一种用于太阳能电池板的MPPT控制装置、方法及设备与流程

一种用于太阳能电池板的mppt控制装置、方法及设备
技术领域
1.本发明涉及新能源发电领域，具体涉及一种用于太阳能电池板的mppt控制装置、方法及设备。


背景技术：

2.由于石油等常规能源的日益缺乏，太阳能作为一种可再生能源，而且储量充足，越来越受到关注，光伏发电是利用太阳能的主要方式之一。但目前光伏电池存在转换效率偏低、易受天气影响等缺陷，严重限制了太阳能的大规模推广应用。因此，如何有效增加太阳能电池的输出功率，从而充分利用太阳能，是光伏研究的一个重要方向。
3.太阳能无人机具有航时长、噪声低、节能环保等优点，拥有广阔的应用前景。作为太阳能无人机能源系统的核心组成部分，最大功率点追踪(maximum power point tracking,mppt)控制装置主要任务是在太阳能无人机飞行期间，从太阳能电池阵列提取最大可用功率。
4.mppt控制装置一般会配置dc-dc(direct current-direct current)变换器，在进行mppt追踪时，dc-dc变换器输入输出电压很难直接控制，导致输出电压不稳，从而很难给负载输出持续稳定的电压，影响其正常工作，因此如何提高dc-dc变换器输出电压的稳定性成了现有亟需解决的技术问题。


技术实现要素：

5.针对现有技术的上述问题，本文的目的在于，提供一种用于太阳能电池板的mppt控制装置、方法及设备，能够提高现有技术中dc-dc变换器输出电压的稳定性。
6.为了解决上述技术问题，本文的具体技术方案如下：
7.第一方面，本文提供一种用于太阳能电池板的mppt控制装置，所述装置包括采样模块、计算模块、调节模块和变换模块；
8.所述采样模块用于采集太阳能电池板的前一周期输出电压和前一周期输出电流，以及所述变换模块的前一周期输出电压；
9.所述计算模块用于获取所述太阳能电池板的前一周期输出电压和前一周期输出电流，并根据预设算法计算得到所述变换模块的当前周期输入电压参考值；
10.所述调节模块用于根据所述太阳能电池板的前一周期输出电压、所述变换模块的前一周期输出电压和所述变换模块的当前周期输入电压参考值，结合预设调节规则得到所述变换模块的当前周期输入电压参数；
11.所述变换模块用于根据所述当前周期输入电压参数对所述太阳能电池板当前周期的输出电压进行电压变换，以实现所述太阳能电池板的最大功率点追踪。
12.第二方面，在上述提供的装置基础上，本文还提供一种用于太阳能电池板的mppt控制方法，所述方法包括以下步骤：
13.获取太阳能电池板的前一周期输出电压和前一周期输出电流，以及变换模块的前
一周期输出电压；
14.根据所述太阳能电池板的前一周期输出电压和前一周期输出电流，通过预设算法计算得到变换模块的当前周期输入电压参考值；
15.根据所述太阳能电池板的前一周期输出电压、所述变换模块的前一周期输出电压和所述变换模块的当前周期输入电压参考值，通过预设调节规则得到所述变换模块的当前周期输入电压参数；
16.根据所述当前周期输入电压参数，对所述太阳能电池板的前一周期输出电压进行电压变换，并判断所述太阳能电池板的当前周期输出功率是否达到最大功率点；
17.若所述太阳能电池板的当前周期输出功率没有达到最大功率点，则重复太阳能电池板输出功率获取的步骤，以实现所述太阳能电池板的最大功率点追踪。
18.第三方面，本文还提供一种设备，所述设备设有太阳能电池板，所述设备还包括上述所述的用于太阳能电池板的mppt控制装置。
19.采用上述技术方案，本文所述的一种用于太阳能电池板的mppt控制装置、方法及设备，通过太阳能电池板的输出电压和输出电流实现最大功率点追踪，保证太阳能电池板以最大可用功率输出，同时在变换器的输入端和输出端均进行调节控制，使得变换器的输入输出电压得到稳定控制，提高了最大功率点追踪的效率。
20.为让本文的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。
附图说明
21.为了更清楚地说明本文实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本文的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
22.图1示出了本文实施例中提供的用于太阳能电池板的mppt控制装置的结构示意图；
23.图2示出了本文实施例中调节模块的结构示意图；
24.图3示出了本文实施例中变换模块的控制信号框架图；
25.图4示出了本文实施例中太阳能电池板的控制电路示意图；
26.图5示出了本文实施例中变换模块的拓扑结构示意图；
