一直以來，我們在需求一種更加高效的太陽能充電的方式，經(jīng)過前幾代的更新，MPPT的軟件算法已經(jīng)非常穩(wěn)定和高效，因為是采用DSP控制，那么更加高效的多相并聯(lián)交錯的TOP成為了現(xiàn)實。

MPPT控制器硬件難點，一般集成在以下幾個方面：

一：MPPT控制器需要做好高效的DC-DC變換，盡最大限度的提高DC-DC的效率。

二，由于輸出低壓直流大電流，最好需要多個模塊并聯(lián)工作，這樣可靠性將會大大提高，就算壞掉一個，其他的還會在工作。

三:要解決夜間放反灌的問題，防止蓄電池在晚上倒灌到電池板子，引起其他問題。這個防止倒灌又要在白天輸入的時候，盡可能的高效率，不能發(fā)熱。

四: MPPT控制器軟件，這是MPPT的靈魂了，它的精度，速度，直接影響了控制器的輸出功率大小，最終反應了太陽能電池板的有效利用率了。

 

為了解決MPPT控制器面臨的第一、二個問題，采用多相位并聯(lián)交錯實現(xiàn)，分為4路同步整流BUCK電路來提高效率和可靠性。

 

這個MPPT控制器的設計范圍的輸入電壓是18-200V，也就是太陽能板子的輸入電壓，這個電壓是多片太陽能電池板串聯(lián)組合下得到的給MPPT控制器的電壓。MPPT控制器可以自動識別12V/24V/36V/48V的電池，并且給這些電池安全高效的充電，一般我們普通的DC-DC的電源轉(zhuǎn)換器，要在這么高的降壓比下工作，那電容，電感上的紋波將會非常大，造成輸入和輸出的濾波電容溫度非常高，這是一個不好的方式。

為了在硬件上獲得相對簡單、穩(wěn)定的控制，之前的做的都是采用三相并聯(lián)交錯的方式實現(xiàn)，它的高效率的表現(xiàn)已經(jīng)獲得了實際的驗證。

現(xiàn)在第四代在之前的基礎上改進了非常多的地方，基本硬件TOP已經(jīng)改成了4相并聯(lián)交錯，并且使用同步整流的方式，這樣在大電流下，大大降低了采用通常的二極管續(xù)流的損耗。

 

另外多相PWM交錯控制的好處是，可以大大降低輸入和輸出的紋波電流，因為紋波電流會在電容上流動，造成電容發(fā)熱嚴重，提早失效，特別是對于太陽能PV電壓很高，電池電壓比較低的情況下，多相并聯(lián)交錯是解決電容，電感等元件發(fā)熱的有效手段。

最終的功率變換的DC-DC級的硬件TOP如下圖，由于有4相并聯(lián)交錯，下圖是4相交錯的其中一路。4路這樣的方式組合一起，最終并聯(lián)在一起輸出，關于多相位控制的具體細節(jié)，可以參考我之前發(fā)的一個帖子：http://www.e-ticket.cn/bbs/1432500.html-由CPU供電電流聯(lián)想到的MPPT電路架構(gòu)

 

 

有經(jīng)驗的人一看到下面的電路，馬上會想起，這不就是一個半橋嘛，實際上，這就是一個半橋，看到2個MOSFET組合成一個半橋，這樣驅(qū)動就好做了，可以使用大家經(jīng)常玩的IR公司的IR2110驅(qū)動芯片，驅(qū)動上下橋臂，因為下管將BUCK的電流換成了MOSFET，這樣下管導通的時候，上管的驅(qū)動電荷泵被刷新，保證在任何情況下，都能得到可靠的驅(qū)動。

我們都知道，BUCK是一種非常高效的DC-DC電路，但是有個非常嚴重的缺點，就是如果輸出負載是一個電池類的東西，那么用通常的同步整流芯片控制，電路極有可能變成BOOST，上圖就是這種典型的電池負載的應用。

從上圖可知，這個電路實際上可以雙向功率流的。

問題來了：如果Q1占空比非常小，按照普通同步整流控制芯片，對應的下管PWM占空比是為上管的反相，也就是說如果上管為20%，下管為80%，電感又不是在CCM模式下工作了，此時電路就變成了BOOST了，輸入電容要是耐壓不夠，極容易炸掉了，對控制器的MOSFET也是一大隱患。

 幸好我們采用了TI的高性能的DSP來實現(xiàn)PWM的脈沖的自動平衡控制，在電感電流在接近0的時候，Q2會提前關閉，保證電感在BUCK下的伏秒平衡的正確性，當上管占空比非常小的時候，或者太陽能電池板電壓很高，蓄電池電壓被充電到足夠高的時候，此時尤其要注意上下管子的占空比的問題。因為這時候極易造成隱患，燒MOSFET。

 

