专利名称：最大功率追踪太阳能板电压输出装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及太阳能电池充电技术领域，特别涉及一种最大功率追踪太阳能板电压输出装置。
背景技术：
现在对太阳能应用越来越多，对太阳能转换效率的要求也越来越高，传统的太阳能充电器是把太阳能电压直接接到电池上。假如12V太阳能板的最高输出电压为20V左右，最佳工作电压(Max Power Voltage)为18V左右,如果直接把太阳能板接到电池上,那么太阳能板的输出电压也被拉低到12V左右，这样太阳能板转换效率会降低。比如使用茂迪(MOTECH)Ml56 — 174做152W 12V太阳能板(36片晶片串联)，在25摄氏度环温时最佳工作点为0.524*36 = 18.86V，如果能始终保持太阳能板输出电压在18.86V，那么36片晶片串联后功率为0.524V*8.14A*36 = 153.5W，如果直接将太阳能板与输出端连接，便会将太阳能板电压直接拉低到12V左右，那么输出功率就被拉下到12V/36 = 0.33V，0.33*8.14A*36=96.7W，那么功率下降幅度达到(153.5 — 96.7)/96.7 = 58.7%，严重降低太阳能的利用率。
实用新型内容本实用新型的主要目的在于，针对上述现有技术中的不足，提供一种最大功率追踪太阳能板电压输出装置，可有效提高太阳能板的输出功率，提高太阳能的利用率。为实现上述发明目的，本实用新型采用以下技术方案。本实用新型提供一种最大功率追踪太阳能板电压输出装置，适于与太阳能板连接，将太阳能板产生的电压输出，包括主控电路和电压输出电路，所述主控电路与所述太阳能板连接，所述电压输出电路与所述主控电路连接，还包括太阳能板电压取样电路和电压调节电路；所述太阳能板电压取样电路的输入端并联在所述太阳能板的两端，输出端与所述主控电路连接；所述电压调节电路的输入端接入所述主控电路，输出端与所述电压输出电路连接。优选地，所述电压调节电路包括MOS管和储能电感，所述MOS管和储能电感串联于所述电压输出电路，所述MOS管的栅极与所述主控电路连接，由所述主控电路控制所述栅极的电位高低。优选地，所述太阳能板电压取样电路检测所述太阳能板的电压，并输出一控制信号至所述主控电路，控制所述栅极的电位。优选地，还包括温度传感器，所述温度传感器与所述主控电路连接，控制所述栅极的电位。优选地，还包括EMI滤波电路，所述EMI滤波电路设置于所述太阳能板与电压输出电路之间。优选地，所述主控电路与电压输出电路之间还设置有电池电压取样电路。[0011]优选地，在所述EMI滤波电路与主控电路之间还设置有用于为主控电路供电的降压稳压电路。本实用新型在太阳能板与主控电路之间设置太阳能板电压取样电路，在主控电路与电压输出电路之间设置电压调节电路，使得当太阳能板的输出电压变化时，可以通过太阳能板电压取样电路和电压调节电路对电压输出电路的电压和电流进行实时调节，使太阳能板始终以最大功率输出，在同样的太阳照射条件下，有效提高太阳能板的输出功率，达到充分利用太阳能的目的。
图1是本实用新型实施例中最大功率追踪太阳能板电压输出装置的方框示意图。图2是本实用新型实施例中最大功率追踪太阳能板电压输出装置的原理示意图。本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
以下将结合附图及具体实施例详细说明本实用新型的技术方案，以便更清楚、直观地理解本实用新型的发明实质。图1是本实用新型实施例中最大功率追踪太阳能板电压输出装置的方框示意图；图2是本实用新型实施例中最大功率追踪太阳能板电压输出装置的原理示意图。参照图1和图2所示，本实施例提供一种最大功率追踪太阳能板电压输出装置100，用于与太阳能板200连接，将太阳能板200产生的电压输出，为蓄电池或可充电电池等充电。该电压输出装置100主要包括主控电路I和电压输出电路2，主控电路I与太阳能板200连接，用于控制太阳能板200的放电过程，电压输出电路2与主控电路I连接，用于将太阳能板200输出的电压加载到蓄电池或可充电电池的两端，为其充电，将电能储存。本实施例的电压输出装置100还包括太阳能板电压取样电路3和电压调节电路4，太阳能电板电压取样电路3的输入端并联在太阳能板200的两端，用于对太阳能板200的输出电压进行实时采样，输出端与主控电路I连接，用于根据采样结果，输出一控制信号到主控电路I。电压调节电路4的输入端接入上述主控电路I，输出端与电压输出电路2连接，将调节后的电压输出至电压输出电路2。具体地，电压调节电路4包括MOS管Q2和储能电感LI，其中，MOS管Q2和储能电感LI串联于电压输出电路上2，且MOS管Q2的栅极与主控电路I连接，由主控电路I控制栅极的电位高低，而源极和漏极分别与太阳能板200和电压输出电路2连接，用于控制电压输出电路2与太阳能板200之间的通与断，实现电压的输出控制。 同时，太阳能板电压取样电路3检测太阳能板200的输出电压，并根据该输出电压的大小，输出上述控制信号至主控电路I，通过主控电路I控制MOS管Q2栅极的电位。