MPPT控制器

MPPT控制器应该分两种，一种是基于蓄电池（或者其他形式的简单储能装置）这种有限能量池，另一种是基于并网应用的这种无限能量池。其共同点是，MPPT控制器的输出，也就是加在蓄电池或者电网上的电压是一定的（或者在很小一个区间变化）；不同的是，蓄电池可接收的电流是有限定的，并且蓄电池的电流变化会导致蓄电池电压的变化，而并网的情况则是MPPT控制器在理论上可以给电网强加无穷大的电流，只要控制器能够给得起。
下面先只讨论基于蓄电池的MPPT控制器，基于并网的控制器可能会偶尔提起，但暂时不是主线。
现有普通控制器，在充电第一阶段大多采用直接将太阳能电池和蓄电池并联，太阳能电池的阻抗和蓄电池的阻抗由两者的自身物理特性进行组合，组合的结果就是太阳能电池以一个动态的恒流源给蓄电池充电，并且太阳能电池的输出电压略大于蓄电池的充电在线电压，这个电压值很有可能远离太阳能电池的MPP（最大功率点）处的电压，因而使得太阳能电池的功效没有完全发挥出来。
从阻抗匹配的角度来看，MPPT控制器就是太阳能电池阻抗和蓄电池阻抗之间的阻抗转换器。
下面先以BUCK电路说说本人对这种阻抗转换器的疑惑。
问题一：
现有的MPPT控制大多以BUCK,BOOST,BUCK-BOOST这三种电路形式为主，或者这三种电路的变形。考虑到弱光照时充电可能性，BUCK-BOOST电路应该是最佳形式。但笔者还是先从最简单的BUCK电路去探索MPPT控制器的奥秘。
在连续工作模式，BUCK电路的占空比等于输出电压除以输入电压的值。假定控制器的输出电压被恒定在某一个值，通过调节占空比使得控制器输入电压也就是太阳能电池的输出电压等于MPP电压，此时，太阳能电池会根据I-U曲线给出一个电流值，这个电流值就是控制器的输入电流，控制器的输出电流是和占空比D有关系的一个确定值，如果这个控制器的输出电流加到蓄电池上，那么这个假定的控制器输出电压（也就是蓄电池电压）和控制器输出电流（也就是蓄电池输入电流）是否满足蓄电池的阻抗。
简略而言，上面问的问题就是如何通过调节占空比D来实现阻抗转换器的作用，这应该是MPPT控制器除了MPPT算法以外的关键所在。
问题二：
接着一的问题，考虑问题的时候占空比D的控制对象是控制器的输出电压，MPPT控制器的控制对象应该是功率，确切的说应该是一个动态需要寻找的最大功率点。占空比D和最大功率点之间的关系是什么？如果控制器对象是最大功率，假设蓄电池没有钳位作用，MPPT控制器的输出电压可能会比蓄电池电压大的很多，但是一个有了这个蓄电池的话，虽然太阳能电池的最大输出功率满足了，蓄电池这块，怎么满足匹配。
简略而言，还是占空比和阻抗转换器之间的问题。
问题三：
是否可以这样做？直接检测蓄电池的电压和电流，假设蓄电池的充电电压范围是10到15伏，那么调节占空比使得蓄电池充电电压从10V到15V扫描一遍，在这个过程中记录蓄电池的充电功率，最终将控制器占空比调节在使得蓄电池充电功率最大的电压点上，再后面的事情就是怎么维持这个最大充电功率点。