一種mppt模塊、mppt控制器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種MPPT模塊、MPPT控制器；其中，MPPT模塊應(yīng)用于太陽能控制器（MPPT控制器），其包括主功率電路、驅(qū)動電路以及開關(guān)電路。MPPT控制器包括該MPPT模塊。本實用新型相對于目前僅以太陽能電池板的輸出電壓為參照的方式，更具合理性，使得太陽能電池板對蓄電池的充電效率更高。另外，本實用新型提供的MPPT控制器結(jié)構(gòu)簡單，功能全面，具備過流保護和溫度保護，提高了實用性和安全性。
【專利說明】
一種MPPT模塊、MPPT控制器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本實用新型涉及一種光伏電源技術(shù)，更具體地說，它涉及一種MPPT模塊、MPPT控制器?！颈尘凹夹g(shù)】[〇〇〇2] MPPT控制器的全稱“最大功率點跟蹤”(MaximumPowerPointTracking)太陽能控制器，是傳統(tǒng)太陽能充放電控制器的升級換代產(chǎn)品。該控制器能夠?qū)崟r偵測太陽能板的發(fā)電電壓，并追蹤最高電壓電流值，使系統(tǒng)以最高的效率對蓄電池進行充電。然而，目前市面上的MPPT控制器，其在MPPT模塊的電路設(shè)計上并不合理，導(dǎo)致傳輸效率不高，因此，有必要進行改進?！緦嵱眯滦蛢?nèi)容】
[0003]針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本實用新型的第一個發(fā)明目的在于提供一種MPPT模塊，具有傳輸效率高的特點。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供了如下技術(shù)方案:
[0005]—種MPPT模塊，應(yīng)用于太陽能控制器，包括主功率電路、驅(qū)動電路以及開關(guān)電路；
[0006]主功率電路，包括:
[0007]太陽能電池板控制單元，用于控制主功率電路與太陽能電池板之間的導(dǎo)通和斷開；
[0008]功率控制單元，用于控制對蓄電池的充電功率；
[0009]蓄電池控制單元，用于控制蓄電池的充放電；
[0010]負載輸出單元，用于控制太陽能電池板或蓄電池對負載供電；
[0011]電壓檢測單元，用于檢測太陽能電池板的輸出電壓和蓄電池的工作電壓；
[0012]電流檢測單元，用于檢測太陽能電池板的輸出電流，并發(fā)送至太陽能控制器的主控模塊；
[0013]驅(qū)動電路響應(yīng)于由主控模塊發(fā)出的PWM控制信號，以驅(qū)動功率控制單元工作；
[0014]開關(guān)電路響應(yīng)于由主控模塊發(fā)出的控制信號，以分別控制太陽能電池板控制單元、蓄電池控制單元、負載輸出單元工作。
[0015]進一步的，所述驅(qū)動電路采用型號為HIP2102的P麗專用芯片。[〇〇16]進一步的，所述開關(guān)電路包括:
[0017]第一開關(guān)單元，響應(yīng)于來自主控模塊的第一控制信號，以控制太陽能電池板控制單元工作；
[0018]第二開關(guān)單元，響應(yīng)于來自主控模塊的第二控制信號，以控制蓄電池控制單元工作；
[0019]第三控制單元，響應(yīng)于來自主控模塊的第三控制信號，以控制負載輸出單元工作。
[0020]進一步的，所述MPPT模塊還包括過流保護電路;所述過流保護電路包括:
[0021]第一電流檢測單元，用于檢測電池的輸出電流；[〇〇22]第二電流檢測單元，用于檢測負載的供電電流；
[0023]過流保護芯片，耦接于第一電流檢測單元和第二電流檢測單元的輸出端，用于在電池的輸出電流或負載的供電電流超限時，向主控模塊輸出相應(yīng)的過流信號。[〇〇24]進一步的，所述過流保護芯片采用AS358M。[〇〇25]本實用新型的另一個目的在于提供一種MPPT控制器，具有傳輸效率高的特點。
[0026]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供了如下技術(shù)方案:[〇〇27] 一種MPPT控制器，包括主控模塊，還包括上述方案中所述的MPPT模塊。
[0028]進一步的，還包括紅外模塊，所述紅外模塊與主控模塊耦接。
[0029]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的優(yōu)點是:主控模塊基于太陽能電池板的輸出電壓和輸出電流，以及蓄電池的工作電壓，輸出相應(yīng)PWM信號，并通過驅(qū)動電路，控制主功率電路工作，相對于目前僅以太陽能電池板的輸出電壓為參照的方式，更具合理性，使得太陽能電池板對蓄電池的充電效率更高。另外，本實用新型提供的MPPT控制器結(jié)構(gòu)簡單，功能全面， 具備過流保護和溫度保護，提高了實用性和安全性?！靖綀D說明】
