CN109683654A - 一种mppt耐压电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种MPPT耐压电路，包括：信号采集模块、主控芯片、主回路、过流过压保护电路和通讯模块；所述主回路包括RC吸收回路和IGBT模组，所述RC吸收回路并联在所述IGBT模组两端；所述主控芯片根据模数转换后的输入电压、输入电流、输出电压、输出电流和温度中至少一者生成保护指令；所述主控芯片根据模数转换后的输入电压和输入电流确定MPPT输入功率；根据模数转换后的输出电压和输出电流确定MPPT输出功率；过流过压保护电路根据主控芯片生成的保护指令切断主回路；本发明在主回路中通过增加RC吸收回路、过流过压保护电路以及信号采集模块，以实现提高MPPT耐压电路的功率、耐压强度。

Description

一种MPPT耐压电路

技术领域

本发明涉及航空航天电子设备应用领域，特别是涉及一种MPPT耐压电路。

背景技术

平流层飞艇长时间停留在距离地面20千米上下的高度，具有能够长时间在空中停留、信号笼罩面积大的优点。在全艇的各个系统中，可靠的能源系统是全艇长时间运行的基础。平流层飞艇的能源系统主要组成部分为光伏阵列、最大功率点跟踪太阳能控制器(Maximum Power Point Tracking，简称MPPT)以及锂电池组等。能源控制系统需要协调太阳能板和锂电池的工作，最大限度地利用太阳能的输出能量，存储在锂电池中并为全艇设备提供充足有效的电能。MPPT是能源系统的核心设备之一。由于光伏板本身特有属性，其特性呈非线性的，并且当光强、温度等因素有所变动时，其输出特性也会随之产生变动。如果要光伏阵列始终工作在最大功率点，则在平流层飞艇的能源系统中必须加入MPPT。随着平流层飞艇技术的快速发展，大功率、轻量化成为了平流层飞艇能源系统的发展方向，但当前已有的MPPT存在耐受电压低，输出功率小的问题，限制了平流层飞艇的发展。

发明内容

本发明的目的是提供一种MPPT耐压电路，能够承受较大电压与较大电流，实现大功率输出。

为实现上述目的，本发明提供了一种MPPT耐压电路，所述MPPT耐压电路包括：

信号采集模块、主控芯片、主回路、过流过压保护电路和通讯模块；所述主回路包括RC吸收回路和IGBT模组，所述RC吸收回路并联在所述IGBT模组两端；

所述信号采集模块与所述主回路连接，所述信号采集模块用于采集所述主回路的输入电压、输入电流、输出电压、输出电流和温度；

所述主控芯片与所述信号采集模块连接，所述主控芯片用于产生PWM；还用于将所述输入电压、所述输入电流、所述输出电压、所述输出电流和所述温度进行模数转换，并根据模数转换后的所述输入电压、所述输入电流、所述输出电压、所述输出电流和所述温度中至少一者生成保护指令；所述主控芯片还用于根据模数转换后的所述输入电压和所述输入电流确定MPPT输入功率；根据模数转换后的所述输出电压和所述输出电流确定MPPT输出功率；

