光伏發(fā)電系統(tǒng)、光伏控制器及其最大功率點(diǎn)跟蹤方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明屬于光伏發(fā)電【技術(shù)領(lǐng)域】，提供了一種光伏發(fā)電系統(tǒng)、光伏控制器及其最大功率點(diǎn)跟蹤方法。本發(fā)明通過(guò)采用包括輸入電容C1、電感L1、開(kāi)關(guān)管、二極管D1、輸出電容C2、電流采樣電路、微處理器及脈寬調(diào)制驅(qū)動(dòng)電路的光伏控制器，根據(jù)光伏控制器的輸出電流的變化相應(yīng)地調(diào)整開(kāi)關(guān)管的開(kāi)關(guān)占空比，經(jīng)過(guò)反復(fù)調(diào)整以使光伏控制器的輸出功率達(dá)到最大值，進(jìn)而使光伏控制器的輸入功率也達(dá)到最大值，而由于光伏電池板的輸出功率等于光伏控制器的輸入功率，因此能夠不需要電壓采樣電路的情況下實(shí)現(xiàn)對(duì)光伏電池板的最大功率點(diǎn)跟蹤，降低了成本且提高響應(yīng)速度，簡(jiǎn)化了控制算法。
【專(zhuān)利說(shuō)明】光伏發(fā)電系統(tǒng)、光伏控制器及其最大功率點(diǎn)跟蹤方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于光伏發(fā)電【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種光伏發(fā)電系統(tǒng)、光伏控制器及其最大功率點(diǎn)跟蹤方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在風(fēng)能、太陽(yáng)能、燃料電池等新能源利用高速發(fā)展的今天，新能源的應(yīng)用得到了各級(jí)政府、高?？蒲性核捌髽I(yè)的大力重視，其中，太陽(yáng)能發(fā)電將成為未來(lái)獲取電力能源的重
要途徑之一。
[0003]在實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能發(fā)電過(guò)程中，光伏陣列的輸出特性是具有非線性特征的，其輸出電壓和輸出電流受太陽(yáng)光照強(qiáng)度和環(huán)境溫度等因素額影響。在一定的太陽(yáng)光照強(qiáng)度和環(huán)境溫度下，光伏陣列可以工作在不同的輸出電壓條件下，但只有在某一輸出電壓值時(shí)，光伏陣列的輸出功率能達(dá)到最大值，且光伏陣列在此時(shí)的工作點(diǎn)也就達(dá)到了最大功率點(diǎn)。在光伏發(fā)電系統(tǒng)中，提高系統(tǒng)的整體效率的一個(gè)重要途徑就是實(shí)時(shí)調(diào)整光伏陣列的工作點(diǎn)，使其始終工作在最大功率點(diǎn)附近，這個(gè)過(guò)程被稱(chēng)之為最大功率點(diǎn)跟蹤(Maximum Power PointTracking, MPPT)?
