新一代太陽能MPPT控制器

經(jīng)過數(shù)月的準備和研發(fā)，重要從為數(shù)不多的空閑時間里頭做出這個非常具有實際意義的產(chǎn)品了。在這里真的要非常感謝一直幫我的哥們，幫我完成了這個的DSP純數(shù)字化的操作了。

這是一個具有真正意義的MPPT充電裝置，而不是現(xiàn)在國內(nèi)流行的那種幾個MOSFET組成的開關(guān)也叫MPPT那種假貨，這個機器可以大幅度提高太陽能電池板輸出到電池的充電效率。完全擺脫了太陽能電池的工作電壓與電池電壓不匹配的局限，可以隨心所欲的組合太陽能電池板和電池的電壓匹配問題，而不需要考慮太多工作電壓，更加不用擔(dān)心充電效率的問題了。

這個產(chǎn)品的強大的功能特性如下：

1，無需人管理，上電會自動執(zhí)行MPPT相關(guān)的所有算法與動作。

2，具備防止反向漏電，避免從電池端漏電到PV板。

3，充電過程無需人為參與，全部安裝事先預(yù)定的參數(shù)執(zhí)行，比如最大電流，最高截止電壓，浮充電壓。

4，多重的充電管理特性，如果電池電量充滿，一直會工作于保持電池最佳待命狀態(tài)，只等負載連上。

5，支持電池端負載突發(fā)模式，負載接入電池后，機器會自動調(diào)整工作狀態(tài)，以MPPT的方式聯(lián)合電池共同給負載提供電能，而不是采取低效的太陽能直接供電或者邊充電邊放電的模式，這樣大的提升電池的使用壽命。

6，簡化太陽能PV板的連線，無損失的高效充電，比如我要充12V電池，但是為了簡化布線，又有多組太陽能電池板，肯定會采用串聯(lián)的方式，串聯(lián)之后板子的工作電壓也會提升，此時如果直接充電，會有至少50%以上的功率浪費了，有了MPPT控制器，就算是72V的PV工作電壓，去充電12V蓄電池，都不會有任何問題。MPPT會自動平衡PV到電池之間的阻抗。

7，采用極高的PWM調(diào)制，保證系統(tǒng)最精簡與最小巧，提升可靠性。

8，DC-DC級的最大轉(zhuǎn)換效率為98%.

9，MPPT搜索精度最高支持99%。

10，采用LCD屏幕顯示當前參數(shù)，基本可以不要外用表了。

11，后續(xù)采用多相交錯并聯(lián)結(jié)構(gòu)，最大支持4相供電充電，大幅提升功率等級，以后再大的電流都不怕了。

下面有些人對此表示懷疑，咱舉一個非常有代表性的例子，這是在測試中都可以測試出來的。

一片230W左右的太陽能電池板，給一個12V電池充電，太陽能板的工作電壓是36V，36V是這種標準太陽能板的工作電壓，這是沒有辦法改變的，因為這涉及到板子的生產(chǎn)和排片的過程。

好了，問題來了，按照通常的做法，我不接控制器給電池充電。如下圖所示，大多數(shù)人理解，這直接充電，效率肯定最高。

230W太陽能板的技術(shù)參數(shù)為：

Pmax=230W;

Voc=44V;

Vmp=36V

Imp=6.4A

好了，我們再看看太陽能板的工作情況，

當太陽能電池在理想的工作的條件下，接入蓄電池進行充電，如圖1所示。

當此時蓄電池電壓為12V情況下，此時太陽能電池板工作電壓被蓄電池電壓鉗

位，也同時為12V，而太陽能電池板的工作電流在光照理想的情況下，最大為

6.4A，此時我們可以計算出此時真正的太陽能電池輸出的有效功率為：

Pout=12*6.4=76.8W；看看此時還是在理想情況下，230W的板子變成了76.8W。實際使用還會更加低下。

從以上情況可以看出，雖然太陽能電池板具備了自身輸出最大功率的條件，但是由于外

部負載的關(guān)系，限制了這種特性的輸出。所以我們必須引入MPPT裝置來解決這一問題。

好了，如果接入MPPT的情況是什么樣子呢？

如果采用MPPT控制器來匹配太陽能電池和蓄電池之間的阻抗，使太

陽能電池板的輸出功率逼近Pmax，由于改變了輸入輸出之間的關(guān)系，設(shè)MPPT轉(zhuǎn)換

級效率為98%，忽略MPPT跟蹤效率，此時太陽能電池的輸出功率為:

Psout=36*6.4A≈230W;

?MPPT輸出功率為：

PDC out=12*19.1A*98%≈224W; 天哪，這個19.1A是怎么來的呢？太陽能板最大電流都輸出不了19.1A，為何MPPT輸出了

19.1A，這是因為MPPT將太陽能板6.4A對應(yīng)的36V工作電壓，轉(zhuǎn)化成了12V 對應(yīng)的19.1A的電流。

這就是MPPT的優(yōu)勢所在。

? 采用MPPT，蓄電池電壓不在鉗位太陽能電池電壓，所以讓太陽能電池板能夠

輸出最大功率通過DC-DC變換，使蓄電池獲得最高的充電功率所對應(yīng)的電流和

電壓。這一方式可以大大提高充電效率和最高利用太陽能電池發(fā)電，比直接接

入蓄電池充電的方式可以提高30-40%以上的效率，在這種電壓相差比較大，然后工程中實際會出現(xiàn)的案例效率提升更加明顯。

也許有人會說，你犯傻，用36V的板子給12V電池充電，其實36V單片組件是個標準品，如果用18V的標準組件也是同樣的道理。

看以下示例：

太陽能電池部分基本參數(shù)為：這是100W的標準組件的參數(shù)。

Pmax=100W;

Voc=23V;

Vmp=18V

Imp=5.6A

蓄電池基本參數(shù)：

電壓：DC12V

容量：100AH

當太陽能電池在理想的工作的條件下，接入蓄電池進行充電，如圖1所示。

當此時蓄電池電壓為11V情況下，此時太陽能電池板工作電壓被蓄電池電壓鉗

位，也同時為11V，而太陽能電池板的工作電流在光照理想的情況下，最大為

5.6A，此時我們可以計算出此時真正的太陽能電池輸出的有效功率為：

Pout=11*5.6=61.6W；

如果隨著充電時間延長，蓄電池電壓變成12V，此時輸出的有效功率為：

Pout=12*5.6=67.2W；

從以上情況可以看出，雖然太陽能電池板具備了自身輸出最大功率的條件，但是由于外

部負載的關(guān)系，限制了這種特性的輸出。所以我們必須引入MPPT裝置來解決這一問題。

采用MPPT控制器來匹配太陽能電池和蓄電池之間的阻抗，使太

陽能電池板的輸出功率逼近Pmax，由于改變了輸入輸出之間的關(guān)系，設(shè)MPPT轉(zhuǎn)換

級效率為98%，忽略MPPT跟蹤效率，此時太陽能電池的輸出功率為:

Psout=18*5.6A≈100W;

?MPPT輸出功率為：

PDC out=12*8.3A*98%≈98W;這個8.3A就是MPPT控制器充電給蓄電池電流，這是因為MPPT將太陽能板5.6A對應(yīng)的18V工作電壓，轉(zhuǎn)化成了12V 對應(yīng)的8.3A的電流。

這就是MPPT的優(yōu)勢所在。

以上所有試驗都是真實驗證過的，我只是舉例說明以下，真實的電流值是隨著太陽的變化而變化，太陽能板的真實輸出功率是無時無刻都在變化的，單純的去匹配電壓是會嚴重影響效率。否則并網(wǎng)逆變器為何一定要MPPT跟蹤呢？這個同樣不例外

樓下有人對此有疑問，覺得不好，可以使用你們的方法，來和我這個機器進行對比試驗，看看是誰的充電電流會大一些?？赡苡腥藭f，我多增加太陽能板不是更加好嗎？可是太陽能板你不要錢呀，MPPT多少錢，電池板多少錢，一片100W的板子，你能加多大的板子去配合原來的板子呢？加1W嗎？還是10W？這些就是不開竅的天馬行空的想法。

開始上圖，敬請期待。

體積很小，采用了DSP，不是單片機哦，電路也是超級簡單，大幅提升充電效率，如果有人對此有疑問，歡迎拿一個現(xiàn)在通常市面上的東西，對比測試一下?？纯吹降譓PPT提升了多大的充電電流吧。

對此電路有懷疑的人士，本人暫時不會公布相關(guān)電路圖。請不要冷嘲熱諷，那樣只會讓人覺得惡心。

原文鏈接：
https://www.dianyuan.com/bbs/954445.html