一種簡(jiǎn)化的蓄電池充電MPPT控制電路制造技術(shù)

一種簡(jiǎn)化的蓄電池充電MPPT控制電路，涉及新能源控制與應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，包括太陽(yáng)能降壓型電路或者太陽(yáng)能升壓型電路，以上兩種電路包括轉(zhuǎn)換前側(cè)電路和轉(zhuǎn)換后側(cè)電路，通過(guò)在轉(zhuǎn)換后側(cè)電路中串接電流采樣電路，由于在采樣周期內(nèi)，蓄電池的電壓波動(dòng)不大，故計(jì)算輸出功率時(shí)，只需要檢測(cè)轉(zhuǎn)換后側(cè)電路流過(guò)該儲(chǔ)能電感的電流，即可尋找到當(dāng)前太陽(yáng)能輸出的最大功率點(diǎn)，與現(xiàn)有技術(shù)將電流采樣電路設(shè)置于太陽(yáng)能輸入端，計(jì)算輸出功率時(shí)需同時(shí)檢測(cè)太陽(yáng)能的輸入電壓及回路的電流相比，不僅簡(jiǎn)化了軟件設(shè)計(jì)程序和硬件電路結(jié)構(gòu)，提高了MPPT運(yùn)算速度和準(zhǔn)確度，還避免了多一個(gè)有誤差的采樣量（蓄電池電壓采樣）進(jìn)入?yún)⑴c功率計(jì)算從而放大誤差結(jié)果，導(dǎo)致對(duì)MPPT的控制不準(zhǔn)確。（*該技術(shù)在2022年保護(hù)過(guò)期，可自由使用*）

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本申請(qǐng)涉及新能源控制與應(yīng)用
，特別涉及一種簡(jiǎn)化的蓄電池充電MPPT控制電路。
技術(shù)介紹
在當(dāng)今傳統(tǒng)能源石油、煤炭、天然氣等日漸緊張，甚至引發(fā)國(guó)家或地區(qū)間政治斗爭(zhēng)的迫切現(xiàn)實(shí)面前，發(fā)達(dá)國(guó)家率先在探索新能源技術(shù)方面作出了卓有成效的革新，預(yù)示著新一輪技術(shù)變革即將到來(lái)。太陽(yáng)能作為新能源的重要組成部分，也是被公認(rèn)的人類(lèi)可以取之不盡用之不竭的新型能源之一。但由于技術(shù)的局限性，太陽(yáng)能真正轉(zhuǎn)換成人們可以利用的電能或熱能只有百分之十幾，因而對(duì)于它的能量流向控制就一點(diǎn)也不能馬虎。傳統(tǒng)MPPT (最大功率點(diǎn)跟蹤)控制的電池充電器通常是采用擾動(dòng)法(即改變驅(qū)動(dòng) 脈寬通過(guò)電流電壓采樣的乘積進(jìn)行左右小范圍內(nèi)的功率比較，以尋找最大功率點(diǎn))，對(duì)蓄電池充電時(shí)還引進(jìn)了一個(gè)電壓采樣，經(jīng)過(guò)乘積的運(yùn)算，判斷出最大功率點(diǎn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本申請(qǐng)的目的在于避免現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處而提供一種簡(jiǎn)化的蓄電池充電MPPT控制電路，該簡(jiǎn)化的蓄電池充電MPPT控制電路不僅簡(jiǎn)化了軟件設(shè)計(jì)程序和硬件電路結(jié)構(gòu)，提高了 MPPT運(yùn)算速度和準(zhǔn)確度，還避免了多一個(gè)有誤差的采樣量(蓄電池電壓采樣)進(jìn)入?yún)⑴c功率計(jì)算從而放大誤差結(jié)果，導(dǎo)致對(duì)MPPT的控制不準(zhǔn)確。為此給出一種簡(jiǎn)化的電池充電MPPT控制電路，一種簡(jiǎn)化的蓄電池充電MPPT控制電路，包括太陽(yáng)能降壓型電路或者太陽(yáng)能升壓型電路，包括電流采樣電路，太陽(yáng)能降壓型電路或者太陽(yáng)能升壓型電路均包括轉(zhuǎn)換前側(cè)電路和轉(zhuǎn)換后側(cè)電路，電流采樣電路串接在轉(zhuǎn)換后側(cè)電路中。電流采樣電路為電流采樣電阻。