[发明专利]一种改进的具有mppt控制器结构的太阳能充电电路

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能充电电路，特别是一种改进的具有mppt控制器的太阳能充电电路。属于太阳能控制器技术领域。

背景技术

随着工业的发展，能源枯竭与环境污染问题日益严重。因此新能源开发与利用尤为重要，太阳能以其清洁环保、蕴藏丰富的优点逐步得到了开发利用。其中，光伏发电在全世界范围内快速普及，成为当前世界上最具有发展前景的新能源技术。

传统的光伏发电系统主要由太阳能充电器、太阳能控制器和蓄电池组成。现有技术的太阳能控制器通常采用以下二种控制技术：

1、pwm控制充电方案，其特点是电路简单。但存在如下缺点：一方面恒流充电时，电流纹波大，电流不易得到控制；另一方面，恒压和浮充阶段时，加在蓄电池两端的瞬间电压过高，蓄电池容易烧毁，导致安全事故。

2、带mppt控制器的单相充电回路，存在如下缺点：一方面充电回路输入输出电容承受较高的纹波电流，从而增加了电容发热量造成损耗，降低了电容的使用寿命；另一方面单相控制在考虑功率器件与电感损耗的程度下，功率转换的容量受到限制。

为此，需要设计一种改进的最大功率点跟踪式太阳能控制器充电电路。

发明内容：

本发明的目的，是为解决现有太阳能充电回路存在充电过程中纹波大、对蓄电池的电容或者两端损耗严重、功率转换容量受到电路器件限制的问题。提供一种改进的具有mppt控制器的太阳能充电电路。具有功率器件温升低、输入输出纹波电流小、电容容量小、电感体积小、成本低和安全性能高的特点。

本发明的目的可以通过采取如下技术方案达到：

一种改进的具有mppt控制器的太阳能充电电路，包括主电路单元、单片机控制单元和隔离驱动单元，其结构特点在于：所述主电路单元由二个充电回路并联构成，单片机控制单元具有二路异相高频脉冲方波输出端，该二路异相高频脉冲方波输出端连接隔离驱动单元的二个信号输入端，形成隔离驱动单元的二路高频脉冲方波输出结构；隔离驱动单元的二个驱动输出端各连接一路充电回路的控制输入端；二个充电回路的输出端并联构成主电路单元的充电信号输出端连接蓄电池的电极，形成多相并联式控制器充电电路结构；二个充电回路的输出端并联构成主电路单元的太阳能信号输入端连接太阳能板的电信号输出端；单片机控制单元的检测信号输入端连接太阳能板的电信号输出端，单片机控制单元根据采样得到的太阳能板的发电数据，对太阳能板进行mppt跟踪，使其输出在最大功率状态下，构成形成多相并联式mppt控制器充电电路结构。

本发明的目的还可以通过采取如下技术方案达到：

进一步地，所述主电路单元由MOS管Q1-Q3、极性电容EC1-EC3、二极管D1-D2、电感L3-L4、电容C1-C5、保险管F1、电阻R1-R10组成；Q1构成太阳能充电电路的开关元件，Q1的源极S连接太阳能板的正极PV+，该PV+连接点为太阳能板的电信号输出端，Q1的栅极G通过R2连接隔离驱动单元的驱动信号输出端Q1G，Q1的漏极连接Q2、Q3漏极的连接处，形成太阳能充电的开关电路结构；主电路单元的充电回路之一由Q2、R3-R5、R11、C1-C2、EC1、D1和L3连接而成，主电路单元的充电回路之二由Q3、R6-R8、R10、C3-C4、EC2、D2和L4连接而成；Q2、Q3的漏极短接后连接Q1的漏极，Q2的源极连接隔离驱动单元的驱动输出端Q2_S及通过L3连接蓄电池的正极BAT+，Q2的栅极通过R3连接隔离驱动单元的驱动输出端Q2_G，R4跨接在Q2的源极与栅极之间，R5与C1串联后跨接在Q2的源极与漏极之间，R11与C2串联后与D1并联跨接在Q2的源极与地之间；Q3的源极连接隔离驱动单元的驱动输出端Q3_S及通过L4连接蓄电池的正极BAT+，Q3的栅极通过R8连接隔离驱动单元的驱动输出端Q3_G，R7跨接在Q3的源极与栅极之间，R6与C3串联后跨接在Q3的源极与漏极之间，R10与C4串联后与D2并联跨接在Q3的源极与地之间；太阳能板的负极PV-通过R9连接蓄电池(5)的负极BAT-及接地BGND。