CN110797941A - 双轴跟踪太阳能路灯控制装置 - Google Patents

双轴跟踪太阳能路灯控制装置 Download PDF

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CN110797941A CN201911035139.9A CN201911035139A CN110797941A CN 110797941 A CN110797941 A CN 110797941A CN 201911035139 A CN201911035139 A CN 201911035139A CN 110797941 A CN110797941 A CN 110797941A
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夏正龙
王贵峰
李飞
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邢梦晴
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Abstract

本发明公开了一种双轴跟踪太阳能路灯控制装置，其中太阳能电池组件参数检测模块检测太阳能电池组件的第一电池组件参数，将第一电池参数发送至所述控制器；蓄电池参数检测电路检测蓄电池组件的第二电池组件参数，将第二电池组件参数发送至控制器；太阳光入射角检测模块获取入射至所述太阳能电池组件的太阳光的入射参数，将所述入射参数发送至所述控制器；控制器调整所述太阳能电池组件的方向和角度，使太阳光垂直照射在太阳能电池组件上；调整太阳能电池组件的功率，使太阳能电池组件工作在最大功率输出点；对蓄电池组件进行过充或过放保护，并根据预设的照明时段控制LED驱动电路进行LED灯组件通断。

Description

双轴跟踪太阳能路灯控制装置
技术领域
本发明涉及公共照明设施控制技术领域，尤其涉及一种双轴跟踪太阳能路灯控制装置。
背景技术
太阳能作为一种新能源，具有清洁、无污染、资源丰富等特点，因此成为缓解全球能源危机、环境污染的首选可再生能源。传统的路灯采用电网供电，随着太阳能发电技术的发展，现在城市路灯已经开始采用太阳能供电，但是大部分太阳能供电的路灯都是采用电池板固定的方式，并且控制系统不具有最大功率点跟踪控制功能，降低了太阳能电池组件发电的利用率。
发明内容
针对以上问题，本发明提出一种双轴跟踪太阳能路灯控制装置。
为实现本发明的目的，提供一种双轴跟踪太阳能路灯控制装置，包括太阳能电池组件、Boost升压斩波电路、蓄电池组件、太阳能电池参数检测模块、控制器、太阳光入射角检测模块、蓄电池参数检测电路、LED驱动电路和LED灯组件；
所述太阳能电池组件将太阳能转换成电能；
所述Boost升压斩波电路的一端连接太阳能电池组件，另一端连接蓄电池组件，所述Boost升压斩波电路获取所述太阳能电池组件输出的电能，并对蓄电池组件进行充电；
所述蓄电池组件用于存储电能，并为所述LED驱动电路供电；
所述太阳能电池组件参数检测模块检测所述太阳能电池组件的第一电池组件参数，将所述第一电池参数发送至所述控制器；
所述蓄电池参数检测电路检测所述蓄电池组件的第二电池组件参数，将所述第二电池组件参数发送至所述控制器；
所述太阳光入射角检测模块获取入射至所述太阳能电池组件的太阳光的入射参数，将所述入射参数发送至所述控制器；
所述控制器根据所述入射参数，调整所述太阳能电池组件的方向和角度，使太阳光垂直照射在太阳能电池组件上；根据所述第一电池组件参数调整所述太阳能电池组件的功率，使所述太阳能电池组件工作在最大功率输出点；根据所述第二电池组件参数对所述蓄电池组件进行过充或过放保护，并根据预设的照明时段控制LED驱动电路进行LED灯组件通断。
在一个实施例中，上述双轴跟踪太阳能路灯控制装置，还包括双轴跟踪驱动机构；
所述双轴跟踪驱动机构接收所述控制器输出的旋转控制参数，根据所述旋转控制参数控制太阳能电池组件的跟踪太阳光旋转方向和角度，使太阳光垂直照射在太阳能电池组件上。
在一个实施例中，上述双轴跟踪太阳能路灯控制装置，还包括斩波驱动电路；