27.图6示出了本文实施例中变换模块降压模式的等效电路示意图；
28.图7示出了本文实施例中变换模块升压模式的等效电路示意图；
29.图8示出了本文实施例中提供的用于太阳能电池板的mppt控制方法的步骤示意图；
30.图9示出了本文实施例中提供的一种设备的结构示意图。
31.附图符号说明：
32.100、太阳能电池板；
33.200、采样模块；
34.300、计算模块；
35.400、调节模块；
36.500、变换模块；
37.410、第一调节单元；
38.420、第二调节单元；
39.510、降压开关支路；
40.511、输入滤波电容；
41.512、第一功率开关；
42.513、第二功率开关；
43.520、功率电感；
44.530、升压开关支路；
45.531、输出滤波电容；
46.532、第三功率开关；
47.533、第四功率开关；
48.902、计算机设备；
49.904、处理器；
50.906、存储器；
51.908、驱动机构；
52.910、输入/输出模块；
53.912、输入设备；
54.914、输出设备；
55.916、呈现设备；
56.918、图形用户接口；
57.920、网络接口；
58.922、通信链路；
59.924、通信总线。
具体实施方式
60.下面将结合本文实施例中的附图，对本文实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本文一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本文中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本文保护的范围。
61.需要说明的是，本文的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本文的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、装置、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
62.现有技术中，太阳能的应用场景越来越多，如何有效增加太阳能电池的输出功率
是光伏研究的重要方向，其中最大功率点追踪(maximum power point tracking,mppt)控制装置是目前控制太阳能输出功率的一个重要装置，其中mppt控制装置通过设置dc-dc变换器实现最大功率点追踪，太阳能电池通过太阳能转化成电能储存，通过变换器的电压变换输出给负载(用电设备)，但是由于dc-dc变换器输入输出电压不能直接进行控制，导致输出电压不可控，从而很难给负载输出持续稳定的电压，影响其正常工作。
63.为了解决上述问题，本说明书实施例提供一种用于太阳能电池板的mppt控制装置，所述控制装置通过在变换器的输入端和输出端设置两个闭环控制电路，实现变换器输入电压和输出电压的双闭环控制，从而实现对变换器工作的准确控制，提高了太阳能电池板的最大功率点追踪的稳定性以及变换器输出电压的稳定性。
64.在本说明书实施例中，如图1和图4所示，为所述用于太阳能电池板的mppt控制装置的结构示意图，所述装置包括采样模块200、计算模块300、调节模块400和变换模块500；所述采样模块200用于采集太阳能电池板100的前一周期输出电压和前一周期输出电流，以及所述变换模块500的前一周期输出电压；所述计算模块300用于获取所述太阳能电池板100的前一周期输出电压和前一周期输出电流，并根据预设算法计算得到所述变换模块500的当前周期输入电压参考值；所述调节模块400用于根据所述太阳能电池板100的前一周期输出电压、所述变换模块500的前一周期输出电压和所述变换模块500的当前周期输入电压参考值，通过预设调节规则得到所述变换模块500的当前周期输入电压参数；所述变换模块500用于根据所述当前周期输入电压参数对所述太阳能电池板100前一周期输出电压进行电压变换，以实现所述太阳能电池板100的最大功率点追踪。
65.通过对前一周期太阳能电池板的输出电压和输出电流，计算得到当前周期变换模块500的输入电压参考值，即所述太阳能电池板100输出电压参考值，所述太阳能电池板100输出电压参考值是根据mppt算法得到的能够追踪最大功率点的太阳能电池板100的输出电压值，为了实现太阳能电池板100实际电压和输出电压参考值可控以及稳定控制，可以通过设计串联的pi控制器实现对变换器输入电压和输出电压的控制，保证变换器输出电压的稳定。