[0004]傳統(tǒng)MPPT的實(shí)現(xiàn)方法有恒定電壓控制法、擾動(dòng)觀察法、導(dǎo)納增量控制法等。這些方法各有優(yōu)劣，但都是通過(guò)采樣光伏電池板輸出的直流電壓、直流電流或直流電壓與直流電流的乘積作為判斷其工作點(diǎn)的依據(jù)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)最大功率點(diǎn)跟蹤。而在現(xiàn)有技術(shù)中，擾動(dòng)觀察法是應(yīng)用最為廣泛且實(shí)現(xiàn)最為方便的方法之一，其原理是先擾動(dòng)光伏電池板的輸出電壓，根據(jù)功率計(jì)算公式P=UI計(jì)算出光伏電池板在擾動(dòng)前后的輸出功率，并與擾動(dòng)之前的功率值進(jìn)行對(duì)比，若輸出功率在擾動(dòng)后增加，則說(shuō)明此前的擾動(dòng)能夠提高光伏電池板的輸出功率，下一次則往相同的電壓擾動(dòng)方向繼續(xù)擾動(dòng)光伏電池板的輸出電壓；反之，則說(shuō)明擾動(dòng)不利于提高光伏電池板的輸出功率，下一次則往相反的電壓擾動(dòng)方向擾動(dòng)。這種擾動(dòng)觀察法需采樣光伏電池板的輸出電壓和輸出電流，并將兩者相乘以得到輸出功率作為最大功率點(diǎn)的判斷依據(jù)，這就需要采用電壓采樣電路和電流采樣電路分別對(duì)光伏電池板的輸出電壓和輸出電流進(jìn)行采樣，從而增加了光伏發(fā)電系統(tǒng)的成本，且同時(shí)還增加了中央處理器的數(shù)據(jù)處理任務(wù)，不利于快速響應(yīng)并調(diào)整擾動(dòng)方向。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種光伏控制器，旨在降低光伏發(fā)電系統(tǒng)的成本并提高擾動(dòng)響應(yīng)速度。
[0006]本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種光伏控制器，所述光伏控制器的輸入正端和輸入負(fù)端分別連接光伏電池板的正極和負(fù)極，所述光伏控制器的輸出正端和輸出負(fù)端分別連接電池的正極和負(fù)極；
[0007]所述光伏控制器包括輸入電容Cl、電感L1、開(kāi)關(guān)管、二極管D1、輸出電容C2、電流采樣電路、微處理器及脈寬調(diào)制驅(qū)動(dòng)電路；[0008]所述輸入電容Cl的第一端和所述電感LI的第一端的共接點(diǎn)作為所述光伏控制器的輸入正端，所述輸入電容Cl的第二端作為所述光伏控制器的輸入負(fù)端，所述電感LI的第二端與所述開(kāi)關(guān)管的輸入端共接于所述二極管Dl的陽(yáng)極，所述二極管Dl的陰極與所述輸出電容C2的第一端的共接點(diǎn)作為所述光伏控制器的輸出正端，所述開(kāi)關(guān)管的輸出端與所述輸入電容Cl的第二端、所述輸出電容C2的第二端以及所述電流采樣電路的第一端共接于地，所述電流采樣電路的第二端為所述光伏控制器的輸出負(fù)端，所述電流采樣電路的輸出端連接所述微處理器的采樣反饋端，所述微處理器的開(kāi)關(guān)控制信號(hào)端連接所述脈寬調(diào)制驅(qū)動(dòng)電路的輸入端，所述脈寬調(diào)制驅(qū)動(dòng)電路的輸出端連接所述開(kāi)關(guān)管的控制端；
[0009]所述電流采樣電路對(duì)所述光伏控制器進(jìn)行輸出電流采樣，并將所生成的電流采樣信號(hào)輸出至所述微處理器，所述微處理器根據(jù)所述電流采樣信號(hào)獲取所述光伏控制器的輸出電流值，并對(duì)所述輸出電流值與前一次所獲取的輸出電流值進(jìn)行比較，且根據(jù)比較結(jié)果確定占空比調(diào)整趨勢(shì)并相應(yīng)地輸出脈寬調(diào)制信號(hào)至所述脈寬調(diào)制驅(qū)動(dòng)電路，所述脈寬調(diào)制驅(qū)動(dòng)電路控制所述開(kāi)關(guān)管按照所述脈寬調(diào)制信號(hào)所包含的占空比實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)動(dòng)作以調(diào)整所述光伏控制器的輸出電流。
