MPPT太陽能車跟蹤控制器的製作方法
2023-06-24 13:22:06
本實用新型涉及控制器，具體涉及MPPT太陽能車跟蹤控制器。
背景技術：
能源是人類生存發展的物質基礎，當前，隨著全球經濟的快速發展，包括我國在內的各國對能源的需求與日俱增。
太陽能是一種可再生清潔能源，目前，我國對太陽能的利用主要停留在非跟蹤式太陽能發電、太陽能電池、太陽能熱水器的初級應用階段，太陽能發電站中採用的單晶矽電池的太陽能轉換效率僅為12％左右，並沒有將太陽能發電的優勢體現出來。太陽能光伏發電作為太陽能利用的重要方式，發展前景非常廣闊，並成為未來解決能源危機的重要途徑。但太陽能存在著密度低、間歇性、光照方向和強度隨時間不斷變化的問題，這對太陽能的收集和利用裝置提出了更高的要求。目前太陽能電池板的架設大都採用固定式，其電池板的板面固定朝向天空中某一方向，並不隨著太陽移動而偏向，其發電效率都會受到時間因素造成太陽光入射太陽電池板角度的影響，不能充分利用太陽能資源，發電效率低下。
提高太陽能發電效率的有效途徑就是採用跟蹤式聚光發電——即配備太陽跟蹤系統，配備太陽跟蹤系統可以直接將太陽能發電的效率提高92.2％；對於新型太陽能發電材料砷化鎵來說，採用跟蹤聚光發電，太陽能發電效率更能提高到36％以上，然而，目前市場上的太陽跟蹤系統存在價格昂貴、跟蹤精度僅為0.3°、可靠性較差等缺點，制約了太陽跟蹤系統在實際應用中的推廣。
技術實現要素：
為了解決上述現有技術中存在的問題，本實用新型提供一種MPPT太陽能車跟蹤控制器，來提高太陽能的發電效率。
本實用新型解決其技術問題所採用的技術方案是：
MPPT太陽能車跟蹤控制器，控制器包括有輸入模塊，採樣保持電路模塊，電池管理模塊，擴展接口模塊和驅動電路模塊；輸入模塊包括有太陽能陣列電壓單元，太陽能陣列電流單元，太陽光傳感器；電池管理模塊包括有AD採樣濾波處理單元，通訊顯示單元和PWM驅動信號單元；輸入模塊經由採樣保持電路模塊連接於電池管理模塊的AD採樣濾波處理單元，電池管理模塊的通訊顯示單元連接於擴展接口模塊、PWM驅動信號單元連接於驅動電路模塊。
本實用新型還具有以下附加技術特徵：
進一步優化的，驅動電路模塊包括有驅動晶片和與驅動晶片相連接的第一輸入端、第二輸入端，第一輸出端、第二輸出端、第三輸出端；第一輸入端設有上下兩支路，上支路經由第一電阻直接連接於驅動晶片的LI端，下支路分別經由第一二極體和第二二極體連接於第二電阻，第二電阻連接於驅動晶片的LI端，驅動晶片的LI端還連接有第一電容；第二輸入端直接連接於驅動晶片的HI端；第一輸出端經由第四電阻連接於驅動晶片的LO端，第四二極體和第三電阻串聯後與第四電阻並聯連接；第二輸入端經由第五電阻連接於驅動晶片的HO端，第五二極體和第六電阻串聯後與第五電阻並聯連接；第三輸出端設有上下兩支路，上支路經由第二電容連接於驅動晶片的HB端，下支路直接連接於驅動晶片的HS端。
進一步優化的，驅動晶片的HB端和驅動晶片的VDD端經由第三二極體連接，第三二極體連接與外部電源VCC端。
進一步優化的，驅動晶片的VSS端接地。
進一步優化的，第一電容接地。
本實用新型和現有技術相比，其優點在於：太陽光傳感器採集太陽光位置並將其轉換為電信號，通過模數轉換後，將數位訊號送入驅動晶片，驅動晶片根據偏差信號計算出太陽位置，並輸出相應的控制信號，經過驅動電路控制輸出端連接的外部結構，保證外部結構的太陽能面板始終與太陽光垂直，從而實現太陽跟蹤目的。
本實用新型的附加方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本實用新型的實踐了解到。
附圖說明
為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