所述第一电池组件参数包括太阳能电池组件电压信号和太阳能电池组件电流信号；
所述控制器采集太阳能电池组件的电压信号和电流信号，采用变步长电导增量法进行最大功率点跟踪，产生电压控制信号调整斩波驱动电路的控制电压，再由斩波驱动电路调节Boost升压斩波电路驱动信号的占空比，改变Boost升压斩波电路的等效输入阻抗，由此改变太阳能电池组件的等效负载，使太阳能电池组件的内阻与等效负载相匹配，控制太阳能电池组件工作在最大功率输出点。
在一个实施例中，所述控制器选在|dP/dU|大于预设阈值时，采用第一步长跟踪功率点，当|dP/dU|小于或等于预设阈值时，采用第二步长跟踪功率点，而在最大功率点处则保持太阳能电池组件输出电压不变；其中所述第一步长大于第二步长，|dP/dU|表示P-U特性曲线的斜率绝对值，P-U特性曲线为表征太阳能电池组件的输出功率与输出电压之间的关系的曲线。
在一个实施例中，第二电池组件参数包括充电电流信号、放电电流信号和蓄电池电压信号；
所述控制器根据蓄电池参数检测电路采集的充电电流信号、放电电流信号和蓄电池电压信号，判断蓄电池组件的工作状态，当蓄电池组件电压高于其过充保护电压时，判定蓄电池组件充电完成，关断对蓄电池组件的充电；当出现故障导致蓄电池组件充电电流高于充电保护电流或放电电流高于放电保护电流时，关断对蓄电池组件的充电或放电；当蓄电池组件电压低于过放保护电压时，关断蓄电池组件对负载的放电。
上述双轴跟踪太阳能路灯控制装置结构中，太阳能电池组件将太阳能转换成电能；Boost升压斩波电路获取所述太阳能电池组件输出的电能，并对蓄电池组件进行充电；太阳能电池组件参数检测模块检测所述太阳能电池组件的第一电池组件参数，将所述第一电池参数发送至所述控制器；蓄电池参数检测电路检测所述蓄电池组件的第二电池组件参数，将所述第二电池组件参数发送至所述控制器；太阳光入射角检测模块获取入射至所述太阳能电池组件的太阳光的入射参数，将入射参数发送至所述控制器；这样控制器可以根据入射参数，调整太阳能电池组件的方向和角度，使太阳光垂直照射在太阳能电池组件上；根据第一电池组件参数调整太阳能电池组件的功率，使太阳能电池组件工作在最大功率输出点；根据第二电池组件参数对蓄电池组件进行过充或过放保护，并根据预设的照明时段控制LED驱动电路进行LED灯组件通断，以提高太阳能电池组件发电的利用率。
附图说明
图1是一个实施例的双轴跟踪太阳能路灯控制装置结构示意图；
图2是另一个实施例的双轴跟踪太阳能路灯控制装置结构示意图；
图3是一个实施例中不同光照强度下太阳能电池组件P-U特性曲线图；
图4是一个实施例中控制器的控制过程示意图；
图5是一个实施例的变步长电导增量法MPPT控制流程图；
图6是传统电导增量法MPPT控制的跟踪结果图；
图7是一个实施例的变步长电导增量法MPPT控制的跟踪结果图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
参考图1所示，图1为一个实施例的双轴跟踪太阳能路灯控制装置结构示意图，包括太阳能电池组件11、Boost升压斩波电路12、蓄电池组件13、太阳能电池参数检测模块14、控制器20、太阳光入射角检测模块16、蓄电池参数检测电路17、LED驱动电路18和LED灯组件19；
所述太阳能电池组件11将太阳能转换成电能；
所述Boost升压斩波电路12的一端连接太阳能电池组件11，另一端连接蓄电池组件13，所述Boost升压斩波电路12获取所述太阳能电池组件11输出的电能，并对蓄电池组件13进行充电；
所述蓄电池组件13用于存储电能，并为所述LED驱动电路18供电；
所述太阳能电池组件参数检测模块14检测所述太阳能电池组件的第一电池组件参数，将所述第一电池参数发送至所述控制器20；
所述蓄电池参数检测电路17检测所述蓄电池组件13的第二电池组件参数，将所述第二电池组件参数发送至所述控制器20；
所述太阳光入射角检测模块16获取入射至所述太阳能电池组件11的太阳光的入射参数，将所述入射参数发送至所述控制器20；