[0010]本發(fā)明的另一目的還在于提供一種光伏發(fā)電系統(tǒng)，其包括光伏電池板、電池以及上述的光伏控制器。
[0011]本發(fā)明的又一目的還在于提供一種基于上述光伏控制器的最大功率點(diǎn)跟蹤方法，所述最大功率點(diǎn)跟蹤方法包括以下步驟:
[0012]電流采樣電路對(duì)所述光伏控制器進(jìn)行輸出電流采樣，并將所生成的電流采樣信號(hào)輸出至微處理器；
[0013]所述微處理器根據(jù)所述電流采樣信號(hào)獲取所述光伏控制器的輸出電流值；
[0014]所述微處理器對(duì)所述輸出電流值與前一次所獲取的輸出電流值進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果確定占空比調(diào)整趨勢(shì)并相應(yīng)地輸出脈寬調(diào)制信號(hào)；
[0015]脈寬調(diào)制驅(qū)動(dòng)電路控制所述開(kāi)關(guān)管按照所述脈寬調(diào)制信號(hào)所包含的占空比實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)動(dòng)作以調(diào)節(jié)所述光伏控制器的輸出電流。
[0016]本發(fā)明通過(guò)米用包括輸入電容Cl、電感L1、開(kāi)關(guān)管、二極管D1、輸出電容C2、電流采樣電路、微處理器及脈寬調(diào)制驅(qū)動(dòng)電路的光伏控制器，電流采樣放大電路對(duì)所述光伏控制器進(jìn)行輸出電流采樣，并將所生成的電流采樣信號(hào)輸出至微處理器，微處理器根據(jù)電流采樣信號(hào)獲取光伏控制器的輸出電流值，并對(duì)輸出電流值與前一次所獲取的輸出電流值進(jìn)行比較，且根據(jù)比較結(jié)果確定占空比調(diào)整趨勢(shì)并相應(yīng)地輸出脈寬調(diào)制信號(hào)至脈寬調(diào)制驅(qū)動(dòng)電路，脈寬調(diào)制驅(qū)動(dòng)電路控制開(kāi)關(guān)管按照脈寬調(diào)制信號(hào)所包含的占空比實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)動(dòng)作以調(diào)整光伏控制器的輸出電流，通過(guò)反復(fù)調(diào)整使光伏控制器的輸出功率達(dá)到最大值，進(jìn)而使光伏控制器的輸入功率也達(dá)到最大值，而由于光伏電池板的輸出功率等于光伏控制器的輸入功率，因此能夠不需要電壓采樣電路的情況下實(shí)現(xiàn)對(duì)光伏電池板的最大功率點(diǎn)跟蹤，降低了成本且提高響應(yīng)速度。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的光伏控制器的結(jié)構(gòu)圖；
[0018]圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的光伏控制器的示例電路結(jié)構(gòu)圖；[0019]圖3是本發(fā)明另一實(shí)施例提供的光伏控制器的示例電路結(jié)構(gòu)圖；
[0020]圖4是本發(fā)明實(shí)施例提供的基于圖1所示的光伏控制器的最大功率點(diǎn)跟蹤方法的實(shí)現(xiàn)流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0022]本發(fā)明實(shí)施例通過(guò)米用包括輸入電容Cl、電感L1、開(kāi)關(guān)管、二極管Dl、輸出電容C2、電流采樣電路、微處理器及脈寬調(diào)制驅(qū)動(dòng)電路的光伏控制器，根據(jù)光伏控制器的輸出電流的變化相應(yīng)地調(diào)整開(kāi)關(guān)管的開(kāi)關(guān)占空比，經(jīng)過(guò)反復(fù)調(diào)整以使光伏控制器的輸出功率達(dá)到最大值，進(jìn)而使光伏控制器的輸入功率也達(dá)到最大值，而由于光伏電池板的輸出功率等于光伏控制器的輸入功率，因此能夠不需要電壓采樣電路的情況下實(shí)現(xiàn)對(duì)光伏電池板的最大功率點(diǎn)跟蹤，降低了成本且提高響應(yīng)速度。
