CN102176184A - 光伏电池最大功率点跟踪控制电路 - Google Patents

光伏电池最大功率点跟踪控制电路 Download PDF

Info

Publication number
CN102176184A
CN102176184A CN2011100415129A CN201110041512A CN102176184A CN 102176184 A CN102176184 A CN 102176184A CN 2011100415129 A CN2011100415129 A CN 2011100415129A CN 201110041512 A CN201110041512 A CN 201110041512A CN 102176184 A CN102176184 A CN 102176184A
Authority
CN
China
Prior art keywords
photovoltaic cell
maximum power
control circuit
resistance
temperature detector
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2011100415129A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102176184B (zh
Inventor
于志升
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SHANGHAI CONSONANCE ELECTRONIC CO Ltd
Original Assignee
SHANGHAI CONSONANCE ELECTRONIC CO Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SHANGHAI CONSONANCE ELECTRONIC CO Ltd filed Critical SHANGHAI CONSONANCE ELECTRONIC CO Ltd
Priority to CN2011100415129A priority Critical patent/CN102176184B/zh
Publication of CN102176184A publication Critical patent/CN102176184A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102176184B publication Critical patent/CN102176184B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/56—Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers

Landscapes

  • Control Of Electrical Variables (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

本发明提供光伏电池最大功率点跟踪控制电路，包括校准电压产生单元和负反馈网络。其中校准电压产生单元包括温度检测器、第三电阻、电流源、加法器和带隙电压源；负反馈网络包括第一电阻、第二电阻、运算放大器、调节单元和负载。本发明解决了温度变化时光伏电池最大功率点跟踪误差问题，并且成本低廉，系统简单。

