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背景介绍
随着社会的发展，可再生能源的应用
越来越受青睐。其中太阳能作为一
种清洁、安全、绿色的可再生能源，被认为是世界上最
有发展前景的新能源技
术之一。传统的路灯采用高压市电供电，必须铺设大量的电缆，并
挖掘大量的
电缆沟。这势必增加整个系统的安装成本与维护成本。而太阳能路灯不用铺设
复杂的线路，只需要一个安装基座即可，节省了安装成本，并且太阳能路灯以
免费的太阳能作为能源，绿色环保，无需支付电费。因此太阳能路灯在城市道
路、工业园区、绿化带、广场等场所的照明中将带来明显的可利用优势。右图
为太阳能
路灯在城市道路的应用。
由于太阳
能光伏
(Photovoltaic
，简称
PV)
面板转换效率较低，一般为
18%
< br>左右，因此太阳能是一种
宝贵的资源。为了充分利用太阳能，需要使用一种高转换
效率的太阳能控制器来对太阳能进行跟踪，以最
大限度地将太阳能转换为电能。
利用控制方法实现光伏面板的最大功率输出运行的技术被称为最大功率点
跟踪（
Maximum Power Point Tracking
< br>，
MPPT
）技术。目前使用的太阳能路灯控制器大多采
用串联式
PWM
脉宽调制方式，
对太阳
能的利用率为
60%
左右，
大大浪费了
宝贵的太阳能。
而采用
MPPT
技术能
够
显著提高太阳能的利用率，因此采用
MPPT
技术实现的太阳能路灯控制器具有广泛的市场前景。
系统结构
MPT612
是
NXP
推出的首个针对太阳能光伏电池的应用提供
最大功率点跟踪的低功耗集成电路。
基于
MPT612
的太阳能路灯控制器转换效率高达
98%
以上，
大幅度提高了太阳能的利用率。它具有光伏
应用中
PV
面板所需的硬件功能，包括电压和电流测量与面板参数配置，这大大简化了软硬件设计和提高
了开发速度。
太阳能路灯系统的结构框图如（图
1
）所示。从图中可以看出，
路灯控制器是整个系统的心脏。控
制器的优劣决定了整个系统的性能。
< br>
基于
MPT612
的太阳能路灯控制器系统框图如
（图
2
）
所示。
控制器采用
B
uck
与
Buck-Boost
两种<
/p>
拓扑结构。这两种拓扑结构的选择根据输入输出电压的关系以及效率来确定。当
PV
板的电压大于电池电
压时，采用高效率的
Buck
拓扑结构，此时转换效率高达
98
%
；当
PV
板的电压小于电池电压时，
采用能
够实现升降压的
Buck-Boost
< br>拓扑结构，
但此时电路的效率会稍微下降，
最高转换效率
可达
93%
。
MPT612
通过控制
PWM
开关的占空比来实现
PV
输入电压的扰动，然后检测
PV
的电压与电流来确定下一步扰动
方向，从而使
PV
电压保持在最大功率点附近，实现有效的最大功率点跟踪。在实现
M
PPT
的同时，通过
监测电池的电压与电流实现科学的电池充电
管理。
另外，
它还可以通过负载控制电路对负载进行有效管理。
（图
1<
/p>
）太阳能路灯系统结构框图
MPPT
介绍
MPPT
控制的意义
（图
2
）
MPT612
太阳能路灯控制器系统框图
太阳能转换成电
能的成本是比较昂贵的，
1W
光伏面板的成本为
12
元左右，因此
PV
面板转
换出来
的电能是宝贵的。采用传统方式对其利用率不高，浪费了大量的能量。采用
MPPT
算法实现的太阳能控
制器能够将太阳
能利用率显著提高，
而其增加的硬件成本却远低于浪费的
PV<
/p>
面板成本，
因此
MPPT
控制
的意义是很明显的。
MPPT
控制的概念
（图
3<
/p>
）
72
串
280
W PV
面板
I-V
特性与
P-V
特性曲线
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