[0023]以下以在光伏發(fā)電系統(tǒng)中的應(yīng)用為例對(duì)本發(fā)明實(shí)施例提供的光伏控制器進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明:
[0024]光伏發(fā)電系統(tǒng)包括光伏控制器100、光伏電池板200及電池300，如圖1所示，光伏控制器100的輸入正端和輸入負(fù)端分別連接光伏電池板200的正極PV+和負(fù)極PV-，光伏控制器100的輸出正端和輸出負(fù)端分別連接電池300的正極+和負(fù)極_。
[0025]光伏控制器100包括輸入電容Cl、電感L1、開(kāi)關(guān)管101、二極管D1、輸出電容C2、電流采樣電路102、微處理器103及脈寬調(diào)制驅(qū)動(dòng)電路104。
[0026]輸入電容Cl的第一端和電感LI的第一端的共接點(diǎn)作為光伏控制器100的輸入正端，輸入電容Cl的第二端作為光伏控制器100的輸入負(fù)端，電感LI的第二端與開(kāi)關(guān)管101的輸入端共接于二極管Dl的陽(yáng)極，二極管Dl的陰極與輸出電容C2的第一端的共接點(diǎn)作為光伏控制器100的輸出正端,開(kāi)關(guān)管101的輸出端與輸入電容Cl的第二端、輸出電容C2的第二端以及電流采樣電路102的第一端共接于地，電流采樣電路102的第二端為光伏控制器100的輸出負(fù)端，電流采樣電路102的輸出端連接微處理器103的采樣反饋端，微處理器103的開(kāi)關(guān)控制信號(hào)端連接脈寬調(diào)制驅(qū)動(dòng)電路104的輸入端，脈寬調(diào)制驅(qū)動(dòng)電路104的輸出端連接開(kāi)關(guān)管101的控制端。
[0027]電流采樣電路102對(duì)光伏控制器100進(jìn)行輸出電流采樣，并將所生成的電流采樣信號(hào)輸出至微處理器103,微處理器103根據(jù)電流米樣信號(hào)獲取光伏控制器100的輸出電流值，并對(duì)該輸出電流值與前一次所獲取的輸出電流值進(jìn)行比較，且根據(jù)比較結(jié)果確定占空比調(diào)整趨勢(shì)并相應(yīng)地輸出脈寬調(diào)制信號(hào)至脈寬調(diào)制驅(qū)動(dòng)電路104，脈寬調(diào)制驅(qū)動(dòng)電路104控制開(kāi)關(guān)管101按照所述脈寬調(diào)制信號(hào)所包含的占空比實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)動(dòng)作以調(diào)整光伏控制器100的輸出電流。
[0028]上述的電流采樣信號(hào)可以是通過(guò)對(duì)光伏控制器100進(jìn)行輸出電流采樣所相應(yīng)生成的電壓信號(hào)或電流信號(hào)，采樣方式的不同決定所生成的電流采樣信號(hào)的類(lèi)型不同，所以，電流采樣信號(hào)既可以是電壓信號(hào)，也可以是電流信號(hào)；此外，電流采樣電路102所輸出的電流采樣信號(hào)可以是經(jīng)過(guò)或不經(jīng)過(guò)放大處理的電壓信號(hào)或電流信號(hào)，是否進(jìn)行放大處理可根據(jù)實(shí)際應(yīng)用情況加以選擇。
[0029]其中，開(kāi)關(guān)管101 可以是三極管、MOS 管、IGBT (Insulated Gate BipolarTransistor，絕緣柵雙極型晶閘管)或者其他具備開(kāi)關(guān)特性的半導(dǎo)體器件，例如，當(dāng)開(kāi)關(guān)管101為NMOS管Ql (如圖2所示)時(shí)，NMOS管Ql的柵極、源極和漏極分別為開(kāi)關(guān)管101的控制端、輸入端和輸出端。