Description

光伏电池最大功率点跟踪控制电路
【技术领域】
本发明涉及一种利用太阳能的电池装置，其中特别涉及一种光伏电池装置在不同的环境温度下始终工作在其最大功率点的跟踪控制电路，属于光伏电池技术领域。
【背景技术】
太阳能发电是一种公认的技术含量高、有发展前途的新能源技术.太阳能取之不尽、用之不竭，不产生任何废弃物，没有噪音等污染，对环境无不良影响，是理想的清洁能源。但是光伏电池输出特性具有明显的非线性.这种非线性受到外部环境(日照强度、温度、负载)及本身技术指标(输出阻抗)等因素的影响，只有在某一电压下才能输出最大功率，这时光伏电池的工作点就达到了输出功率-电压曲线的最高点，称之为最大功率点(MaximumPower Point)。目前光伏电池的光电转换效率较低，为有效利用光伏电池，在实际应用中对光伏电池进行最大功率点跟踪(Maximum Power PointTracking，MPPT)是非常重要的。
对光伏电池最大功率点跟踪的诸多方法中，恒电压跟踪法(ConstantVoltage Tracking，CVT)因为实现简单，可靠性比较高，得到了普遍应用。在光伏电池的伏安特性曲线中，当温度保持某一固定值时，在不同的日照强度下，能够提供最大功率的那些点所对应的输出电压基本相同，亦即只要保持光伏电池的输出端电压V为常数，就可以大致保证在该温度下光伏电池输出最大功率，于是采用恒电压跟踪最大功率点可简化为一个对光伏电池输出电压进行调制的稳压电路。
恒电压跟踪光伏电池最大功率点是一种近似方法，因为该跟踪方法忽略了温度对光伏电池输出电压的影响。在四季温差比较大或者日温差比较大的情况下，恒电压跟踪法并不能在所有的环境温度下准确地跟踪光伏电池的最大功率点。为了解决这个问题，有人采用CPU或DSP，处理温度检测装置的检测信号，并通过调节单元来调节光伏电池的电压或电流，从而跟踪光伏电池的最大功率点。这种方法成本相对较高，系统较为复杂。
【发明内容】
本发明要解决的技术问题是：采用恒电压法跟踪光伏电池最大功率点模式下，当温度变化时光伏电池最大功率点跟踪存在误差。本发明提供光伏电池最大功率点跟踪控制电路，该电路能解决上述问题，并且成本相对于采用CPU或DSP处理温度检测信号的方法较低廉，系统较为简单。
本发明提供了光伏电池最大功率点跟踪控制电路，该电路包括：
校准电压产生单元，用于产生一个校准电压，它包括：电流源；温度检测器；第三电阻；加法器；带隙电压源；光伏电池。
其中，电流源置于光伏电池和所述温度检测器之间，电流走向为从光伏电池到温度检测器；温度检测器置于电流源和地之间；第三电阻置于电流源的输出端和加法器的第一输入端之间；加法器的第二输入端连接带隙电压源的输出端，输出端即为校准电压。
负反馈网络，用于根据校准电压产生单元产生的校准电压调节光伏电池的工作电流；
负反馈网络进一步包括：运算放大器；第一电阻；第二电阻；调节单元；负载。
其中，运算放大器的第一输入端分别通过第一电阻和第二电阻与光伏电池和地连接，第二输入端连接到加法器的输出端，输出端连接到调节单元的第一输入端；调节单元的第二输入端连接到光伏电池，用于根据运算放大器的输出调节光伏电池的输出电流，输出端通过负载接地。
可选的，上述光伏电池最大功率点跟踪控制电路中温度检测器中采用二极管。
可选的，上述光伏电池最大功率点跟踪控制电路中温度检测器中采用三极管。
可选的，上述光伏电池最大功率点跟踪控制电路中调节单元采用线性调节结构。
可选的，上述光伏电池最大功率点跟踪控制电路中调节单元采用脉冲宽度调制结构。
可选的，上述光伏电池最大功率点跟踪控制电路中调节单元采用脉冲频率调制结构。
本发明提供光伏电池最大功率点跟踪控制电路，将环境温度变化通过校准电压的变化来体现，并反馈给负反馈网络，然后通过负反馈网络调节光伏电池的工作电流，使得光伏电池保持在最大功率点。本发明解决了采用恒电压法跟踪光伏电池最大功率点模式下，当温度变化时光伏电池最大功率点跟踪存在误差的问题，并且成本相对于采用CPU或DSP处理温度检测信号的方法较低廉，系统较为简单。
【附图说明】
图1为本发明提供的光伏电池最大功率点跟踪控制电路结构图。
【具体实施方式】
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明作进一步的详细描述。
图1为本发明提供的光伏电池最大功率点跟踪控制电路结构图。
如图1所示，光伏电池最大功率点跟踪控制电路包括校准电压产生单元111，用于产生校准电压；上述校准电压产生单元111包括：电流源；温度检测器；第三电阻R3；加法器；带隙电压源；光伏电池。
