摘要：为提高太阳能的电收集效率以及增强收集装置的可实现性，设计了一种基于Boost结构的太阳能收集电路，通过实时监测光伏电池状态确定其最大功率跟踪（MPPT）点，通过动态高频脉冲宽度调制 (PWM)实现光伏电池与用户负载的阻抗匹配，以使光伏电池实时输出最大功率，通过Boost电路的电流闭环控制方式跟踪光伏电池的MPPT工作点以保证光伏电池实时工作在MPPT输出状态。理论分析和实验结果表明，该太阳能收集电路能最大化太阳能的电收集效率。

关键词：太阳能收集，光伏转换，Boost电路，收集效率

1 引言

为缓解能源危机以及解决大量使用传统化石能源带来的生态环境、气候变化等挑战，作为主要清洁能源之一的光伏发电^[1-3]日益受到重视。光伏发电利用光伏电池的光伏效应将太阳能转化成电能，其输出功率受到光照强度、环境温度以及负载与光伏电池等效内阻的阻抗匹配程度影响，为最大化光伏电池的输出功率，最大功率跟踪点（maximum power point tracking, MPPT）技术^[4-5]被普遍采用。光伏电池与输出负载的阻抗匹配是MPPT控制技术的重要内容之一，目前大多采用Boost电路作为光伏电池的输出级，通过调节Boost电路的PWM控制脉冲占空比达到阻抗匹配的目的^[6-7]。实际运行过程中，光伏电池状态以及用户负载往往是动态变化的，如何根据实际场景优化PWM控制脉冲占空比以使光伏电池实时工作在MPPT状态是一个值得深入研究的问题^[8-10]。本文从太阳能电收集的高效率和收集装置的可实现性出发，研究并设计一种基于Boost电路结构和自适应PWM控制的太阳能收集电路，在成熟的Boost电路的基础上加入智能控制算法，在Boost电路工作过程中捎带实时检测光伏电池状态，由此优化Boost电路的控制参数，以电流闭环控制方式实时跟踪光伏电池状态，实现并保证收集电路实时工作在MPPT状态。