專利名稱：最大功率追蹤太陽能板電壓輸出裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及太陽能電池充電技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種最大功率追蹤太陽能板電壓輸出裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)在對(duì)太陽能應(yīng)用越來越多，對(duì)太陽能轉(zhuǎn)換效率的要求也越來越高，傳統(tǒng)的太陽能充電器是把太陽能電壓直接接到電池上。假如12V太陽能板的最高輸出電壓為20V左右，最佳工作電壓(Max Power Voltage)為18V左右,如果直接把太陽能板接到電池上,那么太陽能板的輸出電壓也被拉低到12V左右，這樣太陽能板轉(zhuǎn)換效率會(huì)降低。比如使用茂迪(MOTECH)Ml56 — 174做152W 12V太陽能板(36片晶片串聯(lián))，在25攝氏度環(huán)溫時(shí)最佳工作點(diǎn)為0.524*36 = 18.86V，如果能始終保持太陽能板輸出電壓在18.86V，那么36片晶片串聯(lián)后功率為0.524V*8.14A*36 = 153.5W，如果直接將太陽能板與輸出端連接，便會(huì)將太陽能板電壓直接拉低到12V左右，那么輸出功率就被拉下到12V/36 = 0.33V，0.33*8.14A*36=96.7W，那么功率下降幅度達(dá)到(153.5 — 96.7)/96.7 = 58.7%，嚴(yán)重降低太陽能的利用率。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的主要目的在于，針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種最大功率追蹤太陽能板電壓輸出裝置，可有效提高太陽能板的輸出功率，提高太陽能的利用率。為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案。本實(shí)用新型提供一種最大功率追蹤太陽能板電壓輸出裝置，適于與太陽能板連接，將太陽能板產(chǎn)生的電壓輸出，包括主控電路和電壓輸出電路，所述主控電路與所述太陽能板連接，所述電壓輸出電路與所述主控電路連接，還包括太陽能板電壓取樣電路和電壓調(diào)節(jié)電路；所述太陽能板電壓取樣電路的輸入端并聯(lián)在所述太陽能板的兩端，輸出端與所述主控電路連接；所述電壓調(diào)節(jié)電路的輸入端接入所述主控電路，輸出端與所述電壓輸出電路連接。優(yōu)選地，所述電壓調(diào)節(jié)電路包括MOS管和儲(chǔ)能電感，所述MOS管和儲(chǔ)能電感串聯(lián)于所述電壓輸出電路，所述MOS管的柵極與所述主控電路連接，由所述主控電路控制所述柵極的電位高低。優(yōu)選地，所述太陽能板電壓取樣電路檢測所述太陽能板的電壓，并輸出一控制信號(hào)至所述主控電路，控制所述柵極的電位。優(yōu)選地，還包括溫度傳感器，所述溫度傳感器與所述主控電路連接，控制所述柵極的電位。優(yōu)選地，還包括EMI濾波電路，所述EMI濾波電路設(shè)置于所述太陽能板與電壓輸出電路之間。優(yōu)選地，所述主控電路與電壓輸出電路之間還設(shè)置有電池電壓取樣電路。[0011]優(yōu)選地，在所述EMI濾波電路與主控電路之間還設(shè)置有用于為主控電路供電的降壓穩(wěn)壓電路。本實(shí)用新型在太陽能板與主控電路之間設(shè)置太陽能板電壓取樣電路，在主控電路與電壓輸出電路之間設(shè)置電壓調(diào)節(jié)電路，使得當(dāng)太陽能板的輸出電壓變化時(shí)，可以通過太陽能板電壓取樣電路和電壓調(diào)節(jié)電路對(duì)電壓輸出電路的電壓和電流進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，使太陽能板始終以最大功率輸出，在同樣的太陽照射條件下，有效提高太陽能板的輸出功率，達(dá)到充分利用太陽能的目的。

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例中最大功率追蹤太陽能板電壓輸出裝置的方框示意圖。圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例中最大功率追蹤太陽能板電壓輸出裝置的原理示意圖。本實(shí)用新型目的的實(shí)現(xiàn)、功能特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)將結(jié)合實(shí)施例，參照附圖做進(jìn)一步說明。
具體實(shí)施方式