所述主回路与所述主控芯片连接，所述主回路用于根据所述PWM控制所述IGBT模组的导通和关断；

所述过流过压保护电路分别与所述主回路和所述主控芯片连接，所述过流过压保护电路用于根据所述主控芯片生成的保护指令切断所述主回路；

所述通讯模块，与所述主控芯片连接，所述通讯模块用于将模数转换后的所述MPPT输入功率、所述MPPT输出功率和温度上传至上位机。

可选的，所述信号采集模块包括：

输入电压采集电路，用于采集所述主回路的输入电压，并对所述主回路的输入电压进行增益变换及滤波，获得输入电压；

输入电流采集电路，用于采集所述主回路的输入电流，并对所述主回路的输入电流进行增益变换及滤波，获得输入电流；

输出电压采集电路，用于采集所述主回路的输出电压，并对所述主回路的输出电压进行增益变换及滤波，获得输出电压；

输出电流采集电路，用于采集所述主回路的输出电流，并对所述主回路的输出电流进行增益变换及滤波，获得输出电流；

温度采集电路，用于采集所述主回路中的IGBT模组温度，并对采集的温度模拟信号进行分压及滤波，获得温度。

可选的，所述MPPT耐压电路还包括：

隔离模块，设置在所述信号采集模块与所述主回路之间，分别与所述信号采集模块和所述主回路连接，用于实现所述信号采集模块与所述主回路之间电气隔离。

可选的，所述隔离模块包括：

第一隔离电路，用于实现所述输入电压采集电路与所述主回路的输入端之间电气隔离；

第二隔离电路，用于实现所述输入电流采集电路与所述主回路的输入端之间电气隔离；

第三隔离电路，用于实现所述输出电压采集电路与所述主回路的输出端之间电气隔离；

第四隔离电路，用于实现所述输出电流采集电路与所述主回路的输出端之间电气隔离。

可选的，所述MPPT耐压电路还包括：

电源转换模块，分别与所述信号采集模块、所述主控芯片、所述主回路、所述过流过压保护电路、所述通讯模块和所述隔离模块连接，用于给各个器件提供电能。

可选的，所述电源转换模块包括：

15V直流电源转换电路，与所述主回路连接，用于将所述主回路输出端的高压电源转化为15V电压，给所述主回路中的IGBT模组供电；

5V直流隔离电源转换电路，与所述隔离模块连接，用于将所述主回路输出端的高压电源转化为5V电压，给所述隔离模块供电；

3.3V直流电源转换电路，分别与所述信号采集模块、所述主控芯片、所述过流过压保护电路、所述通讯模块连接，用于将所述主回路输出端的高压电源转化为3.3V电压，给所述信号采集模块、所述主控芯片、所述过流过压保护电路、所述通讯模块供电。

可选的，所述通讯模块包括：

RS422通讯电路，用于将所述MPPT输入功率、所述MPPT输出功率和温度以RS422格式上传至上位机；

RS232通讯电路，用于将所述MPPT输入功率、所述MPPT输出功率和温度以RS232格式上传至上位机。

可选的，所述主控芯片为STM32F103C8T6。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

本发明公开一种MPPT耐压电路，包括：信号采集模块、主控芯片、主回路、过流过压保护电路和通讯模块；所述主回路包括RC吸收回路和IGBT模组，所述RC吸收回路并联在所述IGBT模组两端；所述信号采集模块用于采集所述主回路的输入电压、输入电流、输出电压、输出电流和温度；所述主控芯片用于产生PWM；还用于将所述输入电压、所述输入电流、所述输出电压、所述输出电流和所述温度进行模数转换，并根据模数转换后的所述输入电压、所述输入电流、所述输出电压、所述输出电流和所述温度中至少一者生成保护指令；所述主控芯片还用于根据模数转换后的所述输入电压和所述输入电流确定MPPT输入功率；根据模数转换后的所述输出电压和所述输出电流确定MPPT输出功率；所述主回路用于根据所述PWM控制所述IGBT模组的导通和关断；所述过流过压保护电路用于根据所述主控芯片生成的保护指令切断所述主回路；所述通讯模块用于将模数转换后的所述MPPT输入功率、所述MPPT输出功率和温度上传至上位机。本发明在主回路中通过增加RC吸收回路、过流过压保护电路以及信号采集模块，以实现提高MPPT耐压电路的功率、耐压强度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例MPPT耐压电路结构图；

