一种MPPT调节器限流保护装置的制作方法

一种mppt调节器限流保护装置
技术领域
1.本发明属于mppt调节器技术领域，具体涉及一种mppt调节器限流保护 装置。


背景技术：

2.传统s3r设计或s4r设计中，太阳电池阵实际输出电压会被母线钳位， 尤其采用不调节母线设计时，太阳电池实际输出电压因蓄电池组电压钳位输 出功率会更低。mppt技术解决了由于太阳光照角变化剧烈，为了满足整星能 量平衡必须增加太阳帆板面积的难题。
3.如图1所示为目前mppt调节器普遍采用的过流保护电路框图。由于空间 环境的影响，太阳电池初期功率远高于末期功率，低温出影时会导致mppt 调节器的输出电流过高。为了减小输出电流应力和提高系统可靠性，mppt调 节器采用多组并联的形式。为了防止蓄电池组放电深度较大时导致mppt调节 器输出过流，在每个mppt调节器输入端均设有过流保护装置。过流保护装置 在输出电流过大的情况下关断保护开关管使该路mppt调节器断路，待蓄电池 电压升高再重新接入系统，造成功率损失。
4.由于太阳电池初期功率较大，为了使设计参数满足高压大电流的需求， 必须降低每个mppt调节器的输入电流，使元器件满足降额需求。但是此设计 降低了mppt调节器的能量利用率，增加了系统的体积重量。


技术实现要素：

5.为解决上述问题，本发明提供了一种mppt调节器限流保护装置，包括： 电流采样电路、比较判断电路、限流基准设定电路、隔离驱动电路和功率单 元，其中，所述电流采样电路的第一端与mppt调节器连接而第二端与所述比 较判断电路的第一端连接，所述限流基准设定电路的第一端与所述比较判断 电路的第二端连接而第二端与所述隔离驱动电路的第一端连接，所述功率单 元的第一端与所述mppt调节器连接而第二端与所述隔离驱动电路的第二端 连接。
6.优选地，还包括：pi积分控制电路，其中，所述pi积分控制电路的第 一端与所述限流基准设定电路的第二端连接而第二端与所述隔离驱动电路的 第一端连接。
7.优选地，所述比较判断电路包括：第一比较器，所述第一比较器的正极 输入端与所述电流采样电路的第二端连接而负极输入端与限流基准信号连 接，所述第一比较器的输出端与所述限流基准设定电路的第一端连接。
8.优选地，所述限流基准设定电路包括：rs触发器和第二比较器，其中， 所述rs触发器的s输入端与所述比较判断电路中第一比较器的输出端连接而 qn输出端与所述第二比较器的正极输入端连接，所述第二比较器的输出端分 别与所述第二比较器的负极输入端和所述隔离驱动电路的第一端连接。
9.优选地，所述限流基准设定电路还包括：电阻，所述电阻的第一端与所 述rs触发器的qn输出端连接，所述电阻的第二端与所述第二比较器的正极 输入端连接。
10.优选地，所述限流基准设定电路还包括：电容，所述电容的第一端分别 与所述电
阻的第二端和所述第二比较器的正极输入端连接，所述电容的第二 端接地。
11.本技术提供的一种mppt调节器限流保护装置，通过比较电流采样信号与 给定基准判断输出电流是否达到限定值，使mppt调节器在光照模式下限流保 护动作，避免采用过流保护造成系统功率损失，也降低了卫星工作初期时元 器件的电流应力，提高了系统的可靠性；采用改变mppt基准信号使mppt调 节器偏离最大功率点进而限制输出电流的方式，既能避免mppt调节器输出电 流过流与系统断开造成功率损失，又能克服空间太阳光照角剧烈变化时限流 保护装置反馈较快造成限流保护产生振荡，该设计具有安全、可靠的特点。
附图说明
12.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实 施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面 描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲， 在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
13.图1是本发明提供的一种mppt调节器限流保护装置的示意图；
14.图2是本发明提供的一种基于linux平台图形化桌面和应用的稳 定性测试系统的示意图；图3是本发明提供的一种mppt调节器限流保护装置的示意图。
具体实施方式
15.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施 方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例 性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结 构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
16.如图1，在本技术实施例中，本发明提供了一种mppt调节器限流保护装 置，包括：电流采样电路、比较判断电路、限流基准设定电路、隔离驱动电 路和功率单元，其中，所述电流采样电路的第一端与mppt调节器连接而第二 端与所述比较判断电路的第一端连接，所述限流基准设定电路的第一端与所 述比较判断电路的第二端连接而第二端与所述隔离驱动电路的第一端连接， 所述功率单元的第一端与所述mppt调节器连接而第二端与所述隔离驱动电 路的第二端连接。
17.在本技术实施例中，本发明提供的一种mppt调节器限流保护装置还包 括：pi积分控制电路，其中，所述pi积分控制电路的第一端与所述限流基 准设定电路的第二端连接而第二端与所述隔离驱动电路的第一端连接。
18.当本技术提供的一种mppt调节器限流保护装置工作时，mppt调节器的 输出电流采样信号通过低通滤波器与第一比较器的正输入端相连，限流基准 信号与第一比较器的负输入端相连。当卫星工作初期或蓄电池组放电深度较 大时，mppt调节器输出电流采样信号高于限流基准信号，比较判断电路的输 出为高电平。比较判断电路的输出与rs触发器的s输入端相连，当比较判断 电路发出高电平信号时，即s输入端输入高电平，此时qn输出端由原保持状 态强制翻转为低电平信号。qn输出端输出方波信号经过pi积分控制电路中 的rc积分电路后转换为三角波信号，即控制太阳电池功率输出的mppt基准 信号。随着qn输出
端变为低电平信号，mppt基准信号减小，经过pi积分控 制电路强制将mppt调节器偏离最大功率点，工作于最大功率点左侧部位，进 而减小了输出功率，使输出电流限制在最大值工作。
19.在本技术实施例中，所述比较判断电路包括：第一比较器，所述第一比 较器的正极输入端与所述电流采样电路的第二端连接而负极输入端与限流基 准信号连接，所述第一比较器的输出端与所述限流基准设定电路的第一端连 接。
20.在本技术实施例中，所述限流基准设定电路包括：rs触发器和第二比较 器，其中，所述rs触发器的s输入端与所述比较判断电路中第一比较器的输 出端连接而qn输出端与所述第二比较器的正极输入端连接，所述第二比较器 的输出端分别与所述第二比较器的负极输入端和所述隔离驱动电路的第一端 连接。
21.在本技术实施例中，所述限流基准设定电路还包括：电阻，所述电阻的 第一端与所述rs触发器的qn输出端连接，所述电阻的第二端与所述第二比 较器的正极输入端连接。
22.在本技术实施例中，所述限流基准设定电路还包括：电容，所述电容的 第一端分别与所述电阻的第二端和所述第二比较器的正极输入端连接，所述 电容的第二端接地。
23.本技术提供的一种mppt调节器限流保护装置，通过比较电流采样信号与 给定基准判断输出电流是否达到限定值，使mppt调节器在光照模式下限流保 护动作，避免采用过流保护造成系统功率损失，也降低了卫星工作初期时元 器件的电流应力，提高了系统的可靠性；采用改变mppt基准信号使mppt调 节器偏离最大功率点进而限制输出电流的方式，既能避免mppt调节器输出电 流过流与系统断开造成功率损失，又能克服空间太阳光照角剧烈变化时限流 保护装置反馈较快造成限流保护产生振荡，该设计具有安全、可靠的特点。
24.应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释 本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和 范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保 护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和 边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。