要開始開發(fā)太陽能微型逆變器系統(tǒng)，了解太陽能電池的 不同特性非常重要。PV 電池是半導體器件，其電氣特 性與二極管相似。但是PV 電池是電力來源，當其受 到光(如太陽光)照射時會成為電流源。目前最常見的 技術是單晶硅模塊和多晶硅模塊。PV電池的模型如圖1 所示。Rp 和 Rs 為寄生電阻，在理想情況下分別為無窮大和零。

PV 電池的表現(xiàn)會因其尺寸或與其連接的負載的類型，以及太陽光的強度(照度)而有所不同。PV 電池的特 性由不同環(huán)境下的不同工作電流和電壓描述。

當電池暴露于太陽光下但未接入任何負載時，沒有電流 通過電池，而 PV 電池的電壓達到最大值。這稱為開路 電壓(VOC)。當電池具有負載時，電路中開始有電流 通過，導致電池兩端的電壓開始下降。當兩個端子直接 相連且電壓為零時，可以確定流過電池的最大電流。這 稱為短路電流(ISC)。

光照強度和溫度可大幅影響 PV 電池的工作特性。電流 與光照強度成正比例，但光照的變化對工作電壓的影響 很小。然而，工作電壓受溫度影響。電池溫度升高會使 工作電壓降低，但對生成的電流影響甚微。圖 2 說明了 溫度和光照對 PV 模塊的影響。

光照強度變化對電池輸出功率的影響要大于溫度變化產 生的影響。這對所有常用的 PV 材料都適用。這兩種效 應結合后的重要結果為，PV 電池的功率會隨光照強度 的降低和 / 或溫度的升高而降低。

最大功率點(MPP)

太陽能電池可在較寬的電壓和電流范圍內工作。通過將 受照射電池上的電阻性負載從零(短路事件)持續(xù)增加 到很高的值(開路事件)，可確定 MPP。MPP 是 V x I 達到最大值的工作點，并且在該照射強度下可實現(xiàn)最大 功率。發(fā)生短路(PV 電壓等于零)或開路(PV 電流等 于零)事件時的輸出功率為零。

高品質的單晶硅太陽能電池在其溫度為 25°C 時可產生 0.60 伏開路電壓。在光照充分和空氣溫度為 25°C 的情 況下，給定電池的溫度可能接近于 45°C，這會使開路 電壓降至約 0.55V。隨著溫度的提高，開路電壓持續(xù)下 降，直至 PV 模塊短路。

電池溫度為 45°C 時的最大功率通常在 80% 開路電壓和 90%短路電流的條件下產生。電池的短路電流幾乎與照 度成正比，而當照度降低80%時開路電壓可能只會降低 10%。品質較低的電池在電流增大的情況下電壓會降低 得更快，從而將可用的功率輸出從 70% 降至 50%，甚 至只有 25%。

圖 3 給出了 PV 電池板的輸出電流和輸出功率在給定照 度下與工作電壓的函數關系。

太陽能微型逆變器必須確保在任何給定時間 PV模塊都在 MPP 工作，這樣才能從 PV 模塊獲取最大能量。可使用 最大功率點控制環(huán)達到該目的，該控制環(huán)也稱作最大功 率點追蹤器(Maximum Power Point Tracker，MPPT)。 實現(xiàn)高比例的 MPP 追蹤還需要 PV 輸出電壓紋波足夠 小，以便其在最大功率點附近工作時 PV 電流的變化不 會太大。有關 PV 模塊輸出電壓紋波限制的詳細信息，請 參見 “去耦電容”一節(jié)。有關實現(xiàn) MPPT 的詳細信息， 請參見“最大功率點(MPP)”一節(jié)。

PV 模塊的 MPP 電壓范圍通常可定義在 25V 至 45V 的 范圍內，發(fā)電量約為 250W，開路電壓低于 50V。