[0030]如圖2所示，電流采樣電路102包括:
[0031]第一端和第二端分別為電流采樣電路102的第一端和第二端，對(duì)光伏控制器100進(jìn)行輸出電流采樣并生成相應(yīng)的電壓信號(hào)的采樣電阻Rl ；
[0032]第一采樣端和第二采樣端分別連接采樣電阻Rl的第一端和第二端，對(duì)所述電壓信號(hào)進(jìn)行放大處理的采樣放大電路1021。此處的采樣電阻Rl可以替換為康銅絲。
[0033]另外，在本發(fā)明另一實(shí)施例中，如圖3所示，電流采樣電路102還可以包括:
[0034]第一端和第二端分別為電流采樣電路102的第一端和第二端，對(duì)光伏控制器100進(jìn)行輸出電流采樣并生成相應(yīng)的電壓信號(hào)的霍爾線性器件1022 ；
[0035]采樣端連接霍爾線性器件1022的輸出端，對(duì)所述電壓信號(hào)進(jìn)行放大處理的采樣放大電路1023。此處的霍爾線性器件1022可以替換為能夠?qū)﹄娏鬟M(jìn)行采樣的電流采樣芯片或互感器等。
[0036]微處理器103可以是單片機(jī)、ARM處理器或者其他具備數(shù)據(jù)邏輯處理能力的可編程控制器。
[0037]脈寬調(diào)制驅(qū)動(dòng)電路104是根據(jù)微處理器103所輸出的脈寬調(diào)制信號(hào)的占空比輸出相應(yīng)的高低電平控制開(kāi)關(guān)管101的通斷的開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路。
[0038]在光伏發(fā)電系統(tǒng)中，由于光伏控制器100的輸入功率等于光伏電池板200的輸出功率，所以要是光伏電池板200的輸出功率最大以達(dá)到最大功率點(diǎn)跟蹤的目的，則需要使光伏控制器100的輸入功率最大,而由于上述的光伏控制器100實(shí)際上是一個(gè)電力轉(zhuǎn)換電路，其輸入功率Pin是輸出功率Ptjut與功率損耗Pltjss之和(即Pin=Pt^P1J,而在任一時(shí)刻，由于Pltjss是固定不變的，所以當(dāng)Pwt為某一固定值時(shí)，Pin也相應(yīng)地為固定的某一個(gè)功率值，即光伏控制器100在某一時(shí)刻的轉(zhuǎn)換效率η是一個(gè)確定的值，因此，如果光伏控制器100的輸出功率增大，其輸入功率也必然增大，由此可知，當(dāng)光伏控制器100的輸出功率最大時(shí)，其輸入功率也相應(yīng)地達(dá)到最大值。所以，光伏電池板200的最大輸出功率的實(shí)現(xiàn)可以通過(guò)使光伏控制器100的輸出功率達(dá)到最大值來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0039]再者，由于電池300的電壓是一個(gè)穩(wěn)定的值，所以在此可以認(rèn)為電池300的電壓是
一個(gè)恒定值，而光伏控制器100的輸出功率Ptjut等于其輸出電流Iwt與電池300的電壓Ubat的乘積，即Prat=UXUBAT，因Ubat為恒定值，所以要使輸出功率Pwt最大，則只需要使輸出電流Itjut達(dá)到最大即可。
[0040]另外，電感L1、開(kāi)關(guān)管101、二極管Dl、輸出電容C2組成BOOST電路拓?fù)?，其輸入電壓Vin與輸出電壓Vout之間的關(guān)系如下式:
[0041]Vout =」~.Vin( I )
1-D
[0042]其中，D為控制開(kāi)關(guān)管101在實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)動(dòng)作的脈寬調(diào)制信號(hào)的占空比。
