圖1 光伏電池等效電路
　　對應(yīng)的I-V函數(shù)如下：(1)

　　其中 -二極管結(jié)電流(A)，IL-光伏電流(A)，I0-反向飽和電流(對于光伏單元而言，其數(shù)量級為10-4A)，q-電子電荷(1.6×10-19C)，K-玻耳茲曼常數(shù)(1.38×10-23J/K)，T-絕對溫度(T=t+273K)，A-二極管品質(zhì)因子(當(dāng)T=330K時，約為2.80±0.152)，Rs-串聯(lián)電阻(為低阻值，小于1Ω)，Rsh-并聯(lián)電阻(為高阻值，數(shù)量級為KΩ)[1]。

　　2.2 光伏電池輸出的最大功率點　

　　圖2 光伏電池電壓/電流曲線和電壓/功率曲線
　　當(dāng)光伏陣列輸出電壓比較小時，隨著電壓的變化，輸出電流變化很小，光伏陣列類似為一個恒流源;當(dāng)電壓超過一定的臨界值繼續(xù)上升時，電流急劇下降，此時的光伏陣列類似為一個恒壓源[2]。光伏陣列的輸出功率則隨著輸出電壓的升高有一個輸出功率最大點。最大功率跟蹤器的作用是在溫度和輻射強度都變化的環(huán)境里，通過改變光伏陣列所帶的等效負載，調(diào)節(jié)光伏陣列的工作點，使光伏陣列工作在輸出功率最大點。

　　3 最大功率跟蹤控制算法

　　目前，常用的最大功率跟蹤方法有恒定電壓跟蹤法、擾動觀察法和電導(dǎo)增量法。其中，電導(dǎo)增量法的跟蹤準確性最高，在環(huán)境快速變化的情況下具有良好的跟蹤性能，因此被廣泛采用。電導(dǎo)增量法是通過比較光伏電池陣列的瞬時導(dǎo)抗與導(dǎo)抗變化量的方法來完成最大功率點的跟蹤。　

　　達到最大功率點的條件，即當(dāng)輸出電導(dǎo)的變化量等于輸出電導(dǎo)的負值時，光伏電池陣列工作于最大功率點。在輻射強度和溫度變化時，光伏電池陣列的輸出電壓能平穩(wěn)追隨環(huán)境的變化，且輸出電壓波動小[3]。

　　電導(dǎo)增量法通過設(shè)定一些很小的變化閾值，使光伏電池陣列穩(wěn)定在最大功率點的鄰域內(nèi)，而不是圍繞著最大功率點前后波動。當(dāng)外界環(huán)境發(fā)生變化時，從一個穩(wěn)態(tài)過渡到另外一個穩(wěn)態(tài)時，電導(dǎo)增量法根據(jù)電流的變化就能夠做出正確的判斷，而不會像擾動觀察那樣出現(xiàn)誤判斷。

　　圖3 電導(dǎo)增量法的控制流程圖

　　圖3中的U(k)、I(k)是檢測到的光伏電池陣列當(dāng)前電壓、電流值，U(k-1)、I(k-1)是上一周期的電壓、電流采樣值。

　　光伏電池陣列與Boost電路相接時，假設(shè)外部負載仍為純電阻負載，并忽略Boost電路本身阻抗的情況下，根據(jù)Boost電路的阻抗變換關(guān)系，容易得出Boost電路的等效輸入阻抗為Req=(1-D)2R。 D為Boost電路的開關(guān)占空比，R為電阻性負載的阻抗�！　�

　　圖4 Boost電路的拓撲結(jié)構(gòu)
　　對光伏電池陣列進行最大功率跟蹤過程中，工作電壓的控制是通過Boost升壓電路完成的。當(dāng)占空比D越大時，Boost電路的輸入阻抗就越小，占空比D越小時，Boost電路的輸入阻抗就越大。通過改變Boost電路的占空比D，使其等效輸入阻抗與光伏輸出阻抗相匹配，實現(xiàn)光伏電池的最大功率輸出，這是采用Boost電路能夠?qū)崿F(xiàn)最大功率跟蹤的理論依據(jù)。對于Boost電路的工作原理，本文不再贅述。

　　4 最大功率跟蹤時的問題

　　采用電導(dǎo)增量法進行最大功率跟蹤過程中，通過調(diào)節(jié)Boost電路的占空比來實現(xiàn)光伏電池陣列的工作點電壓的控制，從而達到最大功率的跟蹤。然而通過光伏電池的電壓/電流曲線和電壓/功率曲線可以看出，工作在恒壓源區(qū)和恒流源區(qū)是改變相同步長的工作電壓對光伏電池的輸出功率改變是不同的。在恒流源區(qū)內(nèi)，輸出電流對