以下將結(jié)合附圖及具體實(shí)施例詳細(xì)說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案，以便更清楚、直觀地理解本實(shí)用新型的發(fā)明實(shí)質(zhì)。圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例中最大功率追蹤太陽能板電壓輸出裝置的方框示意圖；圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例中最大功率追蹤太陽能板電壓輸出裝置的原理示意圖。參照?qǐng)D1和圖2所示，本實(shí)施例提供一種最大功率追蹤太陽能板電壓輸出裝置100，用于與太陽能板200連接，將太陽能板200產(chǎn)生的電壓輸出，為蓄電池或可充電電池等充電。該電壓輸出裝置100主要包括主控電路I和電壓輸出電路2，主控電路I與太陽能板200連接，用于控制太陽能板200的放電過程，電壓輸出電路2與主控電路I連接，用于將太陽能板200輸出的電壓加載到蓄電池或可充電電池的兩端，為其充電，將電能儲(chǔ)存。本實(shí)施例的電壓輸出裝置100還包括太陽能板電壓取樣電路3和電壓調(diào)節(jié)電路4，太陽能電板電壓取樣電路3的輸入端并聯(lián)在太陽能板200的兩端，用于對(duì)太陽能板200的輸出電壓進(jìn)行實(shí)時(shí)采樣，輸出端與主控電路I連接，用于根據(jù)采樣結(jié)果，輸出一控制信號(hào)到主控電路I。電壓調(diào)節(jié)電路4的輸入端接入上述主控電路I，輸出端與電壓輸出電路2連接，將調(diào)節(jié)后的電壓輸出至電壓輸出電路2。具體地，電壓調(diào)節(jié)電路4包括MOS管Q2和儲(chǔ)能電感LI，其中，MOS管Q2和儲(chǔ)能電感LI串聯(lián)于電壓輸出電路上2，且MOS管Q2的柵極與主控電路I連接，由主控電路I控制柵極的電位高低，而源極和漏極分別與太陽能板200和電壓輸出電路2連接，用于控制電壓輸出電路2與太陽能板200之間的通與斷，實(shí)現(xiàn)電壓的輸出控制。 同時(shí)，太陽能板電壓取樣電路3檢測太陽能板200的輸出電壓，并根據(jù)該輸出電壓的大小，輸出上述控制信號(hào)至主控電路I，通過主控電路I控制MOS管Q2柵極的電位。具體原理參照?qǐng)D2所示，假設(shè)太陽能板200的規(guī)格為12V，當(dāng)太陽能板電壓取樣電路3檢測到太陽能板200的輸出電壓高于某預(yù)定值(如18.7V)時(shí)，輸出一個(gè)高電位到主控電路I，此時(shí)主控電路I輸出的PWM占空比變大，使得MOS管Q2的導(dǎo)通時(shí)間變長，儲(chǔ)能電感LI儲(chǔ)存的能量變大，使輸出電壓變大，蓄電池或可充電電池的充電電流也相應(yīng)變大，此時(shí)，由于太陽能板200的輸出功率不變，太陽能板200的輸出電壓會(huì)下降，當(dāng)該電壓低于某預(yù)定值(如18.5V)時(shí)，主控電路I使輸出的PWM占空比變小，使得MOS管Q2的導(dǎo)通時(shí)間變短，儲(chǔ)能電感LI儲(chǔ)存的能量變小，使輸出電壓變小，電流也相應(yīng)變小。當(dāng)充電電流變小時(shí)，太陽能板200的輸出電壓又會(huì)上升，當(dāng)電壓上升到上述預(yù)定值(18.7V)時(shí)，主控電路I使輸出的PWM占空比又變大，……如此反復(fù)，最后使得太陽能板200的輸出電壓始終保持在設(shè)定的電壓范圍之內(nèi)，并始終保持太陽能板200輸出Max Power Voltage,從而使太陽能板200始終保持最高功率輸出。當(dāng)然，上述Max Power Voltage會(huì)受到溫度的影響,可以預(yù)先設(shè)定某一溫度條件下，太陽能板200的輸出電壓為多大時(shí),輸出功率可達(dá)最大,將該電壓值保存在主控電路I中。也可設(shè)定當(dāng)太陽能板200的輸出電壓降為多少時(shí)，主控電路I輸出的PWM占空比變大，也將該電壓值保存在主控電路I中，為便于簡化電路，本實(shí)施例的主控電路I可以采用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)上述功能。此外，本實(shí)施例還包括溫度傳感器5，該溫度傳感器5與主控電路I連接，用于檢測太陽能板200的溫度，并根據(jù)太陽能板200的溫度控制MOS管Q2柵極的電位，以改變MOS管Q2的導(dǎo)通時(shí)間，從而使太陽能板的輸出電壓保持在能使太陽能板達(dá)到最高輸出功率的數(shù)值范圍內(nèi)。為了減小電壓沖擊，本實(shí)施例還包括EMI濾波電路6，該EMI濾波電路6設(shè)置于太陽能板200與電壓輸出電路2之間，使電壓輸出電路2所輸出的電壓盡可能地恒定。