MPPT研究心得先理论在实践后设计-电源网

刚开始做MPPT时候的很迷茫，其中大家谈理论比较多，实现方案比较少.

设计MPPT一般使用单片机完成，输出带死区控制的互补PWM不是什么难事，其中实现的软件算法我就不多说.

现来说说这个电路的优点和缺点，有不正确却的地方，请各位大量斧正。

　　1:buck电路；

　　BUCK电路是现在大家最熟悉的经典降压电路，他有输出功率大，输出汶波低，效率高，很容易就输出几十安，效率一般都可以集中在95左右，驱动也是很容易就可以找到的半桥驱动器，可以胜任，输入电压决定于半桥驱动器的耐压，一般的半桥驱动器频率不是很高。电路简单，MOS并联容易，可以任意并接，达到输出电流要求。

　　我们知道计算输入电源汶波=（电源内阻*电源输出电流）+电源提供回路内阻，电源内阻=输出负载电阻，这样才是最大P的输出点；太阳能电池参数一般是17.5V/8A左右，这样计算下来2.1R左右，这个是单节电池光板在最大太阳照射下的内阻，光板的串并联，内阻随之改变。光板上的电压波动非常大，这个时候需要电容C来降低电源对外输出内阻，关于光板汶波影响光板输出效率的建议是采纳了老戴的建议，个人觉得这个应该这样计算。实际试验中也证明光板汶波的大小直接影响到输出电流的大小（输出使用CV模式，电子负载）

　　2：BOOST电路：

　　BOOST电路，这个大家再熟悉不过的，很多ACPF中都使用这个方式，他的优势就是输入汶波电流小，输出汶波也很小

　　效率可以很高98~99左右

　　只要电感足够大，工作在CCM模式，电容可以趋近于无形小，电容容量与电感感量选择成反比。

　　这个电路可以将频率提升到一个足够高（500K/1M），成本是电路中最低的。

　　缺点，这个电路最佳工作点是50%左右，现在一般光板是17.5V（除非可以定制），也就是说，使用很难适配12V系列电池。可以适配除比自己低的电池系统外的任意电压系统规格。

　　驱动同上面的BUCK电路相同，上管可以使用二极管替代，这样的驱动可以简单非常多，设计非常容易，

　　这个电路是相对效率、成本、DCPF三者结合最优秀的电路。

　　其他雷同，

　　3：BOOST BUCK&BUCKBOOST电路比较

　　搞清楚了上面两个电路就非常明白，

　　若系统对电压要求是已知的，电池适配电压一定比光板电压高，当然需要选择BOOST，这个最简单，

　　系统的光板配置当然也得是并联，设计一个光板并联箱也不是一件难事，两路（N路）过来，经过MOS后连接在一起，

　　背的方向对着开关电源。

　　光板模型=电流源模型

　　电流源对外输出，电压随负载内阻变化而变化，这样形成的电压在我们这个应用中称为纹波，这个纹波的大小直接决定了光板电能输出的效率，也就是光板发电利用率，这样的话，我们就选择输入电流连续的电源转化电路，这样输入电流波动比较小，形成的VI电压波动就少，

　　前级使用BOOST，若电压出现失配，我们就需要使用一级BUCK，

　　BOOSTBUCK，有很多种形式，因我们讨论的是小功率型，所以成本非常关键，小功率MPPT，至少节约出来的光板配置费用不会比买一个带MPPT控制器的价钱还少，这样MPPT设计的再完美，一点意义都没有。

　　所以我们的设计目标使用两个MOS（还可以使用一个MOS一个二极管来实现），两个线圈，电解等电容的容量足够的小，

　　尽量使用低端的单片机，

　　配置仅仅如此就可以完成完美的MPPT控制器功能了。

　　根据我们的成本目标分析，剩下的电路选择并不是很多了，根据CUK电路设计MPPT，

　　CUK电路的唯一缺点就是负压，我想这个问题难不到各位达人，

　　可以使用辅助电源的参考地的参考点来确定输入与输出的电位关系。

　　是不是非常简单，

　　根据设计测试结果，这个电路在输入10A的条件下（17.5V），效率可以达到92，

　　其中电路板的铜箔走线压降损耗很严重（电流太大），大概有2个点，输入电流低效率越高，最高可以再高两个点，

　　因CUK工作的脉冲电流非常大，电流平方*电阻，所以。。。。

　　因线圈形状选择的因数，导致PCB布板不是很合理，相信再改改电感线圈的形状，器件选择优化一下，再高个1个点不是什么问题。

　　输入电解电容，最大100u,已经足够大了，输入输出纹波可以压制在100~200mV/17.5V,我选择的输出电压是14V/12V系统，若是24V系统可以直接使用BOOST，使用BOOSTBUCK，效率上会比BOOST单级低，成本会高一个线圈外加一个电解。