[0030]圖1為本實用新型中主功率電路的電路圖；
[0031]圖2為本實用新型中開關(guān)電路的電路圖；
[0032]圖3A為本實用新型中驅(qū)動電路的電路圖；[〇〇33]圖3B為本實用新型中過流保護芯片的電路圖；[〇〇34]圖4為本實用新型中MPPT控制器的總電路圖。[〇〇35] 附圖標記:100、主功率電路，110、太陽能電池板控制單元，120、功率控制單元， 130、蓄電池控制單元，140、負載輸出單元，151、第一電壓檢測單元，152、第二電壓檢測單元，160、電流檢測單元，200、開關(guān)電路，210、第一開關(guān)單元，220、第二開關(guān)單元，230、第三開關(guān)單元，300、驅(qū)動電路，400、過流保護電路?！揪唧w實施方式】
[0036]下面結(jié)合實施例及附圖，對本實用新型作進一步的詳細說明，但本實用新型的實施方式不僅限于此。[〇〇37] 實施例一:[〇〇38] 參照圖1，一種MPPT模塊，包括主功率電路100、驅(qū)動電路300以及開關(guān)電路200; [〇〇39] 參照圖2，主功率電路100包括太陽能電池板控制單元110、功率控制單元120、蓄電池控制單元130、負載輸出單元140、電壓檢測單元以及電流檢測單元160;其中，太陽能電池板控制單元110包括M0S管Q1和電阻R3,其電路連接關(guān)系如圖2所示，M0S管Q1的通斷由第一開關(guān)信號DRQ1控制，從而實現(xiàn)控制太陽能電池板的接入和切斷。
[0040]負載輸出單元140包括M0S管Q2和電阻R6,連接關(guān)系如圖1所示，M0S管Q2的通斷由第二開關(guān)信號DRQ2控制，從而控制實現(xiàn)主功率電路100是否對負載輸出工作電壓。[〇〇41 ] 功率控制單元120包括M0S管Q3、電阻R7、電阻R8、M0S管Q4、電阻R10以及電感L1，連接關(guān)系如圖1所示；其中，M0S管Q3的通斷由第一調(diào)整信號H0控制，M0S管Q4的通斷由第二調(diào)整信號L0控制。[〇〇42]蓄電池控制單元130包括M0S管Q5和電阻R13,連接關(guān)系如圖1所示，M0S管Q5的通斷由第三開關(guān)信號DQR3控制，進而實現(xiàn)蓄電池的充放電。[〇〇43]電壓檢測單元包括由電容C1、電阻R1以及電阻R2組成的第一電壓檢測單元151，用于檢測太陽能電池板的輸出電壓V-PV，連接關(guān)系如圖1所示；以及由電阻C3、電阻R1和電阻 R2組成的第二電壓檢測單元152，用于檢測蓄電池的輸出電壓VBAT; V-PV和VBAT均被傳輸至處理單元。[〇〇44]電流檢測單元160包括電阻R4，連接關(guān)系如圖1所示，從電阻R4和電阻R3的連接點產(chǎn)生太陽能電池板的輸出電流1-PV，并發(fā)送至處理單元。[〇〇45]參照圖3A，開關(guān)電路200包括第一開關(guān)單元210、第二開關(guān)單元220以及第三控制單元。其中，第一開關(guān)單元210包括三極管Q7、電阻R15和電阻R16,連接關(guān)系如圖所示;三極管 Q71通過電阻R15接收來自主控模塊的第一控制信號C0N1，并從集電極產(chǎn)生第一開關(guān)信號 DRQ1，以控制太陽能電池板控制單元110工作。第二開關(guān)單元220包括三極管Q8、電阻R17和電阻R18,連接關(guān)系如圖所示；三極管Q8通過電阻R17接收來自主控模塊的第二控制信號 C0N2,并從集電極產(chǎn)生第二開關(guān)信號DRQ2,以控制負載輸出單元140工作。第三開關(guān)單元230 包括三極管Q9、電阻R19和電阻R20,連接關(guān)系如圖所示;三極管Q9通過電阻R19接收來自主控模塊的第三控制信號C0N3,并從集電極產(chǎn)生第三開關(guān)信號DRQ4,以控制蓄電池的充放電。 [〇〇46]參照圖3B，驅(qū)動電路300采用HVM專用芯片，其型號為HIP2102,其LI和HI引腳分別接收由處理單元發(fā)出的PWM_L信號和PWM_H信號，PWM_L信號和PWM_H信號頻率相同，且在時序上互補。因此，HIP2102芯片在PWM_U^PWM_H信號的驅(qū)動下，從其H0和L0引腳分別輸出驅(qū)動信號H0和L0,以分別驅(qū)動功率控制單元120中的M0S管Q3和M0S管Q4通斷。[0〇47]進一步的，參照圖1、圖4，MPPT模塊還包括過流保護電路400，所述過流保護電路 400包括第一過流檢測單元和第二過流檢測單元和過流保護芯片;其中，第一過流檢測單元包括電阻R12,連接關(guān)系如圖所示，因此，從電阻R12與電阻R13的連接點產(chǎn)生蓄電池的工作電流信號IBAT_IN;第二過流檢測單元包括電阻R5,連接關(guān)系如圖所示，因此，從電阻R5與電阻6的連接點產(chǎn)生負載供電電流信號ILED_IN;過流保護芯片采用AS358M，其+1引腳和+2引腳分別接收蓄電池的工作電流信號IBAT_IN和負載供電電流信號ILED_IN，當IBAT_IN和 ILED_IN過載時，通過01引腳和02引腳向處理單元發(fā)送1-BAT信號和1-LED信號。