图2为本发明实施例主控芯片原理图；

图3为本发明实施例主回路原理图；

图4为本发明实施例过流过压保护电路原理图；

图5为本发明实施例输入电压采集电路原理图；

图6为本发明实施例输入电流采集电路原理图；

图7为本发明实施例输出电压采集电路原理图；

图8为本发明实施例输出电流采集电路原理图；

图9为本发明实施例温度采集电路原理图；

图10为本发明实施例第一隔离电路原理图；

图11为本发明实施例第二隔离电路原理图；

图12为本发明实施例第三隔离电路原理图；

图13为本发明实施例第四隔离电路原理图；

图14为本发明实施例15V直流电源转换电路原理图；

图15为本发明实施例5V直流隔离电源转换电路原理图；

图16为本发明实施例3.3V直流电源转换电路原理图；

图17为本发明实施例RS422通讯电路原理图；

图18为本发明实施例RS232通讯电路原理图；

图19为本发明实施例复位电路原理图；

图20为本发明实施例晶振、指示灯与程序下载调试口部电路原理图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种MPPT耐压电路，能够承受较大电压与较大电流，实现大功率输出。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明实施例MPPT耐压电路结构图，如图1所示，本发明提供一种MPPT耐压电路，所述MPPT耐压电路包括：主控芯片、主回路、信号采集模块、过流过压保护电路、通讯模块、隔离模块和电源转换模块；所述主回路包括RC吸收回路和IGBT模组，所述RC吸收回路并联在所述IGBT模组两端。

所述信号采集模块与所述主回路连接，所述信号采集模块用于采集所述主回路的输入电压、输入电流、输出电压、输出电流和温度；所述主控芯片与所述信号采集模块连接，所述主控芯片用于产生PWM；还用于将所述输入电压、所述输入电流、所述输出电压、所述输出电流和所述温度进行模数转换，并根据模数转换后的所述输入电压、所述输入电流、所述输出电压、所述输出电流和所述温度中至少一者生成保护指令；所述主控芯片还用于根据模数转换后的所述输入电压和所述输入电流确定MPPT输入功率；根据模数转换后的所述输出电压和所述输出电流确定MPPT输出功率；所述主回路与所述主控芯片连接，所述主回路用于根据所述PWM控制所述IGBT模组的导通和关断；所述过流过压保护电路分别与所述主回路和所述主控芯片连接，所述过流过压保护电路用于根据所述主控芯片生成的保护指令切断所述主回路；所述通讯模块，与所述主控芯片连接，所述通讯模块用于将模数转换后的所述MPPT输入功率、所述MPPT输出功率和温度上传至上位机。

本发明由于所述主回路的输入端与太阳能电池板连接，所述主回路的输出端与电池连接；所以所述输入电压为太阳能电池板两端的输入电压，所述输入电流为太阳能电池板两端的输入电流，所述输出电压为电池两端的输出电压，所述输出电流为电池两端的输出电流。

作为一种实施方式，本发明所述信号采集模块包括：输入电压采集电路、输入电流采集电路、输出电压采集电路、输出电流采集电路和温度采集电路。

所述输入电压采集电路用于采集所述主回路的输入电压，并对所述主回路的输入电压进行增益变换及滤波，获得输入电压；所述输入电流采集电路用于采集所述主回路的输入电流，并对所述主回路的输入电流进行增益变换及滤波，获得输入电流；所述输出电压采集电路用于采集所述主回路的输出电压，并对所述主回路的输出电压进行增益变换及滤波，获得输出电压；所述输出电流采集电路用于采集所述主回路的输出电流，并对所述主回路的输出电流进行增益变换及滤波，获得输出电流；所述温度采集电路，用于采集所述主回路中的IGBT模组温度，并对采集的温度模拟信号进行分压及滤波，获得温度。

作为一种实施方式，本发明所述MPPT耐压电路还包括：

隔离模块，设置在所述信号采集模块与所述主回路之间，分别与所述信号采集模块和所述主回路连接，用于实现所述信号采集模块与所述主回路之间电气隔离。

作为一种实施方式，本发明所述隔离模块包括：第一隔离电路、第二隔离电路、第三隔离电路和第四隔离电路。

所述第一隔离电路用于实现所述输入电压采集电路与所述主回路的输入端之间电气隔离，避免所述主回路输入端高压大电流对输入电压采集电路造成干扰；所述第二隔离电路用于实现所述输入电流采集电路与所述主回路的输入端之间电气隔离，避免所述主回路输入端高压大电流对输入电流采集电路造成干扰；所述第三隔离电路用于实现所述输出电压采集电路与所述主回路的输出端之间电气隔离，避免所述主回路输出端高压大电流对输出电压采集电路造成干扰；所述第四隔离电路用于实现所述输出电流采集电路与所述主回路的输出端之间电气隔离，避免所述主回路输出端高压大电流对输出电流采集电路造成干扰。