所述控制器20根据所述入射参数，调整所述太阳能电池组件11的方向和角度，使太阳光垂直照射在太阳能电池组件11上；根据所述第一电池组件参数调整所述太阳能电池组件11的功率，使所述太阳能电池组件工作在最大功率输出点；根据所述第二电池组件参数对所述蓄电池组件13进行过充或过放保护，并根据预设的照明时段控制LED驱动电路18进行LED灯组件19通断。
具体地，太阳能电池组件参数检测模块14包括电流测量电路和电压测量电路，可以分别对太阳能电池组件电压信号和太阳能电池组件电流信号进行测量。所述蓄电池参数检测电路17主要完成蓄电池组件充电电流、放电电流和蓄电池组件电压的测量。
上述双轴跟踪太阳能路灯控制装置结构中，太阳能电池组件11将太阳能转换成电能；Boost升压斩波电路12获取所述太阳能电池组件11输出的电能，并对蓄电池组件13进行充电；太阳能电池组件参数检测模块14检测所述太阳能电池组件的第一电池组件参数，将所述第一电池参数发送至所述控制器20；蓄电池参数检测电路17检测所述蓄电池组件13的第二电池组件参数，将所述第二电池组件参数发送至所述控制器20；太阳光入射角检测模块16获取入射至所述太阳能电池组件11的太阳光的入射参数，将入射参数发送至所述控制器20；这样控制器20可以根据入射参数，调整太阳能电池组件11的方向和角度，使太阳光垂直照射在太阳能电池组件11上；根据第一电池组件参数调整太阳能电池组件11的功率，使太阳能电池组件工作在最大功率输出点；根据第二电池组件参数对蓄电池组件13进行过充或过放保护，并根据预设的照明时段控制LED驱动电路18进行LED灯组件19通断，以提高太阳能电池组件发电的利用率。
在一个实施例中，如图2所示，双轴跟踪太阳能路灯控制装置，还包括双轴跟踪驱动机构；
所述双轴跟踪驱动机构接收所述控制器输出的旋转控制参数，根据所述旋转控制参数控制太阳能电池组件的跟踪太阳光旋转方向和角度，使太阳光垂直照射在太阳能电池组件上。
具体地，双轴跟踪驱动机构由两个工业推杆及其辅助装置构成，一个推杆负责东西方向运动，另一个推杆负责南北方向运动，协同完成带动太阳能电池组件旋转，实现追踪太阳光的目的。
在一个实施例中，如图2所示，双轴跟踪太阳能路灯控制装置，还包括斩波驱动电路；
所述第一电池组件参数包括太阳能电池组件电压信号和太阳能电池组件电流信号；
所述控制器采集太阳能电池组件的电压信号和电流信号，采用变步长电导增量法进行最大功率点跟踪，产生电压控制信号调整斩波驱动电路的控制电压，再由斩波驱动电路调节Boost升压斩波电路驱动信号的占空比，改变Boost升压斩波电路的等效输入阻抗，由此改变太阳能电池组件的等效负载，使太阳能电池组件的内阻与等效负载相匹配，控制太阳能电池组件工作在最大功率输出点。
在一个实施例中，所述控制器选在|dP/dU|大于预设阈值时，采用第一步长跟踪功率点，当|dP/dU|小于或等于预设阈值时，采用第二步长跟踪功率点，而在最大功率点处则保持太阳能电池组件输出电压不变；其中所述第一步长大于第二步长，|dP/dU|表示P-U特性曲线的斜率绝对值，P-U特性曲线为表征太阳能电池组件的输出功率与输出电压之间的关系的曲线。
本实施例中，控制器采用MPPT控制策略，先进行双轴跟踪太阳能电池组件的调整，使太阳光线保持与太阳能电池组件垂直，将太阳光能最大化利用，然后进行太阳能电池组件MPPT控制，保证太阳能电池组件工作在最大功率输出状态，将太阳能电池组件发电效率最大化。
具体地，太阳能电池组件参数检测电路，包含太阳能电池组件电压测量电路和电流测量电路，将电压测量电路和电流测量电路采集的信号送给控制器进行处理，再采用改进的变步长电导增量法进行最大功率点跟踪。
在一个示例中，MPPT控制策略具体采用改进的变步长电导增量法，其基本原理包括：
根据图3不同光照强度下太阳能电池组件输出功率P与输出电压U的特性曲线可知，在某一固定光照强度下，太阳能电池组件工作在MPP时P-U特性曲线的斜率为零。MPP左右两侧曲线的太阳能电池组件输出功率增量dP与输出电压增量dU的比值变化规律不同。在相同功率的情况下，MPP左侧曲线的|dP/dU|比右侧的数值小、变化缓，而且越接近MPP，|dP/dU|越小，越远离MPP，|dP/dU|越大。因此，改进的变步长电导增量法选取|dP/dU|为步长因子，通过设置阈值判断当前太阳能电池组件工作的功率点与最大功率点的位置和距离，选择向最大功率点趋近的方式和比例系数。当|dP/dU|大于预设阈值时，判断当前功率点与最大功率点距离较远，采用大步长(如第一步长)进行跟踪，当|dP/dU|小于或等于阈值时，判断当前功率点与最大功率点距离较近，采用小步长(如第二步长)进行跟踪，而在最大功率点处则保持太阳能电池组件输出电压不变。