[0048]實施例二:[〇〇49]一種MPPT控制器，包括主控模塊，紅外模塊，以及實施例一中所述的MPPT模塊。[〇〇5〇]下面，對主控模塊進行文字描述:[0〇51 ]主控模塊包括處理單元、USB通信單元、調(diào)試接口單元、電源穩(wěn)壓單元、時鐘單元、溫度檢測電路以及LED顯示電路;其中，處理單元采用型號為STM32F103C6T7的單片機，其外圍的晶振電路，本實施例不再贅述。[〇〇52] USB通信單元包括型號為CH376T的文件管理芯片、相應(yīng)的晶振電路以及USB母頭。
[0053]電源穩(wěn)壓單元耦接于蓄電池的電極，進而獲取電壓，并經(jīng)過若干次穩(wěn)壓后，輸出供 MPPT控制器工作的電壓。
[0054]時鐘單元采用雙電源供電，由電源穩(wěn)壓單元供電或蓄電池供電。時鐘單元采用型號為DS1308SN的時鐘/日歷芯片，其是一款低功耗、二-十進制編碼(B⑶)的時鐘/日歷，外加56字節(jié)NV RAM。地址與數(shù)據(jù)通過I2C接口串行傳輸。時鐘/日歷提供秒、分、時、星期、日、月和年信息。對于少于31天的月份，將自動調(diào)整月末日期，包括閏年修正。時鐘格式可以是24小時或帶AM/PM指示的12小時格式。DS1308內(nèi)置電源檢測電路，檢測主電源失效時自動切換到備用電源，以保持時間、日期信息和計時。[〇〇55]溫度檢測電路采用NTC熱敏電阻實現(xiàn)，其耦接于處理單元，以向處理單元實時的傳輸溫度檢測值。[〇〇56] LED顯示電路采用4路并聯(lián)的LED燈，均耦接于處理單元，以用于分別顯示控制器的運行狀態(tài)、蓄電池充電狀態(tài)、蓄電池放電狀態(tài)以及控制器錯誤狀態(tài)。
【主權(quán)項】
1.一種MPPT模塊，應(yīng)用于太陽能控制器，其特征是，包括主功率電路、驅(qū)動電路以及開 關(guān)電路；主功率電路，包括:太陽能電池板控制單元，用于控制主功率電路與太陽能電池板之間的導(dǎo)通和斷開； 功率控制單元，用于控制對蓄電池的充電功率；蓄電池控制單元，用于控制蓄電池的充放電；負載輸出單元，用于控制太陽能電池板或蓄電池對負載供電；電壓檢測單元，用于檢測太陽能電池板的輸出電壓和蓄電池的工作電壓；電流檢測單元，用于檢測太陽能電池板的輸出電流，并發(fā)送至太陽能控制器的主控模 塊；驅(qū)動電路響應(yīng)于由主控模塊發(fā)出的PWM控制信號，以驅(qū)動功率控制單元工作；開關(guān)電路響應(yīng)于由主控模塊發(fā)出的控制信號，以分別控制太陽能電池板控制單元、蓄 電池控制單元、負載輸出單元工作。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的MPPT模塊，其特征是，所述驅(qū)動電路采用型號為HIP2102的PWM專用芯片。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的MPPT模塊，其特征是，所述開關(guān)電路包括:第一開關(guān)單元，響應(yīng)于來自主控模塊的第一控制信號，以控制太陽能電池板控制單元 工作；第二開關(guān)單元，響應(yīng)于來自主控模塊的第二控制信號，以控制蓄電池控制單元工作； 第三控制單元，響應(yīng)于來自主控模塊的第三控制信號，以控制負載輸出單元工作。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的MPPT模塊，其特征是，所述MPPT模塊還包括過流保護電路;所 述過流保護電路包括:第一電流檢測單元，用于檢測電池的輸出電流；第二電流檢測單元，用于檢測負載的供電電流；過流保護芯片，耦接于第一電流檢測單元和第二電流檢測單元的輸出端，用于在電池 的輸出電流或負載的供電電流超限時，向主控模塊輸出相應(yīng)的過流信號。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的MPPT模塊，其特征是，所述過流保護芯片采用AS358M。6.—種MPPT控制器，包括主控模塊，其特征是，還包括如權(quán)利要求1-5任一所述的MPPT 豐旲塊。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的MPPT控制器，其特征是，還包括紅外模塊，所述紅外模塊與主 控模塊耦接。
【文檔編號】H02J7/00GK205583748SQ201620257493
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2016年3月30日
【發(fā)明人】熊日輝, 李云峰
【申請人】杭州寇古科技有限公司