一种光伏电池最大功率点跟踪控制芯片设计

浙江大学城市学院信息与电气工程学院 章丹艳

引言：为获得光伏电池的最大输出功率，设计一基于扰动观察法（PAO）的最大功率点跟踪（MPPT）模拟控制芯片。原理为扰动光伏电池的输出电压，判断扰动前后系统输出功率的变化情况，并按照使输出功率增加的原则来对系统进行控制。所设计的控制芯片结构简单、外围电路少、跟踪效率高，在环境温度、光照强度急剧变化的情况下，均能迅速精确地跟踪到光伏电池的最大功率点（MPP）。电路采用1.5µm双极型-CMOS-DMOS（BCD）工艺设计和制造，芯片尺寸约为2.5mm×3.0mm。测试结果表明，预期电路功能已经基本实现。

1 概述

“模拟集成电路设计”课程是大学本科阶段电子科学与技术专业的核心课程，在整个专业中起到承上启下的作用。该课程以前期“电路原理”、“模拟电子技术基础”和“微电子基础”等专业课程为基础，培养学生的模拟集成电路设计能力为目标，为后续“ASIC设计”等课程培养学生较完整的硬件设计能力提供基础和知识储备。通过本课程的学习，旨在使学生了解和掌握各种模拟集成电路的基本概念和原理；分析和设计各种模拟集成电路的基本方法；了解模拟集成电路设计中遇到的新问题及电路技术的新发展；能够运用所学知识对简单模拟集成电路进行电路分析、仿真和设计[1-2]。

面对日益增长的紧缺能源的需求，近年来，太阳能、风能等新一代自然能源的利用越来越受到人们的重视。由于可再生性、维护容易、转换方便等优点，光伏系统的应用越来越广泛[1]。……