[实用新型]一种光伏发电系统MPPT控制装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及太阳能光伏系统控制领域，特别是一种光伏发电系统MPPT控制装置。

背景技术

太阳能有分布广泛、容量巨大等优点，得到世界各国越来越多的关注。太阳能光伏发电能把太阳能通过光伏组件直接转化为电能，是利用太阳能的一种有效途径。不过目前光伏电池板的价格仍然较高，光电转换效率低，大大制约了光伏发电系统的推广。为了提高光伏发电系统的性能，有必要对光伏系统中的控制器进行改进和优化。理论分析证明，采用太阳能自动全方位跟踪技术，相比采用固定跟踪情况下可以提高35%太阳能的吸收效率。在太阳能转换电能环节中，电池阵列受光照和温度影响大，造成输出功率不稳定变化大，导致太阳能没能充分的转换成电能，采用最大功率跟踪(MPPT)技术使电池阵列始终保持最大功率点输出，进而提高了转换效率。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种光伏发电系统MPPT控制装置，利用高性能、高精度微处理器，提升光伏系统的整体性能。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：一种光伏发电系统MPPT控制装置，包括太阳能电池阵列和蓄电池，其特征在于：在太阳能电池阵列与蓄电池之间设有BUCK电路，BUCK电路实现从太阳能电池到蓄电池的充电转换，BUCK电路与微处理器的输出端连接，在BUCK电路与微处理器之间还设有驱动电路；微处理器的输入端连接有电流检测电路，电流检测电路与太阳能电池阵列和蓄电池均连接，用于采集太阳能电池阵列及蓄电池充放电时的电路中电流信号；还设有RS485通信电路，RS485通信电路与微处理器的输入端与输出端均连接，RS485通信电路还与太阳能阵列上的控制装置连接，用于控制太阳能电池阵列的角度。

优选的，还包括供电部分，供电部分包括脉宽调制电路、变压器降压电路、电源电路，变压器降压电路与蓄电池连接，然后再与电源电路连接，电源电路为各部分供电；脉宽调制电路与微处理器的输出端连接，然后再与变压器降压电路连接。

优选的，所述微处理器采用STM32F407作为控制芯片。STM32F407系列是基于高性能的ARMCortex-M4F的32位RISC内核，工作频率高达168MHz的Cortex-M4F核心功能支持所有ARM单精度数据处理指令和数据类型的单精度浮点单元（FPU）。它还实现了一套完整的DSP指令和内存保护单元（MPU），从而提高应用程序的安全性。STM32F407系列采用高速嵌入式存储器（多达1MB闪存，高达192KB的SRAM），最多4字节的备份SRAM，以及广泛的增强I/O的连接到两条APB总线和外设，两个AHB总线和一个32位的多AHB总线矩阵。

优选的，所述电流检测电路采用OPA2277算放大器。OPA2277是TI旗下BB公司推出的高精度运放OP277系列中的双通道品种，产品改善了噪声、输出电压摆幅(峰值电压输出能力)特性并且以一半的静态电流提供了2倍的速度，其他特性还包括极低的输入失调电压、低输入偏置电流、高共模信号抑制比和电源抑制比、通道版本一致性(同系列单、双、四运放的技术特性一致)等。运放的失调电压已经降到了理想的水平，通常不需要调零。

优选的，所述驱动电路采用HCPL-3120门驱动光电耦合器。

优选的，所述脉宽调制电路采用UC3842脉宽调制器。

优选的，所述RS485通信电路采用ISO3082芯片。

优选的，所述电源电路包括±15V直流稳压电路、+5V直流稳压电路、+3.3V直流稳压电路，满足不同芯片不同电压等级的需求。

采用上述结构，本实用新型具有以下优点：

1、有效实现太阳能最大功率跟踪，有助于充分利用太阳能，实现较高效率利用太阳能的变革。

2、采用高性能、高精度的微处理器，实现光伏阵列最大功率跟踪控制算法和蓄电池充放电算法的控制输出，提升光伏系统的整体性能。

3、采用精度高的检测芯片，对电路中的电流实施精准检测，使得控制电路反应更灵敏，且该检测芯片的功耗较低，多种因素决定本控制装置能提高对太阳能的利用效率。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型微处理器的电路原理图；

图3为本实用新型BUCK电路原理图；

图4为本实用新型驱动电路原理图；

图5为本实用新型电流检测电路原理图；