66.其中太阳能电池板100能够转化太阳能为电能，同时还可以向负载输出电能，保证负载的正常用电，所述负载为用电设备，可以为搭载太阳能电池的设备。所述太阳能电池板100还可以有其他的表现形式，比如太阳能电池阵列，根据储能要求可以设置不同的阵列数，具体的设置方式在本说明书不做限定。
67.为了提高用电设备的续航能力，比如在灰暗场景下的工作，还可以在变换器的输出端设置储能模块，用于储存有所述太阳能电池板100转化后的电能，可以延长用电设备在灰暗场景下的工作时间。
68.所述采样模块200可以为采样电路，与所述变换模块500的输入端和输出端连接，可以采集太阳能电池板100的输出电压和输出电流，以及所述变换模块500的输出电压，并能按照预设转换规则将采集到的数据生成能够被所述计算模块300识别的参数形式，具体地转换规则在本说明书不做限定。
69.在实际工作中，所述采样电路可以实时采集数据，可以最大功率点追踪的准确性，提高变换器控制的效率，避免出现变换电压过大的情况，但这需要计算模块实时计算结果，因此需要其较大的计算能力，在一些其他实施例中，所述采样电路还可以通过周期性的采
集数据，这样可以减少计算模块的计算能力，使得整个控制装置在高安全性和高性能性下运行，比如可以在预设周期内设置多个采集时间点，通过预设周期内的多个采集值的平均值作为当前周期的采集数据，可以保证数据的可靠性，减少异常数据的影响。另外，还可以在预设周期内设置单个采集点，比如预设周期起始时间、中间时间和结束时间中的一个，通过单点数据作为当前周期的采集数据，可以保证数据的真实性和可靠性，从而实现最大功率点的快速追踪。
70.所述计算模块300可以为mppt控制器，其内部设有mppt算法，可以根据太阳能电池板100的输出电压和输出电流计算当前太阳能电池板100的输出功率，即可以根据太阳能电池板100的前一周期输出电压和前一周期输出电流计算当前太阳能电池板100的前一周期输出功率，并判断当前功率点在功率曲线的位置，根据前一周期输出功率计算得到太阳能电池板100的当前周期输出电压，即所述变换模块500的当前周期输入电压参考值，作为可选地，具体地计算方法可以为：恒压跟踪法、电导增量法和扰动观测法。
71.以扰动观测法为例进行说明：其原理是通过将当前周期太阳能电池板100的输出功率和上一周期的输出功率相比较，来确定增加或减少太阳能电池板100工作电压来实现mppt。
72.设在某一时刻t1，太阳能电池板的输出功率为p1，变换器工作使太阳能电池板工作电压增大δv，一段时间δt后，在时刻t2(t2＝t1+δt)检测到太阳能电池板的输出功率为p2。若δp(δp＝p1-p2)为正，则应该使太阳能电池板工作电压继续增大δv，直到δp＝0；若δp为负，则应该使太阳能电池板工作电压减小δv，直到δp＝0。
73.对于δv，应选取合适的值。如果δv的值太大，太阳能电池板的输出会在最大功率点左右浮动；如果δv的值太小，虽然可以保证了跟踪精度，但是需要更多的时间，当最大功率点变化频繁时效果会变差。通过不断的扰动和比较，使太阳能电池阵列输出逐渐向最大功率点靠近，最终稳定于最大功率点附近。
74.进一步实施例中，所述mppt控制器还可以设置通信接口，用于和外部通信，所述通信接口可以为串行接口、usb接口或应用程序接口(api)，可以实现与上位机或控制器的通信连接，具体的接口类型在本说明书不做限定。
75.如图2所示，为本说明书中调节模块400的结构示意图，其中所述调节模块包括第一调节单元和第二调节单元；所述第一调节单元用于根据所述太阳能电池板的前一周期输出电压和所述变换模块的当前周期参考输入电压，计算得到所述变换模块的当前周期输出电压参考值；所述第二调节单元用于根据所述变换模块的当前周期输出电压参考值和所述变换模块的前一周期输出电压，计算得到所述变换模块的当前周期输入电压参数。
76.在实际工作中，所述第一调节单元和所述第二调节单元均为pi控制器，如图3所示，为本说明书实施例中双闭环控制信号框架图，通过串联的两个pi控制器，其中第一调节单元，即第一pi控制器设置在输入电压控制主回路上，可以实现对所述太阳能电池板100输出电压(即变换器的输入电压)的调节，同时第二调节单元，即第二pi控制器设置在输出电压控制副回路上，通过所述第一pi控制器的调节参数进一步实现对所述变换器输出电压的pi调节，通过对变换器输入电压和输出电压的双闭环调节，相对于现有只针对变换器输入电压的pi调节控制，本说明书实施例可以提高对变换器输出电压的控制，实现太阳能电池板的最大功率点的快速追踪。
77.pi控制是一种线性控制，它根据给定值与实际输出值构成控制偏差，将偏差的比例和积分通过线性组合构成控制量，对被控对象进行控制。
78.在一具体实施例中，所述第一pi控制器的工作原理可以为：
