[发明专利]基于改进型H桥DC‑DC拓扑的MPPT控制电路

摘要

本发明公开了一种基于改进型H桥DC‑DC拓扑的MPPT控制电路，包含太阳阵工作电压采样模块、太阳阵工作电流采样模块、母线电压采样模块、母线电流采样模块、过压保护模块、逻辑模块、MPPT模式驱动模块和直通模式驱动模块，属于太阳能无人机电源系统DC‑DC电路的控制技术领域。所提出的MPPT控制电路，自行判定选择DC‑DC电路的工作模式，并通过直通模式的过渡可以有效地使MPPT模式下的Buck与Boost两种调节方式进行平滑切换，从而保证了系统的稳定性。本发明实现了MPPT模式与直通模式的统一控制，实时跟踪太阳电池阵输出最大功率点，提高了太阳电池阵的利用率，并增强了无人机电源系统的供电输出能力，为以太阳能无人机为代表的临近空间飞行器的能量供给提供参考与帮助。

主权项

一种基于改进型H桥DC‑DC拓扑的MPPT控制电路，其特征在于，包含逻辑模块、过压保护模块，以及连接改进型H桥DC‑DC拓扑电路的以下模块：太阳阵工作电压采样模块，将其对改进型H桥DC‑DC拓扑电路中的太阳阵工作电压Ump进行采样并分压的信号，输出至所述逻辑模块；太阳阵工作电流采样模块，将其对改进型H桥DC‑DC拓扑电路中的太阳阵工作电流Imp进行采样的信号，输出至所述逻辑模块；母线电压采样模块，将其对改进型H桥DC‑DC拓扑电路中的母线电压Uo进行采样并分压的信号，分别输出至所述过压保护模块及逻辑模块；其中，所述母线电压采样模块对母线电压Uo的分压比例，与所述太阳阵工作电压采样模块对太阳阵工作电压Ump的分压比例相同；母线电流采样模块，将其对改进型H桥DC‑DC拓扑电路中的母线电流Io进行采样的信号，输出至所述逻辑模块；MPPT模式驱动模块，根据其从所述逻辑模块处接收到的控制信号PWM1 ~ PWM4，向改进型H桥DC‑DC拓扑电路中构成H桥的MOS管Q1~Q4同时输出相应的驱动信号Gate1 ~ Gate4；直通模式驱动模块，根据其从所述逻辑模块处接收到的控制信号PWM5，向改进型H桥DC‑DC拓扑电路中直接连接输入端与输出端的MOS管Q5，输出相应的驱动信号Gate5；其中，所述过压保护模块，根据其从所述母线电压采样模块接收到的信号，将采样到的母线电压Uo与设定的基准值进行比较，向所述逻辑模块输出母线电压Uo是否高于基准值的比较结果；所述逻辑模块，接收Ump、Imp、Uo和Io的采样信号及所述比较结果，来判定选择改进型H桥DC‑DC拓扑电路的工作模式，在MPPT模式或直通模式中进行切换，输出与MPPT模式或直通模式相应的控制信号PWM1~ PWM5，提供给所述MPPT模式驱动模块及直通模式驱动模块。