圖1為本實用新型控制系統框圖；
圖2為本實用新型驅動電路原理圖；
附圖標記說明：
第一輸入端Input1；第二輸入端Input2；第一輸出端Out1；第二輸出端Out2；第三輸出端Out3；第一電阻R1；第二電阻R2；第三電阻R3；第四電阻R4；第五電阻R5；第六電阻R6；第一二極體D1；第二二極體D2；第三二極體D3；第四二極體D4；第一電容C1；第二電容C2。
具體實施方式
下面將參照附圖更詳細地描述本公開的示例性實施例。雖然附圖中顯示了本公開的示例性實施例，然而應當理解，可以以各種形式實現本公開而不應被這裡闡述的實施例所限制。相反，提供這些實施例是為了能夠更透徹地理解本公開，並且能夠將本公開的範圍完整的傳達給本領域的技術人員。
在本實用新型的描述中，需要理解的是，術語「縱向」、「橫向」、「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」、「豎直」、「水平」、「頂」、「底」、「內」、「外」等指示的方位或位置關係為基於附圖所示的方位或位置關係，僅是為了便於描述本實用新型，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。
MPPT太陽能車跟蹤控制器，如圖1所示，控制器包括有輸入模塊，採樣保持電路模塊，電池管理模塊，擴展接口模塊和驅動電路模塊。輸入模塊包括有太陽能陣列電壓單元，太陽能陣列電流單元，太陽光傳感器。電池管理模塊包括有AD採樣濾波處理單元，通訊顯示單元和PWM驅動信號單元。輸入模塊經由採樣保持電路模塊連接於電池管理模塊的AD採樣濾波處理單元。電池管理模塊的通訊顯示單元連接於擴展接口模塊、PWM驅動信號單元連接於驅動電路模塊。
太陽光傳感器採集太陽光位置並將其轉換為電信號，通過模數轉換後，將數位訊號送入驅動晶片，驅動晶片根據偏差信號計算出太陽位置，並輸出相應的控制信號，經過驅動電路控制輸出端連接的外部結構，保證外部結構的面板始終與太陽光垂直，從而實現太陽跟蹤目的。
控制系統驅動電路設計驅動電路的原理為:驅動信號經過驅動晶片處理後驅動主開關管和續流管。系統採用同步整流的方式,從DSP輸入的互補的信號波形分別從HI和LI輸入,從H0和L0輸出的信號直接驅動主開關管和續流管。
如圖2所示，具體的驅動電路模塊，包括有驅動晶片和與驅動晶片相連接的第一輸入端Input1、第二輸入端Input2，第一輸出端Out1、第二輸出端Out2、第三輸出端Out3。輸出端連接的外部結構，外部結構上設有太陽能面板。
第一輸入端I設有上下兩支路，上支路經由第一電阻R1直接連接於驅動晶片的LI端，下支路分別經由第一二極體D1和第二二極體D2連接於第二電阻R2，第二電阻R2連接於驅動晶片的LI端，驅動晶片的LI端還連接有第一電容C1。第一電容C1接地。
第二輸入端Input2直接連接於驅動晶片的HI端。
第一輸出端Out1經由第四電阻R4連接於驅動晶片的LO端，第四二極體D4和第三電阻R3串聯後與第四電阻R4並聯連接。
第二輸入端Input2經由第五電阻R5連接於驅動晶片的HO端，第五二極體D5和第六電阻R6串聯後與第五電阻R5並聯連接。
第三輸出端Out3設有上下兩支路，上支路經由第二電容C2連接於驅動晶片的HB端，下支路直接連接於驅動晶片的HS端。
另外，驅動晶片的VSS端接地。驅動晶片的HB端和驅動晶片的VDD端經由第三二極體D3連接，第三二極體D3連接與外部電源VCC端。
儘管已經示出和描述了本實用新型的實施例，本領域的普通技術人員可以理解：在不脫離本實用新型的原理和宗旨的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本實用新型的範圍由權利要求及其等同物限定。