79.mppt控制器获取太阳能电池板输出电压和输出电流，根据预设的mppt算法，依据太阳能电池板输出电压和输出电流计算当前太阳能电池板输出功率，并判断当前功率点在功率曲线的位置，进而计算得出变换模块的参考输入电压v
pv_ref
。通过参考输入电压和实际输入电压(即太阳能电池板的输出电压)进行pi调节，是针对太阳能电池板输出电压控制主回路上的调节。
80.第一pi控制器根据输入电压控制主回路上的输入电压(前一周期输入电压)v
pv_fbk
和参考输入电压v
pv_ref
相减得出偏差值v
pv_err
，第一pi控制器根据偏差值v
pv_err
通过pi控制律计算得出变换模块的输出电压参考值v
out_ref
，从而保证变换器对负载的输出电压逐渐接近最大功率点，其中所述输出电压参考值v
out_ref
通过如下计算公式(1)得到：
[0081][0082]
其中k
p1
为当前周期第一比例参数，k
i1
为当前周期第一积分参数，u
p1
为当前周期输出电压第一比例项，u
i1
为当前周期输出电压第一积分项，u
i1-1
为前一周期输出电压第一积分项。第一比例参数和第一积分参数根据实际工况配置，具体数值的整定可以采用工程试凑法，采用先比例后积分的整定步骤对输入电压主回路的第一pi控制器进行参数整定，作为可选地，输入电压主回路第一pi控制器参数为：k
p1
＝-1.15，k
i1
＝0.15，在其他实施例中，所述第一比例参数和所述第一积分参数还可以通过其它方式得到，在本说明书实施例不做限定。
[0083]
需要说明的是，第一pi控制器的输入项(v
pv_err
)和输出项(v
out_ref
)均需做均一化处理，可以保证输入输出数据的可靠性。
[0084]
所述第二pi控制器的工作原理可以为：在上述对变换模块输入电压pi控制基础上，通过第一pi控制器计算得到的输出电压参考值v
out_ref
和变换模块的输出电压(即前一周期输出电压)v
out_fbk
进行pi调节控制变换模块的最终输出电压，是针对变换模块输出电压控制副回路上的调节。
[0085]
具体地，所述第二pi控制器根据输出电压参考值v
out_ref
和变换模块的输出电压(前一周期输出电压)v
out_fbk
相减得出偏差值v
out_err
，所述第二pi控制器根据偏差值v
out_err
通过pi控制律计算得出当前周期输入电压参数，即变换模块的工作占空比d，其中占空比d通过如下计算公式(2)得到：
[0086][0087]
其中k
p2
为当前周期第二比例参数，k
i2
为当前周期第二积分参数，u
p2
为当前周期输出电压第二比例项，u
i2
为当前周期输出电压第二积分项，u
i2-1
为前一周期输出电压第二积分项。第二比例参数和第二积分参数根据实际工况配置，具体数值的整定可以采用工程试凑法，采用先比例后积分的整定步骤对输入电压主回路的第二pi控制器进行参数整定，作
为可选地，输入电压主回路第二pi控制器参数为：k
p2
＝0.2，k
i2
＝0.1，在其他实施例中，所述第二比例参数和第二积分参数还可以通过其它方式得到，在本说明书实施例不做限定。
[0088]
需要说明的是，第二pi控制器的输入项(v
out_err
)和输出项(d)均需做均一化处理，可以保证输入输出数据的可靠性。
[0089]
在一些其他实施例中，所述第一pi控制器和所述第二pi控制器可为集成在所述mppt控制器的内部功能模块，这样可以减少整个装置的模块配置，提高了整个装置的集成效果，通过mppt控制器可以对变换器发送相应的控制信号，实现对变换器的输出电压的快速控制，从而实现对太阳能电池板最大功率点的追踪。
[0090]
在获得占空比d的基础上，可以根据预设的模式分配规则实现对变换模块工作的控制，下文进一步详述。
[0091]
在本说明书实施例中，所述变换模块500为dc-dc变换器，也即dc-dc转换器，如图5所示，为变换器的结构示意图，所述变换器可以根据不同的工作模式对输入电压进行变压，比如降压模式和升压模式等。
[0092]
所述变换器包括降压开关支路510、升压开关支路530和功率电感520；所述降压开关支路510的输入端与所述太阳能电池板100的输出端连接，所述降压开关支路510与所述升压开关支路530通过所述功率电感(l1)520连接，所述升压开关支路530的输出端与负载输入端连接；所述降压开关支路510设有输入滤波电容(cin)511，所述升压开关支路530设有输出滤波电容(cout)531。
[0093]