作为一种实施方式，本发明所述MPPT耐压电路还包括：

电源转换模块，分别与所述信号采集模块、所述主控芯片、所述主回路、所述过流过压保护电路、所述通讯模块和所述隔离模块连接，用于给各个器件提供电能。

作为一种实施方式，本发明所述电源转换模块包括：15V直流电源转换电路、5V直流隔离电源转换电路和3.3V直流电源转换电路。

所述15V直流电源转换电路与所述主回路连接，所述15V直流电源转换电路用于将所述主回路输出端的高压电源转化为15V电压，给所述主回路中的IGBT模组供电；所述5V直流隔离电源转换电路与所述隔离模块连接，所述5V直流隔离电源转换电路用于将所述主回路输出端的高压电源转化为5V电压，给所述隔离模块供电；所述3.3V直流电源转换电路分别与所述信号采集模块、所述主控芯片、所述过流过压保护电路、所述通讯模块连接，所述3.3V直流电源转换电路用于将所述主回路输出端的高压电源转化为3.3V电压，给所述信号采集模块、所述主控芯片、所述过流过压保护电路、所述通讯模块供电。

作为一种实施方式，本发明所述通讯模块包括：RS422通讯电路和RS232通讯电路。

所述RS422通讯电路用于将所述MPPT输入功率、所述MPPT输出功率和温度以RS422格式上传至上位机；所述RS232通讯电路用于将所述MPPT输入功率、所述MPPT输出功率和温度以RS232格式上传至上位机。

各图中Not Connected表示未连接。图2为本发明实施例主控芯片原理图；如图2所示，U5为主控芯片，型号为STM32F103C8T6。通过主控芯片的第13引脚向主回路部的IGBT模组输出复位信号，控制IGBT模组驱动电路重启。通过主控芯片的第14-17引脚接收模拟量采集部的电流电压模拟信号，在主控芯片内转换为数字量，供主控程序使用。通过主控芯片的第18引脚接收模拟量采集部的温度模拟信号，在主控芯片内转换为数字量，供主控程序使用。当输出电流电压过大时通过主控芯片的第25引脚向过流过压保护电路输出关断信号，关断主回路以保护系统。通过主控芯片的第29引脚输出PWM波至主回路部，控制IGBT模组通断。通过主控芯片的第22,23,30,31,32,33,34引脚与通讯模块相连。通过主控芯片的第38,39引脚分别控制灯LD1，LD2闪烁，表明系统工作状态。

图3为本发明实施例主回路原理图，其中，(a)为主回路原理图一，(b)为主回路原理图二，(c)为主回路原理图三，(d)为主回路原理图四，(e)为主回路原理图五。如图3中(a)-(e)所示，所使用的IGBT模组内部结构图如图3中(e)所示，IGBT模组内部包含两个相同的IGBT，分别为IGBT1与IGBT2。IGBT1与IGBT2两端均并联有续流二极管，分别为IGBT_D1与IGBT_D2。IGBT模块中IGBT_C1、IGBT_G1、IGBT_E1、IGBT_C2、IGBT_G2、IGBT_E2通过接线柱引出。U18为IGBT驱动模块，通过1引脚接收PWM波，并通过16引脚输入至IGBT模组IGBT1的的G极，控制IGBT模块通断。U19为电源模块，将15V电压转换为24V隔离电压，供U18使用。J5，J6为输入端子，连接太阳能板，同时连接输入滤波电容，J12，J14为输出端子，连接电池。J7连接IGBT模组的IGBT1的C极，J11连接IGBT模组IGBT1的E极。IGBT模组IGBT1的的C极与G极之间并联RC吸收回路，吸收IGBT1关断与打开时的电压尖峰。L2为电感，在主回路的IGBT1打开时吸收能量，在主回路的IGBT1关断时释放能量。R70、R93为抑制浪涌电阻，防止初次接入太阳能板及电池时有较大的浪涌电流。J8、J9分别连接二极管的正负极，防止电流从输出端回灌。J9与J13连接输出滤波电容。J11连接IGBT模组中IGBT2的C极，J15连接IGBT模组中IGBT2的E极。U20输出-15V电压，U20输出管脚中，IGBT_E2连接IGBT模组中IGBT2的E极，IGBT_G2连接IGBT模组中IGBT2的G极，从而关断IGBT模组中的IGBT2，利用IGBT2中的二极管作为续流二极管。R78、R92为采样电阻，分别采集输入、输出电流大小。