具体原理参照图2所示，假设太阳能板200的规格为12V，当太阳能板电压取样电路3检测到太阳能板200的输出电压高于某预定值(如18.7V)时，输出一个高电位到主控电路I，此时主控电路I输出的PWM占空比变大，使得MOS管Q2的导通时间变长，储能电感LI储存的能量变大，使输出电压变大，蓄电池或可充电电池的充电电流也相应变大，此时，由于太阳能板200的输出功率不变，太阳能板200的输出电压会下降，当该电压低于某预定值(如18.5V)时，主控电路I使输出的PWM占空比变小，使得MOS管Q2的导通时间变短，储能电感LI储存的能量变小，使输出电压变小，电流也相应变小。当充电电流变小时，太阳能板200的输出电压又会上升，当电压上升到上述预定值(18.7V)时，主控电路I使输出的PWM占空比又变大，……如此反复，最后使得太阳能板200的输出电压始终保持在设定的电压范围之内，并始终保持太阳能板200输出Max Power Voltage,从而使太阳能板200始终保持最高功率输出。当然，上述Max Power Voltage会受到温度的影响,可以预先设定某一温度条件下，太阳能板200的输出电压为多大时,输出功率可达最大,将该电压值保存在主控电路I中。也可设定当太阳能板200的输出电压降为多少时，主控电路I输出的PWM占空比变大，也将该电压值保存在主控电路I中，为便于简化电路，本实施例的主控电路I可以采用单片机实现上述功能。此外，本实施例还包括温度传感器5，该温度传感器5与主控电路I连接，用于检测太阳能板200的温度，并根据太阳能板200的温度控制MOS管Q2栅极的电位，以改变MOS管Q2的导通时间，从而使太阳能板的输出电压保持在能使太阳能板达到最高输出功率的数值范围内。为了减小电压冲击，本实施例还包括EMI滤波电路6，该EMI滤波电路6设置于太阳能板200与电压输出电路2之间，使电压输出电路2所输出的电压尽可能地恒定。同时，在EMI滤波电路6与主控电路I之间还可设置有降压稳压电路7，以用于为上述单片机供电，省去额外的供电电源。本实施例还可在主控电路I与电压输出电路2之间设置电池电压取样电路8，在电压输出电路2的两端跨接一 MOS管Ql，用于对电压输出电路2最终输出的电压进行检测，若检测到的电压高于预定数值，则电池电压取样电路8输出一个控制信号至主控电路I，由主控电路I控制MOS管Ql的导通，使上述电压降低。反之，则控制MOS管Ql，使上述电压升闻。综上所述，本实用新型在太阳能板与主控电路之间设置太阳能板电压取样电路，在主控电路与电压输出电路之间设置电压调节电路，使得当太阳能板的输出电压变化时，可以通过太阳能板电压取样电路和电压调节电路对电压输出电路的电压和电流进行实时调节，使太阳能板始终以最大功率输出，在同样的太阳照射条件下，有效提高太阳能板的输出功率，达到充分利 用太阳能的目的。以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制其专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效电路结构变换，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
权利要求1.一种最大功率追踪太阳能板电压输出装置，适于与太阳能板连接，将太阳能板产生的电压输出，包括主控电路和电压输出电路，所述主控电路与所述太阳能板连接，所述电压输出电路与所述主控电路连接，其特征在于:还包括太阳能板电压取样电路和电压调节电路；所述太阳能板电压取样电路的输入端并联在所述太阳能板的两端，输出端与所述主控电路连接；所述电压调节电路的输入端接入所述主控电路，输出端与所述电压输出电路连接。
2.如权利要求1所述的电压输出装置，其特征在于:所述电压调节电路包括MOS管和储能电感，所述MOS管和储能电感串联于所述电压输出电路，所述MOS管的栅极与所述主控电路连接，由所述主控电路控制所述栅极的电位高低。
3.如权利要求2所述的电压输出装置，其特征在于:所述太阳能板电压取样电路检测所述太阳能板的电压，并输出一控制信号至所述主控电路，控制所述栅极的电位。
4.如权利要求3所述的电压输出装置，其特征在于:还包括温度传感器，所述温度传感器与所述主控电路连接，控制所述栅极的电位。
5.如权利要求广4中任一项所述的电压输出装置，其特征在于:还包括EMI滤波电路，所述EMI滤波电路设置于所述太阳能板与电压输出电路之间。
6.如权利要求广4中任一项所述的电压输出装置，其特征在于:所述主控电路与电压输出电路之间还设置有电池电压取样电路。
7.如权利要求5所述的电压输出装置，其特征在于:在所述EMI滤波电路与主控电路之间还设置有用于为主控电路供电的降压稳压电路。
专利摘要本实用新型涉及一种最大功率追踪太阳能板电压输出装置，包括主控电路和电压输出电路，主控电路与太阳能板连接，电压输出电路与主控电路连接，还包括太阳能板电压取样电路和电压调节电路；太阳能板电压取样电路的输入端并联在太阳能板的两端，输出端与主控电路连接；电压调节电路的输入端接入主控电路，输出端与电压输出电路连接。本实用新型通过太阳能板电压取样电路和电压调节电路对电压输出电路的电压和电流进行实时调节，使太阳能板始终以最大功率输出，在同样的太阳照射条件下，有效提高太阳能板的输出功率，达到充分利用太阳能的目的。
文档编号G05F1/67GK203025602SQ20132001006
公开日2013年6月26日 申请日期2013年1月9日 优先权日2013年1月9日
发明者周凤金 申请人:深圳市索源科技有限公司