太陽(yáng)能降壓型電路包括太陽(yáng)能輸入正端S+、太陽(yáng)能輸入負(fù)端S-、二極管D1、電容Cl、脈沖寬度調(diào)制器PWMl、二極管D2、儲(chǔ)能電感LI、電流采樣電阻R1、電容C2和蓄電池；電容Cl的一端分別與太陽(yáng)能輸入正端S+、二極管D2的負(fù)極、電容C2的一端和蓄電池的正極連接，電容Cl的另一端分別與太陽(yáng)能輸入負(fù)端S-、脈沖寬度調(diào)制器PWMl的一端連接，脈沖寬度調(diào)制器PWMl的另一端與二極管D2的正極、儲(chǔ)能電感LI的一端連接，儲(chǔ)能電感的另一端與電流采樣電阻Rl的一端連接，電流采樣電阻Rl的另一端與電容C2、蓄電池的負(fù)極連接，脈沖寬度調(diào)制器PWMl的控制端由外部設(shè)備控制。太陽(yáng)能升壓型電路包括太陽(yáng)能輸入正端S+、太陽(yáng)能輸入負(fù)端S-、二極管D3、電容C3、儲(chǔ)能電感L2、脈沖寬度調(diào)制器PWM2、脈沖寬度調(diào)制器PWM3、二極管D4、電流采樣電阻R2、電容C4和蓄電池；電容C3的一端分別與太陽(yáng)能輸入正端S+、儲(chǔ)能電感L2連接，儲(chǔ)能電感L2的另一端分別與脈沖寬度調(diào)制器PWM2的一端、二極管D4的正極連接，二極管D4的負(fù)極與電容C4的一端、蓄電池的正極連接，電容C3的另一端與二極管D3的正極、脈沖寬度調(diào)制器PWM3的一端連接，二極管D3的負(fù)極與太陽(yáng)能輸入負(fù)端S-連接，脈沖寬度調(diào)制器PWM3的另一端與脈沖寬度調(diào)制器PWM2的一端、電流采樣電阻R2的一端連接，電流采樣電阻R2的另一端與電容C4的另一端、蓄電池的負(fù)極連接，脈沖寬度調(diào)制器PWM2和脈沖寬度調(diào)制器PWM3的控制端分別由外部設(shè)備控制。本申請(qǐng)的一種簡(jiǎn)化的蓄電池充電MPPT控制電路的有益效果是，通過(guò)在轉(zhuǎn)換后側(cè)電路中串接電流采樣電路，由于在采樣周期內(nèi)，對(duì)蓄電池充電的過(guò)程中，蓄電池的電壓增加緩慢，其電壓波動(dòng)不大，故計(jì)算輸出功率時(shí)，只需要檢測(cè)轉(zhuǎn)換后側(cè)電路流過(guò)該儲(chǔ)能電感的電流，即可尋找到當(dāng)前太陽(yáng)能輸出的最大功率點(diǎn)，與現(xiàn)有技術(shù)將電流采樣電路設(shè)置于轉(zhuǎn)換前側(cè)電路，計(jì)算輸出功率時(shí)需同時(shí)檢測(cè)太陽(yáng)能的輸入電壓及回路的電流相比，不僅簡(jiǎn)化了軟件設(shè)計(jì)程序和硬件電路結(jié)構(gòu)，提高了 MPPT運(yùn)算速度和準(zhǔn)確度，還避免了多一個(gè)有誤差的采樣量(蓄電池電壓采樣)進(jìn)入?yún)⑴c功率計(jì)算從而放大誤差結(jié)果，導(dǎo)致對(duì)MPPT的控制不準(zhǔn)確。 附圖說(shuō)明圖I是一種簡(jiǎn)化的電池充電MPPT控制電路的實(shí)施例I的電路圖圖2是一種簡(jiǎn)化的電池充電MPPT控制電路的實(shí)施例2的電路圖具體實(shí)施方式實(shí)施例I。本實(shí)施例的一種簡(jiǎn)化的蓄電池充電MPPT控制電路如圖I所示，一種簡(jiǎn)化的蓄電池充電MPPT控制電路，包括太陽(yáng)能降壓型電路或者太陽(yáng)能升壓型電路，包括電流采樣電路，太陽(yáng)能降壓型電路或者太陽(yáng)能升壓型電路包括轉(zhuǎn)換前側(cè)電路和轉(zhuǎn)換后側(cè)電路，電流采樣電路串接在轉(zhuǎn)換后側(cè)電路中。在本實(shí)施例中，電流采樣電路為電流采樣電阻。太陽(yáng)能降壓型電路包括太陽(yáng)能輸入正端S+、太陽(yáng)能輸入負(fù)端S-、二極管D1、電容Cl、脈沖寬度調(diào)制器PWMl、二極管D2、儲(chǔ)能電感LI、電流采樣電阻R1、電容C2和蓄電池；電容Cl的一端分別與太陽(yáng)能輸入正端S+、二極管D2的負(fù)極、電容C2的一端和蓄電池的正極連接，電容Cl的另一端分別與太陽(yáng)能輸入負(fù)端S-、脈沖寬度調(diào)制器PWMl的一端連接，脈沖寬度調(diào)制器PWMl的另一端與二極管D2的正極、儲(chǔ)能電感LI的一端連接，儲(chǔ)能電感的另一端與電流采樣電阻Rl的一端連接，電流采樣電阻Rl的另一端與電容C2、蓄電池的負(fù)極連接，脈沖寬度調(diào)制器PWMl的控制端由外部設(shè)備控制。