之间，根据太阳能电池阵列输出特性试验，得到阵列最大功率点电压在

129．6V～

137．7V 之间。由此确定蓄电池组由 10 个 12V／20Ah(5 小时放电率)的铅酸蓄电池串联
组成，额定电压为

120V，工作电压在 120V～140V 之间。蓄电池工作电压在太阳能电池

阵列的最大功率点电压附近。

 MPPT 要实现太阳能电池工作电压到蓄电池电压转换，其

本身是需要消耗能量的；同时

MPPT 应用在“追日号”太阳能车上，它的重量将增加整车

功率的消耗。如果

MPPT 的转换效率过低，应用 MPPT 所获得的太阳能电池阵列输出功

率的增加有可能被

MPPT 本身消耗掉，甚至起反作用。在工作中，由于日光照度、温度等

的变化，太阳能电池阵列的最大功率点

(MPP)将随工作环境的变化而时刻变动着，

MPPT 必须随时监测阵列输出状态的变化，根据智能的控制策略判断最大功率点的位置，
调整阵列的工作电压跟踪最大功率点电压，由此实现

MPPT 的功能。因此，MPPT 不仅

是一个高效率的

DC／DC 转换器，更是一个智能的控制系统。

1．1 

MPPT 的硬件
设计

MPPT 的

硬件包括
MPPT 主回路、
微处理器、信
号调理电路 、
PWM 驱动电
路、电源、通信
接口等六个部
分。其硬件结
构如图

3 所示。

MPPT 的电压
转换器采用

Buck DC／DC 转换器，以 MOTOROLA 场效应管作为电子开关器件；采用

PWM 控制方式，工作频率为 16kHz。由上述的太阳能电池阵列电压与蓄电池电压可知，
MPPT 的 Buck DC／DC 转换器的降压比在 0．6～1．0 之间。在这个降压比范围内，
MPPT 的转换效率在 86％～99％之间。 由于采用了 Buck DC／DC 转换器，在太阳能电
池阵列的工作电压高于蓄电池电压的情况下，通过调整

BuckDC／DC 转换器的占空比

即可改变太阳能电池阵列的工作电压

[3]。MPPT 的 Buck DC／DC 转换器的电感上

L=4mH，临界负载电流 Iok 为： Iok=(Vout/2Lf)/(1-D) Iok|D=0.7=120V/(2%26;#215;4mH
%26;#215;13kHz)(1-0.7)≈0.35A 当电流 I>0．35A、占空比 D>0．7 时， 

在场效应管开关的一个周期内，电感的电流是连续的，则

Buck DC／DC 转换器的

降压比等于

PWM 控制信号的占空比。所以 MPPT 的控制策略是通过调整 PWM 的占空比

D 来调整 Buck DC／DC 转换器的降压比，以达到调整太阳能电池阵列工作电压为最大
功率点

(MPP)电压的目的。 MPPT 微处理器的工作步骤是：首先采集 MPPT 主回路的电

压及电流信号，然后根据最大功率点跟踪策略判断最大功率点的位置，确定

PWM 信号

占空比

D 的值，最后输出 PWM 信号给驱动电路。微处理器是 MPPT 的控制核心，这里

采用飞利浦

80C552 单片机来实现 MPPT 的控制。而且微处理器可以通过 RS232 接口与

PC 机连接，实现 MPPT 和 PC 机之间信息的交换。 在信号调理电路部分，设计了线性光