图4为本发明实施例过流过压保护电路原理图，如图4所示，输出电流高于阈值后，灯LD7变亮，同时BAT_FAULT信号置低。电流保护阈值通过电阻R103、R106的阻值设定。输出电压高于阈值后，灯LD7变亮，同时BAT_FAULT信号置低。电压保护阈值通过电阻R108、R110的阻值设定。同时主控芯片U5检测到BAT_FAULT信号置低后，将停止PWM输出，关闭IGBT模组，从而关闭主回路。R98，R99，R104，R100，R105，R107，R109为限流电阻，C93，C94，C95，C96，C87，C98为滤波电容。

U22接收到BAT_FAULT置低后，将EMERGENCY_STOP信号置高，U24检测到EMERGENCY_STOP信号置高后，将屏蔽MCU_PWM信号，将PWM信号置低，从而硬件关断PWM输出，关闭IGBT模组，从而关闭主回路。

图5为本发明实施例输入电压采集电路原理图，如图5所示，U1A位运算放大器，U1A的2,3引脚为经过隔离的输入电压模拟信号，经运算放大器将信号放大并滤波后，通过1引脚输入至U5的AD采集引脚。其中R1，R3，R7，R9的阻值控制信号放大倍率。

图6为本发明实施例输入电流采集电路原理图，如图6所示，U2B位运算放大器，U2B的5,6引脚为经过隔离的输入电流模拟信号，经运算放大器将信号放大并滤波后，通过7引脚输入至U5的AD采集引脚。其中R19，R21，R25，R26的阻值控制信号放大倍率。

图7为本发明实施例输出电压采集电路原理图，如图7所示，U2A位运算放大器，U2A的2,3引脚为经过隔离的输出电压模拟信号，经运算放大器将信号放大并滤波后，通过1引脚输入至U5的AD采集引脚。其中R11，R13，R17，R18的阻值控制信号放大倍率。

图8为本发明实施例输出电流采集电路原理图，如图8所示，U1B位运算放大器，U1B的5,6引脚为经过隔离的输入电流模拟信号，经运算放大器将信号放大并滤波后，通过7引脚输入至U5的AD采集引脚。其中R2，R5，R8，R10的阻值控制信号放大倍率。TP1，TP2，TP3，TP4为调试时使用的电压检测端口。

图9为本发明实施例温度采集电路原理图，如图9所示，R12为温敏电阻，阻值随温度变化为变化。R16为分压电阻。的电压信号传输至U5的18引脚，在U5内做AD转换，得到温度的数字量。其余电阻均为限流电阻，电容为滤波电容。

图10为本发明实施例第一隔离电路原理图；图11为本发明实施例第二隔离电路原理图；图12为本发明实施例第三隔离电路原理图；图13为本发明实施例第四隔离电路原理图，如图10-13所示，电压与电流采集电路，需要考虑高压隔离，均由U14、U15、U16、U17的AMC1200芯片来实现隔离。太阳能输入电压隔离部电路中，高压经过R40、R41、R42、R45、R48电阻分压，R43、R46电阻限流，C60、C61、C63电容滤波，通过隔离芯片U14的6,7引脚，输入至太阳能输入电压采集部电路。电池电压隔离部电路中，高压经过R50、R51、R52、R55、R58电阻分压，R53、R56电阻限流，C72、C73、C75电容滤波，通过隔离芯片U16的6,7引脚，输入至电池电压采集部电路。太阳能输入电流隔离部电路中，高压经过R44、R47电阻限流，C62电容滤波，通过隔离芯片U15的6,7引脚，输入至太阳能输入电流采集部电路。电池电流隔离部中，高压经过R54、R57电阻限流，C74电容滤波，通过隔离芯片U17的6,7引脚，输入至电池电流采集部电路。