在本實(shí)施例中，如圖I所示，轉(zhuǎn)換前側(cè)電路是二極管D2左側(cè)的電路，轉(zhuǎn)換后側(cè)電路指二極管D2右側(cè)的電路。利用本實(shí)施例的太陽(yáng)能降壓型電路實(shí)現(xiàn)對(duì)蓄電池充電的MPPT控制的方法包括以下步驟步驟I)改變脈沖寬度調(diào)制器PWMl的占空比，并短時(shí)間內(nèi)穩(wěn)定在該占空比工作；步驟2)對(duì)電流采樣電阻Rl兩端的電壓進(jìn)行采樣、計(jì)算流過(guò)電感LI的輸出電流；步驟3)在100-500ms的采樣周期內(nèi)，通過(guò)比較流過(guò)電感LI電流的大小，即可尋找到當(dāng)前太陽(yáng)能輸出的最大功率點(diǎn)，并時(shí)刻穩(wěn)定在該太陽(yáng)能輸出最大功率點(diǎn)附近工作；步驟4 )通過(guò)繼續(xù)擾動(dòng)觀測(cè)，重復(fù)上述步驟I)至3 )，就可以實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能對(duì)蓄電池充電的MPPT控制。本實(shí)施例的一種簡(jiǎn)化的蓄電池充電MPPT控制電路和方法，其設(shè)計(jì)目的基于以下分析蓄電池選取12V100AH鉛酸蓄電池，設(shè)定MPPT采樣計(jì)算周期為200ms。通過(guò)查閱該蓄電池技術(shù)手冊(cè)可知，當(dāng)蓄電池以最大0.25C (即100AH容量時(shí)以25A電流充電)充電時(shí)，蓄電池容量從0% (10. 5V)上升至80% (12. 7V)的階段是電池電壓變化最快的時(shí)段，也是接近固定斜率的電壓上升過(guò)程，這個(gè)過(guò)程需要4個(gè)小時(shí)。通過(guò)計(jì)算電壓隨時(shí)間的變化率為I.53*1(T4 V/s，那么 MPPT采樣計(jì)算周期內(nèi)的電壓變化為 200ms*l. 53*1(T4 V/s = 3. 1*1(T5 V，電池電壓采樣還需通過(guò)采樣電路成比例縮小，已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于AD采樣基準(zhǔn)電壓為5V、精度為16位所能檢測(cè)到的精度(5V/65536 = 7. 6*10_5 V)了，所以極短時(shí)間內(nèi)的蓄電池電壓變化可 忽略不計(jì)，充電功率大小只需判斷電感輸出電流即可。現(xiàn)有技術(shù)的電流采樣電路，一般設(shè)置于太陽(yáng)能輸入端，由于太陽(yáng)能的電壓的波動(dòng)的，因此計(jì)算輸出功率時(shí)需同時(shí)對(duì)太陽(yáng)能的電壓和電流進(jìn)行采樣，再將太陽(yáng)能的電壓和電流進(jìn)行乘積得到；而將電流采樣電路與蓄電池串接，計(jì)算輸出功率時(shí)是利用蓄電池兩端的電壓和采樣電流的乘積得到，由于蓄電池在采樣周期內(nèi)的波動(dòng)不大，因此計(jì)算輸出功率時(shí)，只需要檢測(cè)流過(guò)該儲(chǔ)能電感的電流即可。對(duì)于太陽(yáng)能降壓型電路(即BUCK電路)，太陽(yáng)能輸入端的電壓大于蓄電池兩端的電壓，由于儲(chǔ)能電感LI前后的功率相同，故在采樣周期內(nèi)，現(xiàn)有技術(shù)的電流采樣電路的接法將導(dǎo)本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種簡(jiǎn)化的蓄電池充電MPPT控制電路，包括太陽(yáng)能降壓型電路或者太陽(yáng)能升壓型電路，包括電流采樣電路，太陽(yáng)能降壓型電路或者太陽(yáng)能升壓型電路包括轉(zhuǎn)換前側(cè)電路和轉(zhuǎn)換后側(cè)電路，其特征是，電流采樣電路串接在轉(zhuǎn)換后側(cè)電路中。

【技術(shù)特征摘要】

【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：鄭少忠，宋青華，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：廣東易事特電源股份有限公司，
類(lèi)型：實(shí)用新型
國(guó)別省市：