其中，电流源置于光伏电池和所述温度检测器之间，电流走向为从光伏电池到温度检测器；温度检测器置于电流源和地之间；第三电阻R3置于电流源的输出端和加法器的第一输入端之间；加法器的第二输入端连接带隙电压源的输出端，输出端即为校准电压。
在实际工作中，光伏电池的温度通过温度检测器检测。
温度检测器需要贴近光伏电池安装，以实时准确地检测光伏电池的工作温度。温度检测器的输出同带隙电压源的输出按照一定的比例通过加法器叠加在一起，其中上述比例系数可以通过第三电阻R3的阻值来改变，加法器的输出为校准电压。通过改变比例系数，使得加法器输出的校准电压的温度系数同光伏电池最大功率点对应的电压的温度系数一致或者接近。
负反馈网络222，用于控制光伏电池的输出电压同校准电压保持一定的比例关系；
上述负反馈网络包括：运算放大器，用于将加法器的反馈信号和上述校准电压的差值进行放大；第一电阻R1，第二电阻R2；调节单元，用于根据运算放大器的输出调节光伏电池的输出电流；
上述第一电阻R1和第二电阻R2串联在光伏电池和地之间；
上述运算放大器的反相输入端2置于上述第一电阻R1和第二电阻R2之间；
上述运算放大器的同相输入端1连接到加法器的输出端；
上述调节单元的第一输入端11连接到运算放大器的输出端，第二输入端22连接到光伏电池，而输出端33连接到负载；
作为可选的实施例，上述光伏电池最大功率点跟踪控制电路中的温度检测器采用二极管。
作为最佳实施例，上述光伏电池最大功率点跟踪控制电路中的温度检测器采用三极管。
作为可选的实施例，上述光伏电池最大功率点跟踪控制电路中的调节单元采用线性调节结构。
作为可选的实施例，上述光伏电池最大功率点跟踪控制电路中的调节单元采用脉冲频率调制结构。
作为最佳实施例，上述光伏电池最大功率点跟踪控制电路中的调节单元采用脉冲宽度调制结构。
校准电压连接到运算放大器的同相输入端1，光伏电池的输出电压通过电阻分压网络连接到运算放大器的反相输入端2。当由于环境温度变化，校准电压首先根据环境温度而发生变化，光伏电池偏离最大功率点时，在运算放大器的同相输入端1和反相输入端2产生误差信号，该误差信号被运算放大器放大后控制调节单元增加或减小光伏电池的输出电流，使得光伏电池稳定在该温度下的最大功率点上。从而实现了最大功率点的准确跟踪。
以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案。不脱离本发明精神和范围的任何修改或局部替换，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.光伏电池最大功率点跟踪控制电路，其特征在于，该电路包括：
校准电压产生单元，用于产生一个校准电压；所述校准电压产生单元进一步包括：电流源；温度检测器；第三电阻；加法器；带隙电压源；光伏电池；其中，所述电流源置于所述光伏电池和所述温度检测器之间，电流走向为从所述光伏电池到所述温度检测器；所述温度检测器置于所述电流源和地之间；所述第三电阻置于所述电流源的输出端和所述加法器的第一输入端之间；所述加法器的第二输入端连接所述带隙电压源的输出端，输出端即为校准电压；
负反馈网络，用于控制所述光伏电池的输出电压同所述校准电压保持比例关系。
2.根据权利要求1所述光伏电池最大功率点跟踪控制电路，其特征在于，所述负反馈网络进一步包括：运算放大器；第一电阻；第二电阻；调节单元；负载；
其中，所述运算放大器的第一输入端分别通过所述第一电阻和所述第二电阻与所述光伏电池和地连接，第二输入端连接到所述加法器的输出端，输出端连接到所述调节单元的第一输入端；所述调节单元的第二输入端连接到所述光伏电池，用于根据所述运算放大器的输出调节所述光伏电池的输出电流，输出端通过所述负载接地。
3.根据权利要求1或2所述光伏电池最大功率点跟踪控制电路，其特征在于，所述温度检测器采用二极管。
4.根据权利要求1或2所述光伏电池最大功率点跟踪控制电路，其特征在于，所述温度检测器采用三极管。
5.根据权利要求2所述光伏电池最大功率点跟踪控制电路，其特征在于，所述调节单元采用线性调节结构。
6.根据权利要求2所述光伏电池最大功率点跟踪控制电路，其特征在于，所述调节单元采用脉冲宽度调制结构。
7.根据权利要求2所述光伏电池最大功率点跟踪控制电路，其特征在于，所述调节单元采用脉冲频率调制结构。
CN2011100415129A 2011-02-21 2011-02-21 光伏电池最大功率点跟踪控制电路 Expired - Fee Related CN102176184B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2011100415129A CN102176184B (zh) 2011-02-21 2011-02-21 光伏电池最大功率点跟踪控制电路

