杨思俊

（西安航空职业技术学院 电子工程系，陕西 西安 710089）

为了提高光伏电池的光电转换效率，降低系统成本，最大可能的提高光伏电池的利用率，必须使光伏电池始终保持最大功率输出。采用最大功率跟踪（简称MPPT）技术可在同样的硬件成本上采用软件控制来提高发电效率。

1 光伏电池的伏安特性曲线

1.1 伏安特性曲线

通过曲线图1可以看到，光伏电池在光照下的输出电流和输出电压均与太阳辐射的通量密度成正比的关系。也就是说，不同的光照强度条件下可得到不同的特性曲线。光伏电池输出伏安特性曲线与电流轴的交点为短路电流ISC；与电压轴的交点为开路电压UOC。在较高电压区域内，该电源具有低内阻特性，可以视为一系列不同等级的电压源；而在较低电压区域内，该电源又具有高电阻特性，可以视为一系列不同等级的电流源。

在光照强度不变的情况下，它的功率输出具有极大值，出现在电压源与电流源的交点处，并且如果假设电池温度不变，这个极大值将随光照强度的增强或降低而增加或降低[1-3]。在这个极大值点的两侧，光伏电池的功率输出都在零与极大值之间连续变化。换言之，对于同样的功率输出，电源可以用作电压源，接电压型的负载，也可以用作电流源，接电流型的负载。

图1 光伏电池输出伏安特性曲线Fig.1 Output current-voltage curve of photovoltaic battery

1.2 输出功率

根据功率定义式P=UI，设定P为不同的常数，代入U和I，便可在光伏电池输出伏安特性曲线图上做出一系列的等功率曲线，如图2（a）所示，图中右上角的三条曲线在实际中，必有唯一的一条功率曲线与光伏电池输出伏安特性曲线相切，该功率曲线便代表着光伏电池在当前照强度下的最大输出功率，该切点称为最佳工作点M。……