图14为本发明实施例15V直流电源转换电路原理图，如图14所示，U7为DC模块，将主回路输出端高压转换为15V低电压。U8为滤波器，对U7输入端的高电压滤波。图15为本发明实施例5V直流隔离电源转换电路原理图，如图15所示，(a)为15V转换5V电路原理图，U12为电压模块，将15V电压转换为5V电压，输入至U13电源模块及U9，U10，U11隔离电源模块；(b)为5V转换5V直流隔离电源原理图，U9，U10，U11为隔离电源模块，将U12输出的5V电压转换为互相隔离的5V电压，U9输出的隔离5V电源供太阳能输入电压隔离部电路中U14，与电池电压隔离部电路中U16使用，U10输出的隔离5V电源供太阳能输入电流隔离部电路中U15使用，U11输出的隔离5V电源供电池电流隔离部电路中U17使用。图16为本发明实施例3.3V直流电源转换电路原理图，如图16所示。

图17为本发明实施例RS422通讯电路原理图，如图17所示，RS422收发芯片为U25，默认接收打开，发送关闭。U5通过RX3，TX3向U25TTL电平信息，并通过U25转化为RS422电平的信息，通过J16与外部RS422总线相连。U5通过DE3信号打开RS422发送使能，高电平有效。U5通过RE3信号打开RS422接收使能，低电平有效。

图18为本发明实施例RS232通讯电路原理图，如图18所示，RS232收发芯片为U26，U5通过RX1，TX1向U26TTL电平信息，并通过U26转化为RS232电平的信息，通过J17与外部RS232总线相连。

图19为本发明实施例复位电路原理图，如图19所示，U6为电压检测芯片，当供给U5的电压过低时，通过U6的8引脚向U5的7引脚发送低电平，控制U5重启，以保护系统。

图20为本发明实施例晶振、指示灯与程序下载调试口部电路原理图，其中，(a)为晶振电路原理图，(b)为指示灯电路原理图，(c)为指示灯电路原理图，(d)为程序下载调试口部原理图，如图20中(a)-(d)所示，J1为软件下载调试口。X1为晶振，通过X1的1,3引脚与U5的5,6引脚相连，为主控芯片提供时钟信号。LED灯LD1，LD2受主控芯片控制而闪烁，表明系统工作状态。其余电阻均为限流电阻，电容均为滤波电容。

本发明中的技术方案与现有技术相比，具有以下优点：1)通过设置RC吸收回路降低了IGBT开关时的峰值电流与峰值电压，减小了峰值电压和峰值电流对器件的冲击；2)通过设置过流过压保护电路，在MPPT高耐压电路中电流或电压过大时，自动并且快速关断电路，防止过大的电流或电压对MPPT高耐压电路造成永久性损伤；3)通过设计信号采集模块，可以为控制软件提供精准的MPPT高耐压电路的输入电压、输入电流、输出电压以及输出电流信息，从而实时准确地追踪能源系统所使用的光伏阵列的输出特性曲线上的最大功率点，最大程度地输出能量；4)通过合理选择元器件，使得MPPT高耐压电路中的元器件能够耐受较大电流与较大电压，从而能够输出更大功率，并且可以在平流层恶劣环境下正常工作等。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种MPPT耐压电路，其特征在于，所述MPPT耐压电路包括：

