[实用新型]一种基于升降压变换的MPPT充电系统

说明书

本实用新型公开一种基于升降压变换的MPPT充电系统，包括：光伏电池板、MPPT控制器、PWM驱动器和DC/DC变换器；其特征在于，所述DC/DC变换器为具有升降压变换功能的BUCK‑BOOST变换器。实际工作时，当光照足够强，所述DC/DC变换器采用BUCK降压模式控制；当碰到阴雨天或多云天气导致光照变弱，所述DC/DC变换器采用BOOST升压模式控制。这样，既拥有BUCK方式的高效率，又可解决太阳辐射不足时无法对蓄电池充电的问题。在光伏电池板对蓄电池充电期间，还可同时给别的外部负载(例如照明灯)进行独立开关的供电；并且具有蓄电池防反接功能。

技术领域

本实用新型涉及光伏MPPT控制器以及光伏充电系统等开关电源技术领域，尤其涉及一种基于升降压变换的MPPT充电系统。

背景技术

太阳能电池板(光伏电池阵列)发出的电，经过DC/DC变换后对蓄电池进行充电储能，或者再经过逆变电路转换为交流电，供负载使用(离线)或并网发电，这是太阳能光伏系统的典型应用场景。

太阳能电池板相当于一个内阻较大的能量输出源，而且其内阻随光照变化而动态变化，其输出的伏安特性不是线性的，考虑光照(辐射)强度以及环境等外界因素的影响，其输出功率是不断变化的。为了有效利用电池板的输出电能，最大功率跟踪(MPPT)控制是必须的。

MPPT控制器能够实时侦测太阳能电池板的发电电压，并追踪最高电压电流值(VI)，使系统以最大功率输出对蓄电池充电，MPPT在太阳能光伏系统中起到协调太阳能电池板、蓄电池、负载工作的作用，是光伏系统的控制中心。

MPPT控制的算法有多种，但其本质都是一样的，如图1所示，那就是，通过监控电池板输出的电压和电流跟踪其内阻(电源内阻)，然后调节DC/DC变换器的占空比(Duty)，使变换器的输入阻抗(相当于负载电阻)与电池板的内阻保持阻抗匹配，保证电池板输出最大功率。

目前，市面上的太阳能MPPT控制器多数采用降压(BUCK)式的DC/DC变换器，这种方式在光照(辐射)较强并且相对稳定的时候，可以有很好的转换效率，但也存在重大缺点：在阳光不足(例如阴天、雨天、或多云)的时候，电池板输出电压明显下降，转换效率就低。电压太低时，变换器不工作(处在待机状态)，将无法利用电池板对蓄电池进行充电，若长时间如此，则蓄电池没办法储能，甚至亏空。例如，DC/DC变换器的输出给12V蓄电池充电，太阳能电池板的输出电压必须高于蓄电池的当前电压，如果太阳能电池板的电压低于电池的电压，那么变换器不工作，输出电流就会接近0，导致功能失效。

实用新型内容

针对现有技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种在阳光不足的情况下仍能利用太阳能电池板发出的电力对蓄电池进行充电的MPPT充电系统。

为达到以上目的，本实用新型采用如下技术方案。

一种基于升降压变换的MPPT充电系统，包括：光伏电池板、MPPT控制器、PWM驱动器和DC/DC变换器，所述光伏电池板输出的电压电流经所述DC/DC变换器处理后输出给负载，所述MPPT控制器用来采集所述光伏电池板输出的电压电流信号并输出控制信号，所述PWM驱动器根据所述控制信号调节所述DC/DC变换器的占空比；其特征在于，所述DC/DC变换器为具有升降压切换功能的BUCK-BOOST变换器。

更为优选的是，所述负载为蓄电池，当光伏电池板输出的电压≥蓄电池电压时，DC/DC变换器工作在BUCK降压模式；当光伏电池板输出的电压＜蓄电池电压时，DC/DC变换器工作在BOOST升压模式。

更为优选的是，所述MPPT控制器和所述PWM驱动器共同集成在一单片机上。