同時(shí)，在EMI濾波電路6與主控電路I之間還可設(shè)置有降壓穩(wěn)壓電路7，以用于為上述單片機(jī)供電，省去額外的供電電源。本實(shí)施例還可在主控電路I與電壓輸出電路2之間設(shè)置電池電壓取樣電路8，在電壓輸出電路2的兩端跨接一 MOS管Ql，用于對(duì)電壓輸出電路2最終輸出的電壓進(jìn)行檢測，若檢測到的電壓高于預(yù)定數(shù)值，則電池電壓取樣電路8輸出一個(gè)控制信號(hào)至主控電路I，由主控電路I控制MOS管Ql的導(dǎo)通，使上述電壓降低。反之，則控制MOS管Ql，使上述電壓升聞。綜上所述，本實(shí)用新型在太陽能板與主控電路之間設(shè)置太陽能板電壓取樣電路，在主控電路與電壓輸出電路之間設(shè)置電壓調(diào)節(jié)電路，使得當(dāng)太陽能板的輸出電壓變化時(shí)，可以通過太陽能板電壓取樣電路和電壓調(diào)節(jié)電路對(duì)電壓輸出電路的電壓和電流進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，使太陽能板始終以最大功率輸出，在同樣的太陽照射條件下，有效提高太陽能板的輸出功率，達(dá)到充分利 用太陽能的目的。以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，并非因此限制其專利范圍，凡是利用本實(shí)用新型說明書及附圖內(nèi)容所作的等效電路結(jié)構(gòu)變換，直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本實(shí)用新型的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種最大功率追蹤太陽能板電壓輸出裝置，適于與太陽能板連接，將太陽能板產(chǎn)生的電壓輸出，包括主控電路和電壓輸出電路，所述主控電路與所述太陽能板連接，所述電壓輸出電路與所述主控電路連接，其特征在于:還包括太陽能板電壓取樣電路和電壓調(diào)節(jié)電路；所述太陽能板電壓取樣電路的輸入端并聯(lián)在所述太陽能板的兩端，輸出端與所述主控電路連接；所述電壓調(diào)節(jié)電路的輸入端接入所述主控電路，輸出端與所述電壓輸出電路連接。
2.如權(quán)利要求1所述的電壓輸出裝置，其特征在于:所述電壓調(diào)節(jié)電路包括MOS管和儲(chǔ)能電感，所述MOS管和儲(chǔ)能電感串聯(lián)于所述電壓輸出電路，所述MOS管的柵極與所述主控電路連接，由所述主控電路控制所述柵極的電位高低。
3.如權(quán)利要求2所述的電壓輸出裝置，其特征在于:所述太陽能板電壓取樣電路檢測所述太陽能板的電壓，并輸出一控制信號(hào)至所述主控電路，控制所述柵極的電位。
4.如權(quán)利要求3所述的電壓輸出裝置，其特征在于:還包括溫度傳感器，所述溫度傳感器與所述主控電路連接，控制所述柵極的電位。
5.如權(quán)利要求廣4中任一項(xiàng)所述的電壓輸出裝置，其特征在于:還包括EMI濾波電路，所述EMI濾波電路設(shè)置于所述太陽能板與電壓輸出電路之間。
6.如權(quán)利要求廣4中任一項(xiàng)所述的電壓輸出裝置，其特征在于:所述主控電路與電壓輸出電路之間還設(shè)置有電池電壓取樣電路。
7.如權(quán)利要求5所述的電壓輸出裝置，其特征在于:在所述EMI濾波電路與主控電路之間還設(shè)置有用于為主控電路供電的降壓穩(wěn)壓電路。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種最大功率追蹤太陽能板電壓輸出裝置，包括主控電路和電壓輸出電路，主控電路與太陽能板連接，電壓輸出電路與主控電路連接，還包括太陽能板電壓取樣電路和電壓調(diào)節(jié)電路；太陽能板電壓取樣電路的輸入端并聯(lián)在太陽能板的兩端，輸出端與主控電路連接；電壓調(diào)節(jié)電路的輸入端接入主控電路，輸出端與電壓輸出電路連接。本實(shí)用新型通過太陽能板電壓取樣電路和電壓調(diào)節(jié)電路對(duì)電壓輸出電路的電壓和電流進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，使太陽能板始終以最大功率輸出，在同樣的太陽照射條件下，有效提高太陽能板的輸出功率，達(dá)到充分利用太陽能的目的。
文檔編號(hào)G05F1/67GK203025602SQ20132001006
公開日2013年6月26日 申請(qǐng)日期2013年1月9日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月9日
發(fā)明者周鳳金 申請(qǐng)人:深圳市索源科技有限公司