q306、第二控制模塊M0D302、輸入濾波電容、輸出濾波電容、續(xù)流二極管D304、電感L301、采樣電阻R311。
[0031]輸入濾波電容包括并聯(lián)的第一電容C301和第二電容C302，第一電容C301為無(wú)極性電容，第二電容C302為電解電容并聯(lián)。第二電容C302的正極與第二輸入正極相連，負(fù)極與第二輸入負(fù)極相連；第一電容C301的作用是濾除高頻成分，以免對(duì)MCU及信號(hào)放大電路造成干擾，第二電容C302的作用是平滑第二 MOS管Q306斬波時(shí)產(chǎn)生的浪涌電流，以使所述的降壓式直流變換電路的輸入阻抗不會(huì)有大的波動(dòng)。
[0032]輸出濾波電容包括第七電容C307和第八電容C308，第七電容C307為無(wú)極性電容，第八電容C308為電解電容。第七電容C307和第八電容C308并聯(lián)，并聯(lián)電路一端(第八電容C308的正極)與第二輸出正極相連，另一端(第八電容C308的負(fù)極)與第二輸出負(fù)極相連；此二電容的作用與第一電容C301和第二電容C302類似，只是這里使降壓式直流變換電路2的輸出阻抗不會(huì)有大的波動(dòng)。
[0033]續(xù)流二極管D304為肖特基二極管。續(xù)流二極管D304的陰極與第二輸入正極相連，陽(yáng)極與第二 MOS管Q306的漏極相連。
[0034]電感L301的一端與第八電容C308的負(fù)極和第二輸出負(fù)極相連，另一端與續(xù)流二極管的陽(yáng)極和第二 MOS管Q306的漏極相連。第二 MOS管Q306的源極與第二輸入負(fù)極相連并連接至GND。
[0035]電流采樣電阻R311—端與第二輸出正極相連，另一端與蓄電池BT的正極相連。當(dāng)白天太陽(yáng)能電池板PV受到日光照射時(shí)，電流從電池板正極通過(guò)采樣電阻R311流向蓄電池BT的正極，再?gòu)男铍姵谺T的負(fù)極通過(guò)電感L301、第二 MOS管Q306、第一 MOS管Q302回到太陽(yáng)能電池板PV的負(fù)極；夜晚時(shí)由于沒(méi)有時(shí)光的照射太陽(yáng)能電池板PV沒(méi)有電能輸出，第一MOS管Q302和第二 MOS管Q306管都處于關(guān)閉狀態(tài)，從而使蓄電池BT的電能不會(huì)反流到太陽(yáng)能電池板PV。此時(shí)，內(nèi)部系統(tǒng)MCU采集到光照變?nèi)醯男盘?hào)使負(fù)載模塊M0D307進(jìn)入工作狀態(tài)。
[0036]第二控制模塊M0D302包括驅(qū)動(dòng)電路，驅(qū)動(dòng)電路具有輸入電源正極、輸入電源負(fù)極、輸出電源負(fù)極。
[0037]本實(shí)用新型第一種實(shí)施方式如圖3所示，本實(shí)施方式中，驅(qū)動(dòng)電路由分立元件構(gòu)成，其包括第一 RC并聯(lián)電路、第二 RC并聯(lián)電路、第二 RC并聯(lián)電路、第二二極管Q303、第八電阻R308、半橋功率推動(dòng)電路、第六電容C306、第九電阻R309和第三二極管D303組成的并聯(lián)電路、第十電阻R310。
[0038]第一 RC并聯(lián)電路包括并聯(lián)的第三電容C303與第五電阻R305。第二 RC并聯(lián)電路包括并聯(lián)的第四電容C304與第六電阻R306。第三RC并聯(lián)電路包括并聯(lián)的第五電容C305與第七電阻R307。第四三極管Q304和第五三極管Q305共同構(gòu)成半橋功率推動(dòng)電路，且第四三極管Q304和第五三極管Q305的集電極相連共同構(gòu)成了半橋功率推動(dòng)電路的輸出端。
