大动态范围太阳能最大充电电流跟踪采集器的制作方法

本发明涉及太阳能采集，尤其涉及一种大动态范围太阳能最大充电电流跟踪采集器。

背景技术：

1、太阳能板的输出电流及输出电压可随光照的变化而变化，而不同电压、电流下采集的电路参数必然就不一样。

2、电能转换过程中，耗损主要由开关管的开关耗损，电感以及导线构成的线路耗损，磁路耗损，系统本身固有耗损等四部分组成。不同功率大小的电流在能量转换(升压或者降压)时，由于能量来源的变化剧烈，会导致采集电路的耗损发生了变化；因此，在开关器件、电感等参数几乎不变的情况下，当电流、电压变化时，开关耗损、线路耗损及磁路耗损也是变化的。

3、例如，大电流的电路参数用在小电流采集电路上，就会导致电能大部分消耗在磁路耗损和开关耗损上，无法采集到能量；

4、又如，小电流的电路参数用在大电流采集电路上时，线路耗损、磁路饱和等会导致系统几乎没有能量输出。

5、因此，需要设计一个可变器件参数的采集电路，才能保证采集电路一直保持高效率的电能转换。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题在于，提供一种大动态范围太阳能最大充电电流跟踪采集器，可实现大动态范围内最佳转换效率，实现能量利用最佳化。

2、为了解决上述技术问题，本发明提供了一种大动态范围太阳能最大充电电流跟踪采集器，包括输入光能接口、能量采集矩阵、控制模块及能量输出管理模块，所述输入光能接口、能量采集矩阵及能量输出管理模块依次连接，所述控制模块与所述输入光能接口、能量采集矩阵及能量输出管理模块分别连接；所述输入光能接口用于接入太阳能电池产生的电能；所述能量采集矩阵包括至少两路不同功率的采集电路，所述采集电路用于将所述电能进行转存；所述控制模块用于根据所述电能的电流信息从所述能量采集矩阵中选择采集电路，还用于根据所述电能的电流信息及电压信息生成控制信号并通过所述控制信号驱动所选择的采集电路；所述能量输出管理模块用于对所述能量采集矩阵采集的能量进行输出管控。

3、作为上述方案的改进，所述控制模块包括主控电路、电流检测电路及电压检测电路；所述电流检测电路与所述主控电路及输入光能接口分别连接，用于实时检测所述电能的电流信息，并将所述电流信息发送至所述主控电路；所述电压检测电路与所述主控电路及输入光能接口分别连接，用于实时检测所述电能的电压信息，并将所述电压信息发送至所述主控电路；所述主控电路根据所述电流信息从所述能量采集矩阵中选择采集电路，还根据所述电流信息及电压信息生成控制信号并通过所述控制信号驱动所选择的采集电路。

4、作为上述方案的改进，所述采集电路包括电感、开关管、二极管、稳压二极管及电容；所述电感的一端连接输入光能接口，另一端连接所述稳压二极管的正极，所述稳压二极管的负极分别连接所述能量输出管理模块并通过所述电容接地；所述开关管的栅极连接所述控制模块，源极分别连接所述二极管的正极并接地，漏极分别连接所述二极管的负极及所述稳压二极管的正极。

5、作为上述方案的改进，不同的采集电路中，所述电感、开关管、二极管、稳压二极管及电容的参数不同。

6、作为上述方案的改进，所述电流信息越大，所选择的采集电路中的电感越小。

7、作为上述方案的改进，所述控制模块内预设有电流区间表，所述电流区间表用于记录采集电路与电流区间，所述采集电路与电流区间一一对应；根据所述电能的电流信息从所述能量采集矩阵中选择采集电路时，查找所述电流信息所处的电流区间，并根据所述电流区间确定采集电路。

8、作为上述方案的改进，所述控制信号为脉冲信号，所述脉冲信号包括脉冲频率信号、脉冲宽度信号。

9、作为上述方案的改进，所述控制模块通过pid算法跟踪当前电流信息下的最大功率，以获取最佳充电电流点，并根据所述最佳充电电流点生成控制信号。

10、实施本发明，具有如下有益效果：

11、本发明优化出多条不同功率的采集电路以构建出特殊的能量采集矩阵，并根据输入电流的大小挑选合适的采集电路，解决了现有光能采集mppt控制器的动态范围不足的问题；

12、进一步，本发明再配合合理的电流跟踪算法，计算出最好效率的脉冲宽度，频率，即可实现大动态范围内最佳转换效率，实现能量利用最佳化。

技术特征：

1.一种大动态范围太阳能最大充电电流跟踪采集器，其特征在于，包括输入光能接口、能量采集矩阵、控制模块及能量输出管理模块，所述输入光能接口、能量采集矩阵及能量输出管理模块依次连接，所述控制模块与所述输入光能接口、能量采集矩阵及能量输出管理模块分别连接；

2.如权利要求1所述的大动态范围太阳能最大充电电流跟踪采集器，其特征在于，所述控制模块包括主控电路、电流检测电路及电压检测电路；

3.如权利要求1所述的大动态范围太阳能最大充电电流跟踪采集器，其特征在于，所述采集电路包括电感、开关管、二极管、稳压二极管及电容；

4.如权利要求3所述的大动态范围太阳能最大充电电流跟踪采集器，其特征在于，不同的采集电路中，所述电感、开关管、二极管、稳压二极管及电容的参数不同。

5.如权利要求3所述的大动态范围太阳能最大充电电流跟踪采集器，其特征在于，所述电流信息越大，所选择的采集电路中的电感越小。

6.如权利要求1所述的大动态范围太阳能最大充电电流跟踪采集器，其特征在于，所述控制模块内预设有电流区间表，所述电流区间表用于记录采集电路与电流区间，所述采集电路与电流区间一一对应；

7.如权利要求1所述的大动态范围太阳能最大充电电流跟踪采集器，其特征在于，所述控制信号为脉冲信号，所述脉冲信号包括脉冲频率信号、脉冲宽度信号。

8.如权利要求1所述的大动态范围太阳能最大充电电流跟踪采集器，其特征在于，所述控制模块通过pid算法跟踪当前电流信息下的最大功率，以获取最佳充电电流点，并根据所述最佳充电电流点生成控制信号。

技术总结
本发明公开了一种大动态范围太阳能最大充电电流跟踪采集器，涉及太阳能采集技术领域，包括输入光能接口、能量采集矩阵、控制模块及能量输出管理模块，控制模块与输入光能接口、能量采集矩阵及能量输出管理模块分别连接；输入光能接口用于接入太阳能电池产生的电能；能量采集矩阵包括至少两路不同功率的采集电路，采集电路用于将电能进行转存；控制模块用于根据电能的电流信息从能量采集矩阵中选择采集电路，还用于根据电能的电流信息及电压信息生成控制信号并通过控制信号驱动所选择的采集电路；能量输出管理模块用于对能量采集矩阵采集的能量进行输出管控。采用本发明，可实现大动态范围内最佳转换效率，实现能量利用最佳化。

技术研发人员：邓扬礼,宋维品
受保护的技术使用者：汉狮光动科技（广东）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/16