    新能源专题
    光伏发电最大功率跟踪控制器的设计

白连平

白实

（1.

北京信息科技大学自动化学院，北京

100192

；

2.瑞萨电子（上海）有限公司北京

分公司，北京

100190

）摘要针对目前太阳能发电系统效率低的问题，本文利用微控制器

设计了一种太阳能光伏发电最大功率跟踪控制器。该控制器采用升降压式

DC/DC 转换电路，

利用电压扰动法实现最大功率点跟踪，使太阳能光伏电池始终保持最大功率输出；控制器

还能实时测量蓄电池的端电压，对蓄电池进行充放电保护。该控制器软硬件结合、可靠性高，

提高了太阳能光伏发电系统效率，并延长了蓄电池使用寿命。关键词：太阳能光伏电池；
最大功率点跟踪；

DC/DC 转换电路；电压扰动法

    Design of Solar Controller with Maximum Power Tracking
    Bai Lianping1 Bai Shi2 (1.School of Automation, Beijing Information Science
&Technology University, Beijing 100192

；

2.Renesas Tehnology (Shanghai) Co.,

Ltd, Beijing Branch, Beijing 100190) Abstract In view of the low efficiency of
solar photovoltaic system, short service life of the lead-acid battery and other
issues ， designed   a   solar   controller   using   microcontroller   MC9S08QG8.   The
controller   uses   Buck-Boost   DC/DC   conversion   circuit   and   voltage   perturb
algorithm to achieve maximum power point tracking, and maintains the largest
output of the solar cell. The controller also measures the battery voltage, and
achieves the battery charge and discharge protection. The controller integrates
software and hardware, has high reliability, increases solar photovoltaic system
efficiency and extends battery life. Key words：solar controller；MPPT；DC/DC
conversion circuit；voltage perturb algorithm
    1
    引言

制器采用微控制器来实现最大功率点的跟踪控制，有效地提高了太阳能电池的输出效率。

太阳能是人类可利用的最直接的清洁能源，它无污染、无噪声、取之不尽、用之不竭，日

益被人们重视，太阳能光伏发电得到广泛地应用。但是太阳能光伏电池的输出特性受负载

大小、环境温度、日照强度等因素的影响，太阳能光伏电池输出的电压和电流均发生很大的

变化，从而使输出功率不稳定，导致光伏发电系统效率降低。因此如何进一步提高太阳能

光伏电池的转换效率，充分利用光伏阵列所转换的能量，一直是太阳能光伏发电系统研究

的重要课题。本文对太阳能电池的输出特性进行了分析，研究了最大功率点跟踪的控制原

理和控制算法，设计制作了太阳能光伏发电最大功率跟踪控制器，该控
    2
    太阳能电池输出特性

太阳能电池输出特性是非线性的，受外界多种因素影响，主要因素是光照强度和环境温

度。太阳能电池伏安特性曲线如图

所示。从图

可以看出，当环境温度为

25℃时，太阳

能电池的输出电流和电压随着光照强度的增大而增大；而当日照强度不发生变化时，太阳

能电池的输出电压会随着温度的升高而降低。图

2 是太阳能电池伏瓦特性曲线。可以看出，

环境温度一定时，光照强度越大，太阳能电池输出的功率也越大；相反光照强度不变时，

环境温度越高，太阳能电池输出的功率越小。我们可以得到结
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2009

年第

8 期

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