信号采集模块、主控芯片、主回路、过流过压保护电路和通讯模块；所述主回路包括RC吸收回路和IGBT模组，所述RC吸收回路并联在所述IGBT模组两端；

所述信号采集模块与所述主回路连接，所述信号采集模块用于采集所述主回路的输入电压、输入电流、输出电压、输出电流和温度；

所述主控芯片与所述信号采集模块连接，所述主控芯片用于产生PWM；还用于将所述输入电压、所述输入电流、所述输出电压、所述输出电流和所述温度进行模数转换，并根据模数转换后的所述输入电压、所述输入电流、所述输出电压、所述输出电流和所述温度中至少一者生成保护指令；所述主控芯片还用于根据模数转换后的所述输入电压和所述输入电流确定MPPT输入功率；根据模数转换后的所述输出电压和所述输出电流确定MPPT输出功率；

所述主回路与所述主控芯片连接，所述主回路用于根据所述PWM控制所述IGBT模组的导通和关断；

所述过流过压保护电路分别与所述主回路和所述主控芯片连接，所述过流过压保护电路用于根据所述主控芯片生成的保护指令切断所述主回路；

所述通讯模块，与所述主控芯片连接，所述通讯模块用于将模数转换后的所述MPPT输入功率、所述MPPT输出功率和温度上传至上位机。

2.根据权利要求1所述的MPPT耐压电路，其特征在于，所述信号采集模块包括：

输入电压采集电路，用于采集所述主回路的输入电压，并对所述主回路的输入电压进行增益变换及滤波，获得输入电压；

输入电流采集电路，用于采集所述主回路的输入电流，并对所述主回路的输入电流进行增益变换及滤波，获得输入电流；

输出电压采集电路，用于采集所述主回路的输出电压，并对所述主回路的输出电压进行增益变换及滤波，获得输出电压；

输出电流采集电路，用于采集所述主回路的输出电流，并对所述主回路的输出电流进行增益变换及滤波，获得输出电流；

温度采集电路，用于采集所述主回路中的IGBT模组温度，并对采集的温度模拟信号进行分压及滤波，获得温度。

3.根据权利要求2所述的MPPT耐压电路，其特征在于，所述MPPT耐压电路还包括：

隔离模块，设置在所述信号采集模块与所述主回路之间，分别与所述信号采集模块和所述主回路连接，用于实现所述信号采集模块与所述主回路之间电气隔离。

4.根据权利要求3所述的MPPT耐压电路，其特征在于，所述隔离模块包括：

第一隔离电路，用于实现所述输入电压采集电路与所述主回路的输入端之间电气隔离；

第二隔离电路，用于实现所述输入电流采集电路与所述主回路的输入端之间电气隔离；

第三隔离电路，用于实现所述输出电压采集电路与所述主回路的输出端之间电气隔离；

第四隔离电路，用于实现所述输出电流采集电路与所述主回路的输出端之间电气隔离。

5.根据权利要求4所述的MPPT耐压电路，其特征在于，所述MPPT耐压电路还包括：

电源转换模块，分别与所述信号采集模块、所述主控芯片、所述主回路、所述过流过压保护电路、所述通讯模块和所述隔离模块连接，用于给各个器件提供电能。

6.根据权利要求5所述的MPPT耐压电路，其特征在于，所述电源转换模块包括：

15V直流电源转换电路，与所述主回路连接，用于将所述主回路输出端的高压电源转化为15V电压，给所述主回路中的IGBT模组供电；

5V直流隔离电源转换电路，与所述隔离模块连接，用于将所述主回路输出端的高压电源转化为5V电压，给所述隔离模块供电；

3.3V直流电源转换电路，分别与所述信号采集模块、所述主控芯片、所述过流过压保护电路、所述通讯模块连接，用于将所述主回路输出端的高压电源转化为3.3V电压，给所述信号采集模块、所述主控芯片、所述过流过压保护电路、所述通讯模块供电。

7.根据权利要求1所述的MPPT耐压电路，其特征在于，所述通讯模块包括：

RS422通讯电路，用于将所述MPPT输入功率、所述MPPT输出功率和温度以RS422格式上传至上位机；

RS232通讯电路，用于将所述MPPT输入功率、所述MPPT输出功率和温度以RS232格式上传至上位机。

8.根据权利要求1所述的MPPT耐压电路，其特征在于，所述主控芯片为STM32F103C8T6。