一种基于MXT8051控制平台的高效MPPT光伏控制器设计

　　充电管理模块

　　充电硬件方案

　　采用凌特公司LT3800作为BUCK主控芯片，该器件具有卓越的电压和负载调节及快速瞬态响应功能和同步整流功能;芯片内部集成了一个稳压器直接从输入电源向 IC 供电，启动时无需辅助 DC/DC 稳压器即可工作;此外，LT3800 还具有突发工作模式，可将无负载静态电流降至低于 100mA;并在此基础上外扩了电流环电压环双环控制电路。其电路如图3所示。

　　充电控制逻辑

　　首先以电流闭环为内环控制，控制充电电流的大小;再次以电压闭环为外环控制，控制充电电压大小。控制系统实时采集光伏电池电压，光伏充电电流，并实时计算出实际充电功率，经过MPPT控制软件模块函数不断更新电流给定值，以调节BUCK电源充电电流，实现以最大功率跟踪方式采集太阳能。控制系统实时采集温度信号，根据温度值决定对电池充电电压进行补偿，不断更新电压给定值，限制最大充电电压。其结构框图如图4所示。

　　MPPT的实现

　　为了说明问题，将光伏控制器电路简化成如图5所示的等效电路。

　　参数说明：

　　为太阳能板电池内阻;

　　为太阳能板电池开路电压;

　　为充电电流;

　　为太阳能板电池输出功率;

　　为太阳能板电池最大输出功率。

　　输出功率计算公式：(5)

　　从上面公式可以看出，在同一温度和光照强度下，和是固定不变，调节, 总可以找到一点，使该点输出功率最大;这一点就是要跟踪的最大功率点。

　　不难看出，当时，输出功率最大，最大功率为：(6)

　　由于实际应用环境是不断变化的，特别是光照强度发生变化，对和影响最大， 图6是同一温度下不同光照强度对应的光伏曲线图。

　　图中红色曲线就是要找的最大功率点曲线，不难看出不同光照强度下，最大功率点也随之变化，当和发生变化时，只要调节就能跟踪最大功率，由于和参数无法预知，采用模糊控制逻辑理论来很好的解决这个问题。

　　模糊控制理论电压和光伏充电电流，计算出当前功率PPV，(7)

　　将式(7)两边分别对VPV求导得 (8)

　　由于在最大功率点时，，所以, (9)

　　如果，光伏电池工作在最大功率点;如果不等，就需要调整输出电流，追踪最大功率点。 图7是MPPT控制流程图。