在一个实施例中，所述第二电池组件参数包括充电电流信号、放电电流信号和蓄电池电压信号；
所述控制器根据蓄电池参数检测电路采集的充电电流信号、放电电流信号和蓄电池电压信号，判断蓄电池组件的工作状态，当蓄电池组件电压高于其过充保护电压时，判定蓄电池组件充电完成，关断对蓄电池组件的充电；当出现故障导致蓄电池组件充电电流高于充电保护电流或放电电流高于放电保护电流时，关断对蓄电池组件的充电或放电；当蓄电池组件电压低于过放保护电压时，关断蓄电池组件对负载的放电。
具体地，控制器内可以设有双轴跟踪调节模块、MPPT模块、蓄电池监控模块。所述双轴跟踪调节模块连接太阳光入射角检测模块，根据太阳光入射角检测模块的信号，控制双轴跟踪驱动机构去调整太阳能电池组件的方向和角度，始终使太阳光垂直照射在太阳能电池组件上；所述MPPT模块采集太阳能电池组件的电压和电流信号并进行处理，送给微控制器STM32F103RCT6采用变步长电导增量法进行最大功率点跟踪，并产生控制信号调整斩波驱动电路的控制电压，再由斩波驱动电路去调节Boost升压斩波电路驱动信号的占空比，改变Boost升压斩波电路的等效输入阻抗，由此改变太阳能电池组件的等效负载，使太阳能电池组件的内阻与等效负载相匹配，控制太阳能电池组件工作在最大功率输出点；所述蓄电池监控模块完成对蓄电池组件过充或过放的保护，根据蓄电池参数检测电路采集的蓄电池组件充电电流、放电电流和电压信号，判断蓄电池组件的工作状态，当蓄电池组件电压高于其过充保护电压时，蓄电池组件充电完成，自动关断对蓄电池组件的充电；当出现故障导致蓄电池组件充电电流高于充电保护电流或放电电流高于放电保护电流时自动关断对蓄电池组件的充电或放电；当蓄电池组件电压低于过放保护电压时，自动关断蓄电池组件对负载的放电。
优选地，控制器还可以根据本地区照明时段需求，控制LED驱动电路的开通或关断，从而控制LED灯组件通断。
优选地，控制器还设有电源模块。所述电源模块通过相关电源变换电路获得所需输入电压，给装置的所有元器件提供电源。其中所需输入电压通过电源变换电路获得，所述电源变换电路输入端连接蓄电池组件电压输出端，电源变换电路输出端连接控制器电源模块输入端。
在一个示例中，上述控制器20的主控芯片可以采用微控制器STM32F103RCT6完成相应的控制任务。控制器设有蓄电池监控模块，采集蓄电池参数检测电路测量的充电电流、放电电流和蓄电池组件电压信号，并送入微控制器STM32F103RCT6判断蓄电池组件的工作状态，当蓄电池组件电压高于它的过充保护电压时，微控制器STM32F103RCT6通过蓄电池监控模块关断对蓄电池组件的充电；当出现故障导致蓄电池组件充电电流高于充电保护电流或放电电流高于放电保护电流时，微控制器STM32F103RCT6通过蓄电池监控模块关断对蓄电池组件的充电或放电；当蓄电池组件电压低于过放保护电压时，微控制器STM32F103RCT6通过蓄电池监控模块关断蓄电池组件对负载的放电。
上述双轴跟踪太阳能路灯控制装置具有以下有益效果：
(1)相比传统的固定式太阳能电池组件供电路灯，采用了双轴跟踪调整方式最大程度的使太阳光垂直照射在太阳能电池组件上，提高太阳能的利用率。
(2)相比传统的定步长电导增量法MPPT控制策略，变步长电导增量法MPPT控制策略设置阈值判断当前功率点与最大功率点的位置，当远离最大功率点时采用大步长进行跟踪，在靠近最大功率点时采用小步长跟踪，而在最大功率点处则保持太阳能电池组件输出电压不变。MPPT控制能够快速动态寻找全局最大功率点,并提高稳态最大功率点跟踪精度，提高太阳能电池组件发电效率。
(3)在应用时具有多种检测和控制功能设置，数据处理能力强，各功能模块工作稳定可靠。