[0039]第一 RC并聯(lián)電路的一端與第二控制模塊M0D302外的來(lái)自系統(tǒng)MCU提供的PWMO信號(hào)相連，另一端與第三三極管Q303的基極相連；第二 RC并聯(lián)電路的一端與第二控制模塊M0D302外的來(lái)自系統(tǒng)MCU提供的PWMl信號(hào)相連，另一端與第五三極管Q305的基極相連；第三RC并聯(lián)電路的一端與第三三極管Q303的集電極相連，另一端與第四三極管Q304的基極相連；第四三極管Q304的發(fā)射極構(gòu)成了驅(qū)動(dòng)電路的輸入電源正極，在第四三極管Q304的基極與發(fā)射極之間并聯(lián)有一第八電阻R308 ;第三三極管Q303和第五三極管Q305的發(fā)射極共同構(gòu)成了驅(qū)動(dòng)電路輸入電源負(fù)極；半橋功率推動(dòng)電路的輸出端通過(guò)第九電阻R309和第三二極管D303組成的并聯(lián)電路與第二 MOS管Q306的門(mén)極相連，第五三極管Q305發(fā)射極還與第二 MOS管Q306的源極相連并連接至內(nèi)部公共端GND。在驅(qū)動(dòng)電路的輸入電源正、負(fù)極之間并聯(lián)有第六電容C306。第二 MOS管Q306門(mén)極與接地公共端GND之間連接有第十電阻R310。
[0040]第一 RC并聯(lián)電路和第二 RC并聯(lián)電路分別接收兩路來(lái)自MCU的帶死區(qū)控制的PWM信號(hào)后再分別送到第三三極管Q303和第五三極管Q305的基極，第三三極管Q303再將信號(hào)從其集電極通過(guò)第三RC并聯(lián)電路傳遞給第四三極管Q304的基極，再由第四三極管Q304和第五三極管Q305組成的半橋功率推動(dòng)電路進(jìn)行功率放大，由其輸出給第九電阻R309和第三二極管D303組成的并聯(lián)電路傳遞到第二 MOS管Q306的門(mén)極，其中，第三電容C303、第四電容C304、第五電容C305是加速電容，以提升矩形波前后沿的陡峭程度。第五電阻R305、第六電阻R306、第七電阻R307是耦合電阻，起限流作用。第八電阻R308是上拉電阻，起加速第四三極管Q304關(guān)閉的作用。第四三極管Q304起信號(hào)傳遞和電平轉(zhuǎn)換的雙重作用。第六電容C306起電源濾波的作用。第九電阻R309和第三二極管D303的作用是抑制柵極電容產(chǎn)生的振蕩信號(hào)，以免對(duì)斬波形成干擾降低MOS管的損耗。兩路帶死區(qū)控制的PWM信號(hào)是防止半橋功率推動(dòng)電路的上下橋背同時(shí)導(dǎo)通而增加損耗甚至燒毀半橋；第十電阻R310是防止半橋功率推動(dòng)電路的輸出端進(jìn)入浮空狀態(tài)時(shí)而使第二 MOS管Q306失控。
[0041]本實(shí)用新型第二種實(shí)施方式如圖4所示，本實(shí)施方式中，驅(qū)動(dòng)電路由集成電路IC構(gòu)成，其包括驅(qū)動(dòng)芯片IC401、第六電容C306、第九電阻R309和第三二極管D303組成的并聯(lián)電路、第十電阻R310。驅(qū)動(dòng)芯片IC401的輸入端與第二控制模塊外的來(lái)自系統(tǒng)MCU提供的PWM信號(hào)相連，輸出端通過(guò)第九電阻R309和第三二極管D303組成的并聯(lián)電路與第二 MOS管Q306的門(mén)極相連，第三二極管D303的陰極與驅(qū)動(dòng)芯片IC401的輸出端相連。第二 MOS管Q306門(mén)極與源極之間并聯(lián)有第十電阻R310。驅(qū)動(dòng)芯片IC401還與第二 MOS管Q306的源極相連。