进一步地，所述降压开关支路510设有第一功率开关(q1)512和第二功率开关(q2)513，所述升压开关支路530设有第三功率开关(q3)532和第四功率开关(q4)533；通过控制所述第一功率开关(q1)512、所述第二功率开关(q2)513、所述第三功率开关(q3)532和所述第四功率开关(q4)533的占空比实现所述变换模块500输入电压的电压变换。
[0094]
其中，所述降压开关支路510实现对输入电压的降压处理，所述升压开关支路530实现对输入电压的升压处理，所述降压开关支路510中间节点经功率电感520与升压开关支路530中间节点相连，构成四开关buck-boost电路，输入滤波电容511并联在降压开关支路510两端，对输入电流进行滤波；输出滤波电容531并联在升压开关支路两端，对输出电流进行滤波。在实际工作中，通过对功率开关的控制，实现输入电压的调节。
[0095]
如图6所示，为变换器降压模式等效电路示意图，即当vin》vout时，所述变换器工作在降压模式，功率开关q1和功率开关q2组成降压开关支路，处于交替开关状态，功率开关q1的占空比和功率开关q2的占空比反相；功率开关q3保持关闭，功率开关q4保持打开，可以实现输出电压的降低。
[0096]
如图7所示，为变换器升压模式等效电路示意图，即当vin《vout时，所述变换器工作在升压模式，功率开关q3和功率开关q4组成升压开关支路，处于交替开关状态，功率开关q3的占空比和功率开关q4的占空比反相；功率开关q1保持打开，功率开关q2保持关闭，可以实现输出电压的升高。
[0097]
当vin≈vout时，q1、q2、q3、q4均处在开关状态，平稳顺滑的完成降压模式和升压模式之间的过渡，此时功率开关q1的占空比和功率开关q2的占空比反相、功率开关的q3占空比和功率开关q4的占空比反相。
[0098]
在本说明书实施例中所述第一功率开关(q1)512、所述第二功率开关(q2)513、所
述第三功率开关(q3)532和所述第四功率开关(q4)533均为氮化镓(gan)功率开关，氮化镓器件与传统的硅(si)器件相比具优越的开关特性和通态特性，用gan功率开关可以大幅提高电路开关频率，在提升功率密度的同时保持较高的效率，从而可以保证最大功率点的快速追踪。
[0099]
在本说明书实施例中，所述mppt控制器通过脉冲宽度调制(pulse width modulation，即pwm)信号实现对变换器的占空比的控制，由于所述mppt控制器生成的pwm信号相对较弱，特别是通过pi控制器得到的占空比信号较小，很难对变换器中的gan功率开关高效控制，因此所述mppt控制装置还可以设置驱动模块，所述驱动模块用于根据所述占空比驱动所述变换模块工作，可以通过调节pwm信号的脉冲幅度从而实现信号的放大，作为可选地，所述驱动模块可以驱动器，通过放大pwm信号并施加到功率开关上，引起电路运行状态的变化，从而驱动功率将开关的导通和关断，实现最大功率点追踪，作为可选地，所述驱动器可以为gan驱动器，可以提高电路开关效率，提高了最大功率点的追踪效率。
[0100]
在pi控制器获得变换器工作占空比d的基础上，mppt控制器结合具体的模式分配方式，可以实现对变换器的工作控制，在本说明书实施例中，为变换器工作模式和占空比分配的一种方式，如下表1所示：
[0101]
表1工作模式和占空比计算
[0102][0103]
其中d
q1
、d
q2
、d
q3
和d
q4
为变换器四个功率开关的分配占空比，d
g_buckmasx
、d
gc-boostmax
和d
gc_buckmax
为不同模式的边界值，需要根据试验确定，根据实际的变换器结构和工况决定，在本说明书不做限定，d
c1
、d
c2
、d
c3
、d
c_boost
和d
c_buck
为不同功率开关占空比调节参数，也是需要根据试验确定，在本说明书不做限定。
[0104]
通过表1可知为平稳完成升压模式和降压模式的过渡，将升降压变换器控制范围分为降压、恒定升压-降压、恒定降压-升压、升压四个工作模式，针对每个模式计算占空比，使降压模式和升压模式的增益单调递增。
[0105]
具体地，当占空比d小于d
g_buckmasx
时，dc-dc变换器工作在降压模式，功率开关q1的占空比为d，功率开关q3的占空比为0。当占空比d大于d
g-buckmax
小于d
gc-boostmax
时，dc-dc变换器工作于恒定升压-降压模式，功率开关q1的占空比为d-d
c1
，功率开关q3的占空比为固定值d
c_boost
。当占空比d大于d
gc_boostmax
小于d
gc_buckmax
时，dc-dc变换器工作与恒定降压-升压模式，功率开关q1的占空比为固定值d
c_buck
，功率开关q3的占空比为d-d
c2
。当占空比d大于dgc_buckmax