在一个实施例中，控制器的控制过程可以参考图4所示，包括：
步骤(1)系统初始化；
步骤(2)参数检测：包括太阳光线入射角检测，太阳能电池组件参数检测和蓄电池组件参数检测；
步骤(3)判断太阳光线入射角：根据四个光敏电阻阻值，通过计算判断太阳光线是否垂直照射太阳能电池组件，如不垂直则通过双轴跟踪调节模块，控制双轴跟踪驱动机构调整太阳能电池组件，使太阳光垂直照射在电池组件上，满足条件则进行下一步工作。
步骤(4)最大功率点判断：微控制器STM32F103RCT6根据太阳能电池组件参数检测电路输入的电压和电流信号，判断电池组件输出功率是否到达最大值，如不满足条件则采用变步长电导增量法控制斩波驱动电路调节Boost升压斩波电路驱动信号的占空比，改变Boost升压斩波电路的等效输入阻抗，由此改变太阳能电池组件的等效负载，使太阳能电池组件的内阻与等效负载相匹配，控制太阳能电池组件工作在最大功率输出点，满足条件则进行下一步工作。
步骤(5)蓄电池监控：根据蓄电池参数检测电路的输入信号对蓄电池组件进行过充或过放保护，同时根据本地区照明时段控制LED驱动电路进行LED灯组件通断。
在一个实施例中，为验证本发明所述MPPT控制策略的有效性和先进性，在Matlab/Simulink软件环境下建立太阳能电池模型、Boost升压斩波电路模型以及LED灯组件模型，并且建立改进的变步长电导增量法MPPT控制模型进行验证。
如图5所示，采用改进的变步长电导增量法，验证算法流程公开如下：
步骤(1)：开始初始化
步骤(2)：通过太阳能电池组件参数检测电路获取太阳能电池组件当前时刻的输出电压U(k)和输出电流I(k)，以及前一时刻的太阳能电池组件输出电压U(k-1)和输出电流I(k-1)，计算出输出电压增量dU、输出电流增量dI和输出功率增量dP，并根据dU、dI和dP的数值判断当前功率点与最大功率点的位置和距离。
步骤(3)：设置K1、K2为控制步长的阈值，当dU≠0且dI/dU>-I/U时，判断当前功率点在MPP左侧，引入|dP/dU|>K1判据来确定步长，当dU≠0且dI/dU<-I/U时，判断当前功率点在MPP右侧，引入|dP/dU|>K2的判据来确定步长，本实施例中设置的控制步长的阈值K1取2，K2取4。
步骤(4)：设置N11，N12为最大功率点左侧调整步长的比例系数，如当前功率点在MPP左侧且|dP/dU|>K1时，以N11*|dP/dU|为步长趋向最大功率点；若|dP/dU|≤K1时，以N12*|dP/dU|为步长趋向最大功率点，本实施例中设置的最大功率点左侧调整步长的比例系数N11取0.02，N12取0.002。
步骤(5)：设置N21，N22为最大功率点右侧调整步长的比例系数。当前功率点如在MPP右侧且|dP/dU|>K2时，以-N21*|dP/dU|为步长趋向最大功率点；若|dP/dU|≤K2时，以-N22*|dP/dU|为步长趋向最大功率点，本实施例中设置的最大功率点右侧调整步长的比例系数N21取0.01，N22取0.001。
步骤(6)：设置N31，N32为最大功率点左右两侧调整步长的比例系数，ΔU为固定步长，在dU＝0的情况下，若dI>0，以N31*ΔU为步长趋向最大功率点；若dI≤0，以-N32*ΔU为步长趋向最大功率点，本实施例中设置的最大功率点左右两侧调整步长的比例系数N31取0.01，N32取0.02，设置的固定步长ΔU取0.1。
步骤(7)：当dU＝0，且dI＝0时，则可认为达到最大功率点区域。
在一个示例中，图6为传统电导增量法的跟踪结果图，在温度为25℃，光照强度为800W/m2的环境条件下，起始阶段太阳能电池组件系统输出功率在0.127s时稳定至最大功率61.58W，波形振荡较大，稳定性较差；当光照强度在1s由800W/m2变到1000W/m2时，系统经过0.073s再次稳定至新的最大功率79.98W，过渡过程中振荡幅度为9.2W。
具体地，变步长电导增量法的跟踪结果图如图7所示，起始阶段系统用时0.073s将输出功率稳定在61.59W，波形振荡较小；当光照强度发生跃变时，二次跟踪到新最大功率点用时0.064s，最大输出功率稳定在最大功率79.98W，过渡过程中振荡幅度为2.6W。