在驅(qū)動(dòng)芯片IC401的輸入電源正極和輸入電源負(fù)極之間并聯(lián)有第六電容C306。在本實(shí)施例中，除所述驅(qū)動(dòng)電路用驅(qū)動(dòng)芯片IC401代替圖3所示的驅(qū)動(dòng)電路，其它電路均與第一種實(shí)施例相同；電路經(jīng)如此變換后經(jīng)實(shí)測(cè)也達(dá)到了相同效果。驅(qū)動(dòng)芯片IC401的電源正極構(gòu)成了所述驅(qū)動(dòng)電路的輸入電源正極，驅(qū)動(dòng)芯片的電源負(fù)極構(gòu)成了所述驅(qū)動(dòng)電路的輸入電源負(fù)極、輸出電源負(fù)極。
[0042]本實(shí)用新型所述的MPPT電路還包括降式直流穩(wěn)壓電源功能模塊M0D303、M0D304。M0D303輸入端正極與第一三極管Q301的集電極相連，輸出端VDD與第二 MOS管Q306的驅(qū)動(dòng)電路的電源正端相連，其內(nèi)部輸入、輸出負(fù)極與系統(tǒng)的內(nèi)部公共端GND相連，作用是為驅(qū)動(dòng)電路提供電能。
[0043]當(dāng)太陽(yáng)能板PV的輸出電壓低于0.4V (第一三極管發(fā)射結(jié)的最小開(kāi)啟電壓)+12.5V (第二二極管D302的穩(wěn)壓值)時(shí)，第一三極管Q301將因失去偏置將處于關(guān)閉狀態(tài);第一 MOS管Q302的門(mén)極將因第一三極管Q301的關(guān)閉而失去電壓并通過(guò)第三電阻R303和第四電阻R304對(duì)地釋放其靜電荷而關(guān)閉，處在其自身的體二極管的單向?qū)щ姞顟B(tài)；此時(shí)，將沒(méi)有電流從蓄電池BT反向流入太陽(yáng)能板PV現(xiàn)象。電源功能模塊M0D303將因沒(méi)有輸入電壓而停止輸出，而此時(shí)MPPT也正好不需要工作了。當(dāng)太陽(yáng)能板PV的輸出電壓大于0.4V (第一三極管Q301發(fā)射結(jié)的最小開(kāi)啟電壓)+ 12.5V (第二二極管D302的穩(wěn)壓值)時(shí)，第一三極管Q301將處于放大或開(kāi)通狀態(tài),此時(shí)，由于太陽(yáng)能板PV的輸出電壓大于蓄電池BT的電動(dòng)勢(shì)，由疊加原理可知無(wú)論第一 MOS管Q302處于什么狀態(tài)都不會(huì)有電池反向流入太陽(yáng)能板PV ;而當(dāng)太陽(yáng)能板PV的輸出電壓足夠高時(shí)，第一三極管Q301將完全飽和，使第一 MOS管Q302處于完全導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，電源功能模塊M0D303或Q306也將因此獲得了足夠高的輸入電壓而輸出穩(wěn)定電壓給所述的驅(qū)動(dòng)電路供電。系統(tǒng)中的MCU和其它功能模塊都將被換醒。電路此時(shí)將進(jìn)入MPPT工作狀態(tài)。
[0044]M0D305是模擬量采集、放大和處理模塊，用于將來(lái)自于采樣電阻R311及其它各處的電流和電壓信號(hào)放大和處理以供微控制單元MCU采樣。M0D306是系統(tǒng)的微控制單元(MCU)，用于將采集來(lái)的各種模擬量轉(zhuǎn)變成數(shù)字量加以運(yùn)算、分析、處理并產(chǎn)生PWM信號(hào)，以供給所述第二控制模塊的驅(qū)動(dòng)電路，驅(qū)動(dòng)電路再將此信號(hào)進(jìn)行功率放大后通過(guò)輸出端加到第二 MOS管Q306的門(mén)極，使MOS管產(chǎn)生斬波輸出以達(dá)到對(duì)蓄電池的最大功率點(diǎn)跟蹤和充電管理的目的。M0D304是低壓供電產(chǎn)生模塊，用以給M0D305及M0D306供電。M0D307是LED驅(qū)動(dòng)控制模塊(也就是系統(tǒng)的負(fù)載)，用以接受MCU的控制信號(hào)以實(shí)現(xiàn)開(kāi)通、關(guān)斷及調(diào)節(jié)LED亮度的功能和放電管理的目的。由于這些模塊不是本實(shí)用新型的創(chuàng)新點(diǎn)，這里不作詳細(xì)說(shuō)明。