时，dc-dc变换器工作于升压模式，功率开关q1的占空比固定为1，功率开关q3的占空比为d-d
c3
。功率开关q1占空比和q2占空比反相、q3占空比和q4占空比反相，即d
q2
＝1-d
q1
、d
q4
＝1-d
q3
。
[0106]
在一具体实施例中，d
g_buckmasx
为0.9，d
gc-boostmax
为0.95和d
gc_buckmax
为1.05，由于pi控制器输出的范围为0～1，可以在进行输出占空比的加大，从而便于占空比d的分配，比如放大两倍作为占空比d，即占空比范围为0～2。当占空比d小于0.9时，dc-dc变换器工作在降压模式，功率开关q1的占空比为d，功率开关q3的占空比为0。当占空比d大于0.9小于0.95时，dc-dc变换器工作于恒定升压-降压模式，功率开关q1的占空比为d-0.03，功率开关q3的占空比为固定值0.07。当占空比d大于0.95小于1.05时，dc-dc变换器工作与恒定降压-升压模式，功率开关q1的占空比为固定值0.92，功率开关q3的占空比为d-0.87。当占空比d大于1.05时，dc-dc变换器工作于升压模式，功率开关q1的占空比固定为1，功率开关q3的占空比为d-0.96。以上为本说明书中变换器工作模式和占空比分配的一种变现形式，在其他实施例还可以有其他形式，在本说明书不做限定。
[0107]
需要说明的是，变换器的工作模式和功率开关占空比的分配也可以是设置在mppt控制器内部，通过mppt控制器实现对工作模式的调整以及功率开关占空比的分配，然后，将输出占空比的分配信号，经gan驱动器进行放大后施加在gan功率开关上，功率开关占空比的变化引起电路运行状态的变化，进而导致v
pv
和v
out
发生变化，从而完成当前周期的输出电压的控制，然后再后续周期中重复上述模块的工作，使得太阳能电池板逐渐逼近最大功率点。
[0108]
在本说明书实施例中，由于所述变换器处于时刻工作中，为了提高其工作的安全性，所述装置还可以设置温度传感器，所述温度传感器靠近所述变换器设置，所述温度传感器可以实时获取变换器的工作温度，优选地，设置在所述变换器的功率开关附近，可以采集功率开关的温度信息，所述mppt控制器还可以获得所述温度传感器的采集数据，并根据预设的温度阈值判断所述变换器的工作温度是否超过所述预设的温度阈值，若超过，则控制功率开关断开，当所述变换器散热到低于所述预设的温度阈值，则继续控制所述变换器工作。
[0109]
在上述提供的用于太阳能电池板的mppt控制装置的基础上，本说明书实施例还提供一种用于太阳能电池板的mppt控制方法，如图8所示，为本说明书实施例提供的一种用于太阳能电池板的mppt控制方法的步骤示意图，本说明书提供了如实施例或流程图所述的方法操作步骤，但基于常规或者无创造性的劳动可以包括更多或者更少的操作步骤。实施例中列举的步骤顺序仅仅为众多步骤执行顺序中的一种方式，不代表唯一的执行顺序。在实际中的系统或装置产品执行时，可以按照实施例或者附图所示的方法顺序执行或者并行执行。具体的如图8所示，所述方法可以包括：
[0110]
s101：获取太阳能电池板的前一周期输出电压和前一周期输出电流，以及变换模块的前一周期输出电压；
[0111]
s102：根据所述太阳能电池板的前一周期输出电压和前一周期输出电流，通过预设算法计算得到变换模块的当前周期输入电压参考值；
[0112]
s103：根据所述太阳能电池板的前一周期输出电压、所述变换模块的前一周期输出电压和所述变换模块的当前周期输入电压参考值，通过预设调节规则得到所述变换模块
的当前周期输入电压参数；
[0113]
s104：根据所述当前周期输入电压参数，对所述太阳能电池板的前一周期输出电压进行电压变换，并判断所述太阳能电池板的当前周期输出功率是否达到最大功率点；
[0114]
s105：若所述太阳能电池板的当前周期输出功率没有达到最大功率点，则重复太阳能电池板输出功率获取的步骤，以实现所述太阳能电池板的最大功率点追踪。
[0115]
本说明书实施例通过在变换器的输入端和输出端均实现闭环控制，能够实现太阳能电池板输出电压和变换器输出电压的稳定控制，从而能快速稳定的实现太阳能电池板最大功率点的追踪，同时本说明书实施例采用gan器件作为功率开关和驱动器，可以实现变换器的高频功率变换，在保证高效的前提下，实现了更好的功率密度，实现了太阳能电池板更快的逼近最大功率点。
[0116]
本说明书实施例还提供一种设备，所述设备设有太阳能电池板，并设有上述所述的用于太阳能电池板的mppt控制装置，所述设备可以为太阳能无人机等实现地面或空中工作的设备，也可以为家用或商用的设备，在本说明书不做限定。
[0117]
