太陽能MPPT模塊作為一個節能型電源，其輸入模式以單供電模式為佳。如下圖所示，在低于最大功率點電壓時光伏板電壓特性很軟：即電壓變化很大但功率變化很小，光照較弱時，光伏板輸出功率較低，輸出功率大于光伏板功率時，光伏板輸出電壓跌落。

由于光伏板的輸出特性很軟，當光伏電壓達到輔源的開啟電壓時，輔源工作瞬間抽取輔源工作所需的功率，光伏電壓會跌落，輔源關閉，接下來輔源會重復開關，容易損壞模塊內部的繼電器、DSP、MOS管等器件，直到光伏板的輸出功率能夠維持輔源工作，輔源才不會重復開關。

由于存在上述問題，目前大多數廠家會采用模塊輸出電池供電或者采用模塊輸入端（光伏板側）和模塊輸出電池同時取電的方式，現有這兩種取電方式的問題在于模塊在光伏功率較弱或在晚上時模塊輔源從電池取電，消耗了電池能量的同時也使太陽能模塊白天晚上一直工作從而降低模塊壽命，這些問題都是不能容忍的。

在只有太陽光作為唯一輸入源的情況下，當早晚日出日落的臨界狀態時，MPPT模塊的開關機過程需要平滑處理，以避免輔助電源、繼電器和BUCK電路的反復開關對模塊壽命和可靠性的影響。

工作原理和參數計算

1.工作原理描述

MPPT模塊早晚開關機平滑處理的核心是“重載切換輕載”。在早晚光強從無到有和從有到無的過程中，通過對可調負載（風扇）的連續控制，不斷測試光強功率是否足夠模塊正常工作，以實現開關機過程的平滑處理，從而避免開機時輔助電源、繼電器和BUCK電路的反復開關。

軟件早晚開關機平滑處理流程圖框架如下圖所示，其中：

Vi為輸入電壓;

Vmpp為風扇調速基準電壓點;

Vo為輸出電壓;

Vo+dV1為開機過程BUCK電路關斷基準電壓點,Vmpp為關機過程BUCK電路關斷基準電壓點;

Vo+dV2為繼電器的關斷基準電壓點;

Vo+dV3為正常開機后到傍晚進入關機程序的基準電壓點。

2.參數計算過程

開關機過程需要的功率切換值如下：

Pl－模塊假負載最大功耗，

Paux－輔助電源開啟功耗，

Pfan－風扇滿轉功耗，

Prly－繼電器閉合功耗，

Pbuck－Buck電路工作功耗。

為模塊早晚開關機平滑實現，需要滿足以下幾點要求：

1) Pl > Paux，即假負載功耗要大于輔助電源開啟功耗以避免輔助源頻繁開關；

2) Pfan > Prly，即風扇滿轉功耗大于繼電器閉合功耗以避免繼電器頻繁開關；

3) Pfan > Pbuck，即風扇滿轉功耗大于buck工作功耗以避免buck頻繁開關；

4) 風扇調速周期要比輸入電壓跌落時間快；

5) 以上所有調速及開關判斷以選取光伏板MPP工作點為佳。

3.算法實測結果

在額定輸入條件下（四塊光伏板串連），模塊早晚開關機過程實現了平滑處理，如下圖所示：

早上開機實測波形

晚上關機實測波形

考慮到MPPT系統對客戶光伏板的配置不可控，需要考慮一些極端配置情況（如單獨四塊光伏板串連、單獨六塊光伏板串連）的應對方法。

針對單獨四塊光伏板串連情況，由于所有調速與開關判斷電壓點選取為65V，與四塊光伏板串連理論最大功率點68V接近，因此模塊在光伏板能提供的最大功率附近執行開關機程序，在光線沒有突變的情況下可以平滑實現開關機過程。

由于在早晚臨界狀態時光強已經很弱了，模塊無法通過開路電壓判斷光伏板配置信息，另外為了保持模塊與監控一定程度上的功能獨立性，也不便通過監控模塊來下發光伏配置信息，因此模塊的開機判定電壓點65V無法同光伏板配置信息自適應調整。而單獨六塊光伏板串連的理論最大功率點為102V，在早晚臨界狀態時實測開路電壓約105V，對應最大功率點約在80－90V之間，與65V的判斷電壓點相差較遠。在開機65V調速的情況下，4塊板串和6塊板串對應到每塊板上的工作電壓分別是16.25V和10.83V，其光伏功率存在差值dP，在負載調節過程中功率下降的斜率不同，因此在開關機過程中單獨4塊板能正常工作，單獨6塊板相對較差，如下圖所示：

應對策略：

1）優化開（關）機起始條件，在進入開（關）機處理之前先積累（耗盡）光伏能量，然后再運行假負載調節程序；

2）增加輔助電源頻繁開關機識別標志，在光強臨界的情況下一旦發生輔助電源掉電，則延時3分鐘后再運行風扇負載調節，針對不同天氣和光伏板配置，可以有效減少輔助電源頻繁開關機對客戶的困擾。