一、电路作用

MPPT电路是一种广泛应用于光伏发电、风力发电等新能源系统中的关键电路，其核心功能是实时追踪能源转换装置（如光伏电池板、风力发电机）的最大功率输出点，从而最大限度地提高能源利用效率。

在实际工作中，光伏电池板的输出功率会受到光照强度、环境温度、负载变化等多种因素的影响，其输出特性（电压 - 电流关系）呈现非线性，只有在特定的电压和电流组合下才能输出最大功率，这个点被称为最大功率点。如果没有 MPPT 电路，系统往往只能工作在固定的电压或电流下，无法随外界条件变化调整，导致大量能源浪费。

这里我需要专门提一点：很多文章在写MPPT时会把它和一些电路写在一起，那是一种简略写法，实际上这些标题都是在表明，这是一种具有最大功率点跟踪控制的xx电路

MPPT 电路的工作原理基于闭环控制：首先通过采样电路实时检测能源转换装置的输出电压和电流，计算出当前的输出功率；然后由控制芯片（如单片机、DSP、专用 MPPT 控制器）采用特定的追踪算法（如扰动观察法、增量电导法等）判断当前工作点与最大功率点的偏差；最后通过控制功率变换电路（如 DC-DC 变换器，包括 Boost、Buck、Buck-Boost 等拓扑结构）调整输出电压或电流，使系统始终稳定在最大功率点附近运行。

常见的 MPPT 电路拓扑结构根据应用场景不同而有所差异。小型光伏系统中，常采用 Boost 变换器，它能将光伏板的低压输出提升至更高电压，同时实现最大功率跟踪；对于需要降压的场合，Buck 变换器更为适用；而在一些对电压调节范围要求较宽的系统中，Buck-Boost 或 SEPIC 变换器则是理想选择。

除了核心的功率变换和控制部分，MPPT 电路通常还包含保护电路（如过压保护、过流保护、短路保护）、滤波电路（减少输出电压的纹波）以及通讯接口（用于与上位机或监控系统进行数据交互）等辅助模块，以确保系统的稳定、安全运行。

如今，MPPT 技术已成为提高新能源系统发电效率的核心技术之一，随着新能源产业的快速发展，MPPT 电路的效率、响应速度和可靠性也在不断提升，逐渐出现了兼具直流转交流和MPPT跟踪功能的微型逆变器，而以GaN为主的具有高频特性的功率器件也被大量应用于其中。

二、电路设计

采样电路和输入电路

以用于大功率场合的MPPT BOOST电路为例，电路需要同时实现母线电压稳定以及光伏电池最大功率点追踪这两个功能。因此，需要在光伏电池输入端设置电压电流采样点，电流采样根据成本和精度的平衡，选择电流互感器或者霍尔电流采样器；输出端需要保持恒压状态，因此再接一个电压采样。

滤波器一般采用有源滤波的方式，利用放大器对输入的强电和输出的弱电之间进行隔离；采样所得的信号一般被控制在3.3V以下，以匹配控制芯片IO口的输入电压；根据实际情况确定截至频率，明确RC的参数，保证在滤除杂波的同时最大限度的采样到完整电压电流。

当光伏电池连接到MPPT的线束过长时，输入端会存在电磁干扰问题，即可能受到外界干扰，也可能因为MPPT的高频开关转换而对外界产生干扰。为此，在部分情况下，会在输入端接入EMC滤波电路，即共模电感+Y电容+X电容的组合。

主体电路

以BOOST为例，主体电路包括输入输出电容、输入端电流传感器、大电感、开关管（IGBT和MOS都可以，功率很大就用IGBT，开关频率大就用MOS，IGBT的频率一般到20kHz以上就上不去了）开关管周围的snubber电路、用于优化其驱动波形的栅源间的电容电阻、续流二极管或者替代它的MOS管。

具体我就不详细展开了，有需要的直接在CSDN里搜boost电路就行。

驱动电路

器件（七）—MOS管选型及驱动电路设计（以UCC21530和EG2104为例）_mos管驱动芯片-CSDN博客

驱动电路的设计可以看这里。

针对高压工作下的MOS管，驱动电路还需要补充以下几个点

buffer电路：buffer电路的作用是增加驱动电流。控制芯片上输出的电压一般也就不超过3V，完全带不动用于高电压下的MOS管，所以必须加1~2个buffer电路，来增加信号的驱动能力。
隔离：这里记住，凡是弱电和强电之间出现信号交流的，一定要隔离。选用电容隔离的驱动芯片，输入和输出接不同地，避免强电弱电相互干扰。
输入端RC滤波：这个不多说，按照需要设置就行，直接根据芯片参数手册里的参考设计方式设置就可以。
输出端防过压：为了避免输出端电压过大，一般会在驱动信号输出端接一个15V~20V的TVS管，同时反接一个大概5V左右的TVS管，防止负电压关断时过冲。
驱动电阻：这个设置的目的就是防止开关过程中驱动电压过冲，一般设置5~20Ω就行，具体参数建议仿真。
开尔文连接：器件（八）—芯片封装中的开尔文源极-CSDN博客开尔文源极的好处可以看这里，省流版就是防过压。

此外，由于有部分MPPT板是接在一个大电路里，而不是单独作为一个产品工作，需要对MPPT板的上下电进行控制，因此驱动电路的电源可以通过小型电源转换器得到。控制MPPT板通断的信号在经过buffer电路后，给电源转换器供电，电压信号升压至15~20V后给驱动芯片的副边供电，控制MPPT的上电和下电。