光伏发电系统通常由太阳能电池方阵、蓄电池组、充放电控制器、逆变器、交流配电柜、太阳跟踪控制系统等设备构成。在这样的系统中,MPPT 控制器起着至关重要的作用。
本方案采用英飞凌(Infineon)基于 M0 处理器的 XMC1000 系列单片机,实现基于 MPPT 控制器和多控制器集中器。通过精准的功率点控制,可实现输出恒流、恒压可调的功率输出,具有效率高、功率密度高等显著特点。MPPT 控制器,即 “功率点跟踪”(Maximum Power Point Tracking)太阳能控制器,是传统太阳能充放电控制器的升级换代产品。该芯片内置双路 CAN、灵活的 CCU8 可生成高频 PWM,还具备可靠灵活的 ADC,电源电压支持 5.5V,能化地简化外部器件,既增强了系统的抗干扰能力,又降低了成本。
以下是相关的硬件框图和实物图:


其主要参数与特点如下:
控制方式为 MPPT,跟踪效率高达 99.5%,充电效率达 98%,负载模式采用具有电子保护功能的多负载控制模式,调制频率为 100KHz,通讯方式为 CAN + 485,具备短路、过流、过温等保护功能。
XMC1000 系列集成度极高,工作温度范围为 -40℃ ~ 105℃,可靠性高。同时,它提供丰富的设计资料,设计者上手容易,开发周期短,产品能快速投入市场。
在 MPPT 控制电路中,电流检测是关键环节,需要选择合适的电流传感器。以下为不同电流检测范围的霍尔电流传感器介绍:
可检测 0 - 50A 电流的霍尔电流传感器:CC6937 是一款国产自主可控的高性能霍尔效应电流传感器,能更有效地测量直流或交流电流,具有精度高、线性度和温度稳定性好等优点,广泛应用于工业、消费类及通信类设备。其内部固有绝缘在原边与副边电路之间提供了 3750VRMS 绝缘耐压,采用线性霍尔传感器温度补偿技术,具有较高的温度稳定特性。测量范围宽,有 5A、10A、20A、25A、30A、40A、50A、60A 多种量程可选。集成的差分共模抑制电路可使芯片输出不受外部干扰磁信号影响,芯片工作温度范围为 -40℃至 +125℃,符合 RoHS 相关规定要求。
能够检测 20 - 150A 电流的霍尔电流传感器:CC6924 霍尔电流传感器具备 5000V 隔离耐压和 25kA 浪涌电流能力,有 20A、30A、40A、50A、65A、75A、80A、100A、125A、150A 多档量程可选。芯片内置导线电阻仅为 0.3mΩ,具备高带宽、低温漂和强干扰能力。采用 SOP16W 封装,支持 -40℃ ~ 125℃工作温度范围,适用于电机控制、负载监测、开关电源、过流保护、光伏发电及储能和新能源应用。其特性包括基准具有内置 VREF 输出、外部 VREF 输入两种模式,测量范围宽,低噪声,单端模拟输出,隔离耐压高,低损耗,带宽高,常温误差 ±1%,灵敏度温漂可达 ±2.5%,温度稳定性好,差分霍尔结构抗外部磁干扰能力强,抗机械应力强,ESD (HBM) 6kV,ESD (CDM) 2kV,LU 500mA。
能够检测 50 - 400A 电流的霍尔电流传感器:CC6926 是一款高性能霍尔效应电流传感器,能更有效地测量直流或交流电流,具有精度高、线性度和温度稳定性好的优点,广泛应用于工业、消费类及通信类设备。它具有峰值 400A 量测能力,高达 5KV 隔离耐压,750V 加强隔离工作电压,超低阻抗铜排,还设置了过流检测保护报警功能。应用场景包括汽车领域的直流充电桩、充电枪、PDU、BMS 等;光伏领域的组串式逆变器,微型逆变器,储能逆变等;工业自动化领域的工业变频器,通信电源等。
总结来看,配电系统中霍尔电流传感器的选型需结合具体场景的电流范围、精度需求及安装条件。霍尔电流传感器在电动汽车配电系统中扮演着实时监测、精准控制和主动防护的角色,其作用贯穿于电能分配、安全管理和系统优化的全流程。