跟踪结果表明，在光照强度变化的情况下，系统采用变步长电导增量法跟踪新的最大功率点所需的时间相较于传统电导增量法缩短了12.3％，振荡幅度降低了71.7％。验证了本发明所提的变步长电导增量MPPT控制策略能够快速稳定地跟踪最大功率点，能够解决传统电导增量法在稳态精度和动态响应速度之间的矛盾，在保证稳态精度的同时具有较快的响应速度。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (5)

1.一种双轴跟踪太阳能路灯控制装置，其特征在于，包括太阳能电池组件、Boost升压斩波电路、蓄电池组件、太阳能电池参数检测模块、控制器、太阳光入射角检测模块、蓄电池参数检测电路、LED驱动电路和LED灯组件；
所述太阳能电池组件将太阳能转换成电能；
所述Boost升压斩波电路的一端连接太阳能电池组件，另一端连接蓄电池组件，所述Boost升压斩波电路获取所述太阳能电池组件输出的电能，并对蓄电池组件进行充电；
所述蓄电池组件用于存储电能，并为所述LED驱动电路供电；
所述太阳能电池组件参数检测模块检测所述太阳能电池组件的第一电池组件参数，将所述第一电池参数发送至所述控制器；
所述蓄电池参数检测电路检测所述蓄电池组件的第二电池组件参数，将所述第二电池组件参数发送至所述控制器；
所述太阳光入射角检测模块获取入射至所述太阳能电池组件的太阳光的入射参数，将所述入射参数发送至所述控制器；
所述控制器根据所述入射参数，调整所述太阳能电池组件的方向和角度，使太阳光垂直照射在太阳能电池组件上；根据所述第一电池组件参数调整所述太阳能电池组件的功率，使所述太阳能电池组件工作在最大功率输出点；根据所述第二电池组件参数对所述蓄电池组件进行过充或过放保护，并根据预设的照明时段控制LED驱动电路进行LED灯组件通断。
2.根据权利要求1所述的双轴跟踪太阳能路灯控制装置，其特征在于，还包括双轴跟踪驱动机构；
所述双轴跟踪驱动机构接收所述控制器输出的旋转控制参数，根据所述旋转控制参数控制太阳能电池组件的跟踪太阳光旋转方向和角度，使太阳光垂直照射在太阳能电池组件上。
3.根据权利要求1所述的双轴跟踪太阳能路灯控制装置，其特征在于，还包括斩波驱动电路；
所述第一电池组件参数包括太阳能电池组件电压信号和太阳能电池组件电流信号；
所述控制器采集太阳能电池组件的电压信号和电流信号，采用变步长电导增量法进行最大功率点跟踪，产生电压控制信号调整斩波驱动电路的控制电压，再由斩波驱动电路调节Boost升压斩波电路驱动信号的占空比，改变Boost升压斩波电路的等效输入阻抗，由此改变太阳能电池组件的等效负载，使太阳能电池组件的内阻与等效负载相匹配，控制太阳能电池组件工作在最大功率输出点。
4.根据权利要求1所述的双轴跟踪太阳能路灯控制装置，其特征在于，所述控制器选在|dP/dU|大于预设阈值时，采用第一步长跟踪功率点，当|dP/dU|小于或等于预设阈值时，采用第二步长跟踪功率点，而在最大功率点处则保持太阳能电池组件输出电压不变；其中所述第一步长大于第二步长，|dP/dU|表示P-U特性曲线的斜率绝对值，P-U特性曲线为表征太阳能电池组件的输出功率与输出电压之间的关系的曲线。
5.根据权利要求1至4任一项所述的双轴跟踪太阳能路灯控制装置，其特征在于，所述第二电池组件参数包括充电电流信号、放电电流信号和蓄电池电压信号；
所述控制器根据蓄电池参数检测电路采集的充电电流信号、放电电流信号和蓄电池电压信号，判断蓄电池组件的工作状态，当蓄电池组件电压高于其过充保护电压时，判定蓄电池组件充电完成，关断对蓄电池组件的充电；当出现故障导致蓄电池组件充电电流高于充电保护电流或放电电流高于放电保护电流时，关断对蓄电池组件的充电或放电；当蓄电池组件电压低于过放保护电压时，关断蓄电池组件对负载的放电。
CN201911035139.9A 2019-10-29 2019-10-29 双轴跟踪太阳能路灯控制装置 Pending CN110797941A (zh)

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