[0045]此外，需要說(shuō)明的是，本說(shuō)明書(shū)中所描述的具體實(shí)施例，其零、部件的形狀、所取名稱等可以不同，本說(shuō)明書(shū)中所描述的以上內(nèi)容僅僅是對(duì)本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)所作的舉例說(shuō)明。
【權(quán)利要求】
1.一種太陽(yáng)能最大功率點(diǎn)跟蹤控制電路，包括降壓式直流變換電路和防反流電路；防反流電路設(shè)有第一輸入正極、第一輸入負(fù)極、第一輸出正極、第一輸出負(fù)極，降壓式直流變換電路設(shè)有第二輸入正極、第二輸入負(fù)極、第二輸出正極、第二輸出負(fù)極；第一輸入正極用于連接太陽(yáng)能電池板的正極，第一輸入負(fù)極用于連接太陽(yáng)能電池板的負(fù)極和接地端，第一輸出正極與第二輸入正極相連，第一輸出負(fù)極與第二輸入負(fù)極相連并連接至內(nèi)部公共端，第二輸出正極用于連接蓄電池的正極，第二輸出負(fù)極用于連接蓄電池的負(fù)極； 所述的降壓式直流變換電路包括第二 MOS管、第二控制模塊、輸入濾波電容、輸出濾波電容、續(xù)流二極管、電感； 輸入濾波電容正極與第二輸入正極相連，負(fù)極與第二輸入負(fù)極相連；輸出濾波電容正極與第二輸出正極相連，負(fù)極與第二輸出負(fù)極相連； 其特征在于:所述的防反流電路包括第一 MOS管和第一控制模塊；所述第一 MOS管的漏極與第一輸入負(fù)極相連，源極與第一輸出負(fù)極相連，門(mén)極與所述第一控制模塊相連；第一控制模塊還分別與所述第一輸入正極、第一輸入負(fù)極、第一輸出正極、第一輸出負(fù)極相連； 所述的續(xù)流二極管的陰極與第二輸入正極相連，陽(yáng)極與第二 MOS管的漏極相連；所述電感的一端與輸出濾波電容負(fù)極相連，另一端與續(xù)流二極管的陽(yáng)極相連；第二 MOS管的源極與所述第二輸入負(fù)極相連；第二控制模塊還分別與第二 MOS管的門(mén)極和源極相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能最大功率點(diǎn)跟蹤控制電路，其特征在于:所述的第一控制模塊包括第一三極管、第一電阻、第二電阻、第一二極管、第三電阻、第四電阻、第二二極管；所述第一三極管的發(fā)射極與第一輸入正極相連，基極通過(guò)第二電阻與第一二極管的陰極相連，集電極通過(guò)第三電阻與第一 MOS管的門(mén)極和第二二極管的陰極相連；發(fā)射極與基極之間并聯(lián)有第一電阻；第一二極管的陽(yáng)極與第一輸入負(fù)極和第一 MOS管的漏極相連；所述第二二極管的陽(yáng)極與第一 MOS管的源極相連并連至內(nèi)部公共端；在第一三極管的集電極與第一輸出負(fù)極之間并接有第四電阻。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的 太陽(yáng)能最大功率點(diǎn)跟蹤控制電路，其特征在于:所述的第二控制模塊包括驅(qū)動(dòng)電路；驅(qū)動(dòng)電路分別與第二 MOS管的門(mén)極和源極相連；所述驅(qū)動(dòng)電路具有輸入電源正極、輸入電源負(fù)極、輸出電源負(fù)極。