專利名稱：自帶mppt模塊的光伏組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光伏組件，屬于太陽能光伏并網(wǎng)設(shè)備領(lǐng)域。
技術(shù)背景
傳統(tǒng)光伏系統(tǒng)是采用十到數(shù)百個光伏組件串并聯(lián)建立起來的。通常由多個電池 組件先進(jìn)行串聯(lián)形成光伏組件串，再將串通過并聯(lián)形成光伏陣列，再連接到逆變器上。 該逆變器對整個陣列實現(xiàn)最大功率跟蹤，收集電能并將直流轉(zhuǎn)換為交流連接到電網(wǎng)上。
傳統(tǒng)光伏系統(tǒng)效率較低。當(dāng)幾個光伏組件串聯(lián)時，每個都有一個稍微不同的最 大功率電流，這個串聯(lián)系統(tǒng)就不能使得每個組件輸出最優(yōu)功率電流，從而造成不匹配損 耗。當(dāng)面板上出現(xiàn)部分遮擋問題時，電池性能降低，也會造成上述不匹配問題。由于匹 配的要求，使得在系統(tǒng)設(shè)計和屋頂利用上也存在一定局限性，同時增加了系統(tǒng)改造和擴(kuò) 建的難度。另外，由于數(shù)據(jù)只能從逆變器中取得，使得該系統(tǒng)只能對總的輸出功率進(jìn)行 監(jiān)測，不能具體到陣列中的個體單元，這給系統(tǒng)維護(hù)和故障檢修帶來了很大困難。發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的針對上述現(xiàn)有存在的問題和不足，本發(fā)明提供了一種自帶MPPT(最 大功率點跟蹤)控制器的光伏組件，可提高光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的效率，使各光伏組件都能實 現(xiàn)最大功率輸出。
技術(shù)方案為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為一種自帶MPPT 控制器的光伏組件，其特征在于包括光伏電池組和MPPT控制器，所述MPPT控制器 包括A/D轉(zhuǎn)換模塊、A/D控制模塊、MPPT模塊、PWM模塊、電橋驅(qū)動模塊和DC/DC 模塊；所述A/D轉(zhuǎn)換模塊輸入端輸入光伏電池組電壓和電流數(shù)據(jù)，A/D轉(zhuǎn)換模塊的輸出 端連接控制所述A/D轉(zhuǎn)換模塊對電壓和電流數(shù)據(jù)的采樣的A/D控制模塊的輸入端；所述 MPPT模塊的輸入端連接A/D控制模塊的輸出端，MPPT模塊的輸出端連接PWM模塊的 輸入端；所述電橋驅(qū)動模塊的輸入端連接PWM模塊的輸出端，電橋驅(qū)動模塊的輸出端 連接輸出電壓信號的DC/DC模塊。所述A/D控制模塊、MPPT模塊和PWM模塊可通 過FPGA模塊實現(xiàn)。
所述A/D轉(zhuǎn)換模塊可選用一個8位ADC (模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器)芯片，實現(xiàn)對太 陽能電池板電壓和電流數(shù)據(jù)的采集。
所述DC/DC模塊可由4個MOSFET管電橋構(gòu)成，通過控制每個MOSFET管的導(dǎo)通時間，來實現(xiàn)升壓比例的自動調(diào)節(jié)。
為了能準(zhǔn)確了解每個組件的電壓電流狀態(tài)，還包括通訊模塊和SPI接口；所述 通訊模塊的輸入端連接所述A/D控制模塊的輸出端；所述通訊模塊的輸出端連接SPI接 口。該通訊模塊將所述A/D控制模塊輸出的電壓和電流信號通過SPI接口送到外界監(jiān)測站點。
有益效果本發(fā)明自帶MPPT模塊的光伏組件中內(nèi)置了 MPPT模塊，能使每個光伏組件輸出都保持在最大功率點，有效提高了光伏系統(tǒng)的效率；并且在每個光伏組件 都加入了通訊模塊監(jiān)測A/D控制模塊的輸出信號，將監(jiān)測細(xì)化到組件級別，為系統(tǒng)維護(hù) 和故障排除帶來了方便。


