[发明专利]最大功率点追踪控制器、点追踪系统和点追踪方法

说明书

技术领域

本发明涉及能量转换系统，特别是涉及一种最大功率点追踪系统。 

背景技术

尽管目前再生性能源仅占全世界电力的一小部分，然而由于有限的石化燃料以及石化燃料对于环境的负面影响，因此驱使再生性能源科技向上发展，除了再生性能源快速成为可行的化石化燃料替代品，并更进一步可收集环境中的能源再加利用。 

然而，目前收集再生性能源所使用的最大功率点追踪系统是检测再生性能源的电流，或者同时检测电流和电压来追踪计算最大功率点，于是增加了电路的复杂度和花费，无法应用在能源获取上。因此，亟需一种更具效率的最大功率点追踪系统来追踪再生性能源或能源获取的最大功率。 

发明内容

有鉴于此，为解决上述问题，本发明提供一种最大功率点追踪控制器，用以控制功率转换器的输出电压，包括：斜率检测单元，用以根据对应于输出电压的检测信号，计算输出电压是否为正趋势或负趋势，以便输出趋势信号，其中当输出电压为正/负趋势时，趋势信号的电位为第一电压电位一第二电压电位；以及一控制单元，具有第一操作模式和第二操作模式，用以分别增加和减少PWM信号的工作周期，其中当趋势信号由第一电压电位转成第二电压电位时，控制单元切换操作模式，以便进行最大功率追踪。 

本发明也提供一种最大功率点追踪系统，包括：功率转换器，用以根据一PWM信号，将能源收集器所输出的能量转换成输出电压，以便驱动负载；电压检测器，用以输出对应于输出电压的检测信号；以及最大功率点追踪控制器，耦接至电压检测器，用以接收检测信号，包括：斜率检测单元，根据检测信号计算输出电压是否为正趋势或负趋势，以便输出趋势信号，其中当 输出电压为正/负趋势时，趋势信号的电位为第一电压电位/第二电压电位；以及控制单元，具有第一操作模式和第二操作模式，用以分别增加和减少PWM信号的工作周期，其中当趋势信号由第一电压电位转成第二电压电位时，控制单元切换操作模式，以便进行最大功率追踪。 

本发明也提供一种最大功率点追踪方法，最大功率点追踪方法包括：在第一状态时，不切换最大功率点追踪控制器的操作模式；当功率转换器的输出电压由正趋势转变成负趋势时，由第一状态进入第二状态；在第二状态时，切换最大功率点追踪控制器的操作模式，并且进入第三状态；在第三状态，计数时脉(即时钟脉冲)周期；以及当输出信号的趋势在N个时脉周期内未转变时，由第三状态进入第二状态，并重新计数时脉周期。 

本发明也提供一种最大功率点追踪方法，包括：判断功率转换器的输出电压是否由正趋势转变成负趋势；当输出电压由正趋势转变为负趋势时，切换最大功率点追踪控制器的操作模式并开始计数时脉周期；以及检测输出电压是否在N个时脉周期内由负趋势转变成正趋势，其中当N个时脉周期后输出电压仍为负趋势时，切换操作模式。 

为了让本发明的上述和其他目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举一较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下： 

附图说明

图1是本发明的最大功率点追踪系统的一示意图； 

图2是本发明的斜率检测单元的一示意图； 

图3是本发明的输出电压N1、趋势信号N5与时间的一关系图； 

图4a是本发明的电压检测器的一实施例； 

图4b是本发明的电压检测器的一实施例； 

图4c是本发明的电压检测器的一实施例； 

图5是本发明的最大功率点追踪方法的一流程图； 

图6是本发明的趋势信号N5、操作模式与参考时脉RC的一时序图； 

图7是本发明的趋势信号N5、操作模式与参考时脉RC的另一时序图，用以说明控制单元132误判输出电压N1的趋势； 

图8是本发明的最大功率点追踪方法的另一流程图； 

图9是本发明的输出电压与输出电流的关系图； 

图10是本发明的输出电压与输出电流的另一关系图；以及 

图11是本发明的输入功率、输出功率和操作模式的波形图。 

主要元件符号说明 

100：最大功率点追踪系统； 

110：功率转换器； 

120：电压检测器； 

130：最大功率点追踪控制器； 

132：控制单元； 

131：斜率检测单元； 

140：能源收集器； 

150：负载； 

151：存储装置； 

152：电子装置； 

N1：输出电压； 

N2：负载信号；