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的太陽(yáng)能最大功率點(diǎn)跟蹤控制電路，其特征在于:所述的驅(qū)動(dòng)電路包括第一 RC并聯(lián)電路、第二 RC并聯(lián)電路、第三RC并聯(lián)電路、第三三極管、第八電阻、半橋功率推動(dòng)電路，半橋功率推動(dòng)電路包括第四三極管和第五三極管；所述第一 RC并聯(lián)電路和第二 RC并聯(lián)電路的一端分別與第三三極管和第五三極管的基極相連；所述第三三極管的集電極通過(guò)第三RC并聯(lián)電路與第四三極管的基極相連；所述第四三極管的集電極與所述第五三極管的集電極相連共同構(gòu)成所述半橋功率推動(dòng)電路的輸出端；在所述第四三極管的發(fā)射極與基極之間并聯(lián)有一第八電阻，所述第四三極管的發(fā)射極構(gòu)成了所述驅(qū)動(dòng)電路的輸入電源正極；所述第五三極管的發(fā)射極與所述第三三極管的發(fā)射極相連共同構(gòu)成所述驅(qū)動(dòng)電路的輸入電源負(fù)極、輸出電源負(fù)極。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的太陽(yáng)能最大功率點(diǎn)跟蹤控制電路，其特征在于:所述的驅(qū)動(dòng)電路還包括第六電容、第九電阻和第三二極管組成的并聯(lián)電路、第十電阻；在所述驅(qū)動(dòng)電路的輸入電源正極和輸入電源負(fù)極之間并聯(lián)有第六電容；所述半橋功率推動(dòng)電路的輸出端通過(guò)第九電阻和第三二極管組成的并聯(lián)電路與第二 MOS管的門(mén)極相連，第三二極管的陰極與所述半橋功率推動(dòng)電路的輸出端相連；所述第二 MOS管門(mén)極與源極之間并聯(lián)有第十電阻。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的太陽(yáng)能最大功率點(diǎn)跟蹤控制電路，其特征在于:所述的驅(qū)動(dòng)電路包括驅(qū)動(dòng)芯片，驅(qū)動(dòng)芯片與第二 MOS管的門(mén)極和源極相連；驅(qū)動(dòng)芯片的電源正極構(gòu)成了所述驅(qū)動(dòng)電路的輸入電源正極，驅(qū)動(dòng)芯片的電源負(fù)極構(gòu)成了所述驅(qū)動(dòng)電路的輸入電源負(fù)極、輸出電源負(fù)極。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的太陽(yáng)能最大功率點(diǎn)跟蹤控制電路，其特征在于:所述的驅(qū)動(dòng)電路還包括第六電容、第九電阻和第三二極管組成的并聯(lián)電路、第十電阻；在所述驅(qū)動(dòng)電路的輸入電源正極和輸入電源負(fù)極之間并聯(lián)有第六電容；所述驅(qū)動(dòng)芯片的輸出端通過(guò)第九電阻和第三二極管組成的并聯(lián)電路與第二 MOS管的門(mén)極相連，第三二極管的陰極與所述驅(qū)動(dòng)芯片的輸出端相連 所述第二 MOS管門(mén)極與源極之間并聯(lián)有第十電阻。
【文檔編號(hào)】G05F1/67GK203588110SQ201320720052
【公開(kāi)日】2014年5月7日 申請(qǐng)日期:2013年11月15日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月15日
【發(fā)明者】孔令勤 申請(qǐng)人:寧波耀泰電器有限公司