圖1為本發(fā)明光伏組件的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖和具體實施例，進(jìn)一步闡明本發(fā)明，應(yīng)理解這些實施例僅用于說 明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍，在閱讀了本發(fā)明之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對本發(fā)明 的各種等價形式的修改均落于本申請所附權(quán)利要求所限定的范圍。
如圖1所示，本發(fā)明自帶MPPT模塊的光伏組件，包括一個8位ADC芯片、A/D 控制模塊、MPPT模塊、PWM模塊、電橋驅(qū)動模塊、DC/DC模塊；所述8位ADC芯片 的輸入端采集光伏電池組的電壓和電流值；所述A/D控制模塊控制8位ADC芯片對所述 電壓和電流數(shù)據(jù)的采樣，并將采樣得到的電壓和電流值輸入到MPPT模塊中；所述MPPT 模塊計算輸入的電壓和電流值，追蹤到功率最大點的電壓和電流值，進(jìn)而控制PWM模 塊中PWM輸出波形占空比；所述PWM模塊通過電橋驅(qū)動模塊控制DC/DC模塊中4個 MOSFET管的導(dǎo)通時間，從而自動調(diào)整DC/DC的升壓比；和A/D控制模塊輸出端相連 的通訊模塊采集到A/D控制模塊輸出的信號，通過SPI接口送到外界監(jiān)測站點，實現(xiàn)對 光伏組件輸出電壓電流的監(jiān)測功能。
權(quán)利要求
1.一種自帶MPPT控制器的光伏組件，其特征在于包括光伏電池組和MPPT控制 器，所述MPPT控制器包括A/D轉(zhuǎn)換模塊、A/D控制模塊、MPPT模塊、PWM模塊、 電橋驅(qū)動模塊和DC/DC模塊；所述A/D轉(zhuǎn)換模塊輸入端輸入光伏電池組電壓和電流數(shù) 據(jù)，A/D轉(zhuǎn)換模塊的輸出端連接控制所述A/D轉(zhuǎn)換模塊對電壓和電流數(shù)據(jù)的采樣的A/ D控制模塊的輸入端；所述MPPT模塊的輸入端連接A/D控制模塊的輸出端，MPPT模 塊的輸出端連接PWM模塊的輸入端；所述電橋驅(qū)動模塊的輸入端連接PWM模塊的輸出 端，電橋驅(qū)動模塊的輸出端連接輸出電壓信號的DC/DC模塊。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述 自帶MPPT模塊的光伏組件，其特征在于所述A/D轉(zhuǎn)換模塊為一個8位ADC芯片。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述自帶MPPT模塊的光伏組件，其特征在于所述DC/DC模塊 由4個MOSFET管電橋構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述自帶MPPT模塊的光伏組件，其特征在于還包括通訊模塊 和SPI接口 ；所述通訊模塊的輸入端連接所述A/D控制模塊的輸出端；所述通訊模塊的 輸出端連接SPI接口。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種自帶MPPT控制器的光伏組件，包括光伏電池組和MPPT控制器，所述MPPT控制器包括A/D轉(zhuǎn)換模塊、A/D控制模塊、MPPT模塊、PWM模塊、電橋驅(qū)動模塊和DC/DC模塊；A/D轉(zhuǎn)換模塊輸入端輸入光伏電池組電壓和電流數(shù)據(jù)，A/D轉(zhuǎn)換模塊的輸出端連接A/D控制模塊的輸入端；MPPT模塊的輸入端連接A/D控制模塊的輸出端，MPPT模塊的輸出端連接PWM模塊的輸入端；電橋驅(qū)動模塊的輸入端連接PWM模塊的輸出端，電橋驅(qū)動模塊的輸出端連接輸出電壓信號的DC/DC模塊。本發(fā)明內(nèi)置了MPPT模塊，能使每個光伏組件輸出都保持在最大功率點，有效提高了光伏系統(tǒng)的效率。
文檔編號H02N6/00GK102025291SQ20101059627
公開日2011年4月20日 申請日期2010年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月20日
發(fā)明者王寶安, 王玉, 路學(xué)剛 申請人:東南大學(xué)