进一步实施例中，如图9所示，为本文实施例提供的一种计算机设备，所述计算机设备902可以包括一个或多个处理器904，诸如一个或多个中央处理单元(cpu)，每个处理单元可以实现一个或多个硬件线程。计算机设备902还可以包括任何存储器906，其用于存储诸如代码、设置、数据等之类的任何种类的信息。非限制性的，比如，存储器906可以包括以下任一项或多种组合：任何类型的ram，任何类型的rom，闪存设备，硬盘，光盘等。更一般地，任何存储器都可以使用任何技术来存储信息。进一步地，任何存储器可以提供信息的易失性或非易失性保留。进一步地，任何存储器可以表示计算机设备902的固定或可移除部件。在一种情况下，当处理器904执行被存储在任何存储器或存储器的组合中的相关联的指令时，计算机设备902可以执行相关联指令的任一操作。计算机设备902还包括用于与任何存储器交互的一个或多个驱动机构908，诸如硬盘驱动机构、光盘驱动机构等。
[0118]
计算机设备902还可以包括输入/输出模块910(i/o)，其用于接收各种输入(经由输入设备912)和用于提供各种输出(经由输出设备914))。一个具体输出机构可以包括呈现设备916和相关联的图形用户接口918(gui)。在其他实施例中，还可以不包括输入/输出模块910(i/o)、输入设备912以及输出设备914，仅作为网络中的一台计算机设备。计算机设备902还可以包括一个或多个网络接口920，其用于经由一个或多个通信链路922与其他设备交换数据。一个或多个通信总线924将上文所描述的部件耦合在一起。
[0119]
通信链路922可以以任何方式实现，例如，通过局域网、广域网(例如，因特网)、点对点连接等、或其任何组合。通信链路922可以包括由任何协议或协议组合支配的硬连线链路、无线链路、路由器、网关功能、名称服务器等的任何组合。
[0120]
对应于图8中的方法，本文实施例还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器运行时执行上述方法的步骤。
[0121]
本文实施例还提供一种计算机可读指令，其中当处理器执行所述指令时，其中的程序使得处理器执行如图8所示的方法。
[0122]
应理解，在本文的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本文实施例的实施过程构成任何限定。
[0123]
还应理解，在本文实施例中，术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系。例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
[0124]
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本文的范围。
[0125]
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
[0126]
在本文所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口、装置或单元的间接耦合或通信连接，也可以是电的，机械的或其它的形式连接。
[0127]
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本文实施例方案的目的。
[0128]
另外，在本文各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以是两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
[0129]
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本文的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分，或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本文各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0130]
本文中应用了具体实施例对本文的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本文的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本文的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本文的限制。