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2011100415129A CN102176184B (zh) 2011-02-21 2011-02-21 光伏电池最大功率点跟踪控制电路

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102176184A true CN102176184A (zh) 2011-09-07
CN102176184B CN102176184B (zh) 2013-04-24

Family

ID=44519373

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2011100415129A Expired - Fee Related CN102176184B (zh) 2011-02-21 2011-02-21 光伏电池最大功率点跟踪控制电路

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102176184B (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103034278A (zh) * 2012-12-11 2013-04-10 易霸科技(威海)股份有限公司 基于双重线性近似值的mppt算法的模拟电路实现方法
CN103294102A (zh) * 2012-11-02 2013-09-11 许昌学院电气信息工程学院 一种基于温度检测的太阳能cvt控制方法
CN104777864A (zh) * 2015-04-20 2015-07-15 深圳市京泉华科技股份有限公司 电源及其输出负载调整率补偿电路和电压调整方法
CN106020327A (zh) * 2016-07-15 2016-10-12 厦门华泉智慧能源科技有限公司 一种mppt调节电路及调节方法
CN109196444A (zh) * 2016-06-02 2019-01-11 日本瑞翁株式会社 环境发电装置及电流控制电路
CN109298366A (zh) * 2018-11-16 2019-02-01 苏州市计量测试院 一种太阳能电池iv曲线测量仪校准装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0029743A1 (en) * 1979-11-26 1981-06-03 Solarex Corporation Method of and apparatus for enabling output power of solar panel to be maximised
WO2003090002A1 (en) * 2002-04-17 2003-10-30 Astropower, Inc. Maximum power sensor for photovoltaic system
CN101236446A (zh) * 2008-02-28 2008-08-06 上海交通大学 适应天气状况的变电压光伏系统最大功率跟踪控制方法
CN201479053U (zh) * 2009-08-18 2010-05-19 河海大学 一种光伏发电最大功率点跟踪装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0029743A1 (en) * 1979-11-26 1981-06-03 Solarex Corporation Method of and apparatus for enabling output power of solar panel to be maximised
WO2003090002A1 (en) * 2002-04-17 2003-10-30 Astropower, Inc. Maximum power sensor for photovoltaic system
CN101236446A (zh) * 2008-02-28 2008-08-06 上海交通大学 适应天气状况的变电压光伏系统最大功率跟踪控制方法
CN201479053U (zh) * 2009-08-18 2010-05-19 河海大学 一种光伏发电最大功率点跟踪装置

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103294102A (zh) * 2012-11-02 2013-09-11 许昌学院电气信息工程学院 一种基于温度检测的太阳能cvt控制方法
CN103034278A (zh) * 2012-12-11 2013-04-10 易霸科技(威海)股份有限公司 基于双重线性近似值的mppt算法的模拟电路实现方法
CN104777864A (zh) * 2015-04-20 2015-07-15 深圳市京泉华科技股份有限公司 电源及其输出负载调整率补偿电路和电压调整方法
CN109196444A (zh) * 2016-06-02 2019-01-11 日本瑞翁株式会社 环境发电装置及电流控制电路
CN109196444B (zh) * 2016-06-02 2021-02-05 日本瑞翁株式会社 环境发电装置及电流控制电路
CN106020327A (zh) * 2016-07-15 2016-10-12 厦门华泉智慧能源科技有限公司 一种mppt调节电路及调节方法
CN109298366A (zh) * 2018-11-16 2019-02-01 苏州市计量测试院 一种太阳能电池iv曲线测量仪校准装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN102176184B (zh) 2013-04-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102176184B (zh) 光伏电池最大功率点跟踪控制电路
CN102411075B (zh) 一种太阳能光伏电池模拟系统及用于该系统的模拟方法
CN103488239A (zh) 一种光伏并网逆变器中的最大功率点跟踪方法
CN101877559A (zh) 光伏发电系统最大功率点快速准确跟踪控制的复合控制方法
CN103606811B (zh) 基于cpld的脉冲光纤激光器驱动电源控制系统
CN103490704A (zh) 光伏发电系统、光伏控制器及其最大功率点跟踪方法
Gadelovits et al. Interfacing renewable energy sources for maximum power transfer—Part I: Statics
CN203535528U (zh) 数控直流恒流源电路
CN103197718B (zh) 太阳能光伏阵列的最大功率输出控制方法和系统
CN102315792B (zh) 一种太阳能发电系统的最大功率跟踪装置及跟踪方法
CN202353497U (zh) 一种太阳能光伏电池模拟系统
CN108390561A (zh) 一种dc/dc数控电源设计
CN203259168U (zh) 一种特定光信号检测电路
CN104950983A (zh) 太阳能电池最大功率点跟踪装置和跟踪方法
CN105226737B (zh) 一种高采收率光伏充电方法及装置
CN204180019U (zh) 一种微波功率放大器高低温下增益补偿装置
KR101555274B1 (ko) 태양광 인버터의 효율 개선을 위한 전류증분의 최대전력점 추종 방법
CN103294102A (zh) 一种基于温度检测的太阳能cvt控制方法
CN109871061A (zh) 一种光伏发电系统最大功率跟踪控制策略
TWI419345B (zh) 太陽能發電裝置及其類比式最大功率追蹤電路
CN104345759A (zh) 一种获取直流恒流源的装置
CN209945552U (zh) 一种光电池辐照传感器
CN204331521U (zh) 用于低功耗两线制仪表的供电和电流环输出电路
Zhao et al. Study on Variable Step Sliding-Mode Based MPPT for PV Array
CN102707619A (zh) 太阳能最大功率点追踪所用模糊控制器及方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20130424

Termination date: 20140221