第三個問題的解決方式：

目前這個放倒灌的電路在普通的PWM控制器上非常成熟，他并且擔任這PWM充電的工作，在MPPT控制器中，由于同步整流BUCK電流上管的體內(nèi)二極管是朝太陽能電池板，所以就算關閉上管，由于體內(nèi)二極管的存在，蓄電池還是會經(jīng)過體內(nèi)二極管回流到太陽能電池板。

所以我們需要做一個防止回流的電流，最簡單的方式就是加入一個二極管在太陽能電池板輸入到控制器上。這個二極管在太陽能電池板電壓低于蓄電池的時候，自然截止，電池電流是無法回流到控制器。

這樣做的話，這個二極管將會相當熱，這個二極管耐壓至少超過蓄電池的最高電壓，目前的二極管60V以上的肖特基，導通的電壓都在0.7V以上，如果太陽能板電流為10A，那么這個二極管的損耗是0.7V*10A=7W，7W的功率在二極管上損耗，將會造成熱量的迅速的累積，溫升變得很高。機器內(nèi)部這個熱量，只能靠風扇排走，為了能降低這個損耗，我采用了MOSFET的放反灌的電路，如下：

使用2個MOSFET串聯(lián)后，再串聯(lián)在太陽能電池板，到后級電路中，MOSFET在電源的負極上，這樣非常容易驅(qū)動，從而解決了二極管帶來的損失，這個電路在普通的PWM控制器上非常常見。

如果太陽能電池板的輸入電流為10A，一個IRFP4368的MOSFET是75V,1.46毫歐，2個串聯(lián)才3毫歐左右，10A*10A*0.003=0.3W，區(qū)區(qū)0.3W的功耗對于一個TO-247的管子來說，完全起不到任何熱的感覺。就算是20A輸入才1.2W，完全不用擔心輸入的部分發(fā)熱造成問題，因為它根本就不會熱了。

 

最后還有第四個問題，這是一個核心問題，難點，目前網(wǎng)上沒有公布什么成熟的算法，目前的第四代的MPPT算法是非常先進的，后續(xù)能慢慢道來；

老規(guī)矩放圖；第四代的MPPT實物如下，目前的樣機工藝還沒有到位，到時候會盡快修正各部分的細節(jié)，辛苦了給它帶來完善的所有兄弟，讓我們在太陽能行業(yè)里面燒的更加徹底吧。。。。。

最新的消息：今天已經(jīng)完成了免費試用版的最后一次軟件的更新升級，免費試用版還是老規(guī)矩：

暫時定下獲取名額的條件如下：

1， 是之前買過老版本第二代，第三代MPPT機器的朋友。

2， 由于增加了太陽能電池板，原來老版本的不能滿足大電流充電的需求，需要大電流充電的。

3， 能第一時間放上實測圖片與數(shù)據(jù)的朋友，這個可能需要至少有個鉗形電流表和萬用表相關的東西。好與不好，有圖有真相，可以讓大家都能夠看得到，有了問題，我才有改進的地方。

4， 免費試用時間原則不超過一個月，因為這個活動會繼續(xù)保持下去，試用完成之后，會移交到下一次的試用接力，這樣可以讓更多曾經(jīng)支持我的朋友，能夠享用這個東西的帶來的效果與產(chǎn)生的實際意義，所以請拿到手的朋友，盡力愛惜好機器，以留給下一位試用者。

5， 不排斥在試用中更新機器固件的可能，由于我們的工作的關系，可能有些時間會空閑，有了時間會進一步更新固件，增加更多的功能項目，新固件的工作就能持續(xù)下去。

目前機器的特性如下：

1，可以自由設置電池浮充電壓，均充電壓，和輸出負載的定時控制，并且所有參數(shù)均是可以在確認后保存在CPU里面。這和原來的幾代有明顯區(qū)別。為了保證在使用的時候，亂設置搞不好的情況下，最高電池充電電壓鎖定在單體2V電壓是在2.4V，如果是24V，那么這個電壓2.4*12節(jié)=28.8V。

2，輸入最高電壓不應該超過200V，為了能保險起見，請將電壓控制在150V內(nèi)，為安全。

3，電池電壓12V/24V/36V/48V全自動識別，最高效率點和輸入電壓有關系，第一個最高效率點的位置是:電池電壓的2倍輸入的位置,也就是說，如果你的電池電壓是24V的,那么太陽能板子輸入電壓在48-72V之間好，滿足2個太陽能電池板串聯(lián)的輸入特性。

4，LCD參數(shù)顯示太陽能電池電壓，太陽能電池電流，蓄電池電壓，蓄電池充電電流，工作模式，當前發(fā)電功率，機器版本號，和溫度，每2個參數(shù)為一屏顯示，通過按鍵可以切換每一屏的參數(shù)，這個和之前的二代和三代有區(qū)別，不是輪流的顯示。

5，輸入端子，最大壓接8平方的電纜，太陽能板輸入因為是高壓，只有一組接口，蓄電池是電壓，分開2組輸出，請注意正負極。

其他的沒有完善的地方可以在帖內(nèi)或者Q群238468012內(nèi)討論;