[0043]由于Vout等于電池的電壓Ubat，所以Vout也是一個(gè)恒定值。當(dāng)微處理器103調(diào)整其所輸出的脈寬調(diào)制信號(hào)的占空比D時(shí)，根據(jù)上式(I )，輸入電壓Vin也會(huì)相應(yīng)地發(fā)生變化，而當(dāng)D的調(diào)整使得輸出電流Itjut達(dá)到最大值(即Pwt最大)時(shí)，Vin也就相應(yīng)地等于光伏電池板200的輸出功率最大時(shí)所對(duì)應(yīng)的電壓值Vmp，則光伏電池板200的輸出功率達(dá)到最大值。因此，通過(guò)調(diào)整占空比D還可以使Vin=Vmp。
[0044]因此，本發(fā)明實(shí)施例還提供了基于上述光伏控制器100的最大功率點(diǎn)跟蹤方法以實(shí)現(xiàn)對(duì)光伏電池板200的最大功率點(diǎn)跟蹤,如圖4所示,最大功率點(diǎn)跟蹤方法包括以下步驟:
[0045]S1.電流采樣電路102對(duì)光伏控制器100進(jìn)行輸出電流采樣，并將所生成的電流采樣信號(hào)輸出至微處理器103 ；
[0046]S2.微處理器103根據(jù)所述電流采樣信號(hào)獲取光伏控制器100的輸出電流值；
[0047]S3.微處理器103對(duì)輸出電流值與前一次所獲取的輸出電流值進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果確定占空比調(diào)整趨勢(shì)并相應(yīng)地輸出脈寬調(diào)制信號(hào)；
[0048]S4.脈寬調(diào)制驅(qū)動(dòng)電路104控制開(kāi)關(guān)管101按照所述脈寬調(diào)制信號(hào)所包含的占空比實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)動(dòng)作以調(diào)節(jié)光伏控制器100的輸出電流。
[0049]其中，步驟S3中根據(jù)比較結(jié)果確定占空比調(diào)整趨勢(shì)并相應(yīng)地輸出脈寬調(diào)制信號(hào)的步驟具體為:
[0050]如果輸出電流值大于前一次所獲取的輸出電流值，且微處理器130所輸出的當(dāng)前脈寬調(diào)制信號(hào)所包含的占空比以遞增比例大于前一次所輸出的脈寬調(diào)制信號(hào)所包含的占空比時(shí)，則微處理器130按照所述遞增比例增大當(dāng)前脈寬調(diào)制信號(hào)所包含的占空比，并輸出包含該增大后的占空比的脈寬調(diào)制信號(hào)；
[0051]如果輸出電流值小于前一次所獲取的輸出電流值，且微處理器130所輸出的當(dāng)前脈寬調(diào)制信號(hào)所包含的占空比以遞增比例大于前一次所輸出的脈寬調(diào)制信號(hào)所包含的占空比時(shí)，則微處理器130按照預(yù)設(shè)遞減比例減小當(dāng)前脈寬調(diào)制信號(hào)所包含的占空比，并輸出包含該減小后的占空比的脈寬調(diào)制信號(hào)；
[0052]如果輸出電流值大于前一次所獲取的輸出電流值，且微處理器130所輸出的當(dāng)前脈寬調(diào)制信號(hào)所包含的占空比以遞減比例小于前一次所輸出的脈寬調(diào)制信號(hào)所包含的占空比時(shí)，則微處理器130按照所述遞減比例減小當(dāng)前脈寬調(diào)制信號(hào)所包含的占空比，并輸出包含該減小后的占空比的脈寬調(diào)制信號(hào)；
[0053]如果輸出電流值小于前一次所獲取的輸出電流值，且微處理器130所輸出的當(dāng)前脈寬調(diào)制信號(hào)所包含的占空比以遞減比例小于前一次所輸出的脈寬調(diào)制信號(hào)所包含的占空比時(shí)，則微處理器130按照預(yù)設(shè)遞增比例增大當(dāng)前脈寬調(diào)制信號(hào)所包含的占空比，并輸出包含該增大后的占空比的脈寬調(diào)制信號(hào)。
[0054]對(duì)于上述四種情況，以下通過(guò)具體實(shí)例進(jìn)一步進(jìn)行說(shuō)明:
[0055](I)假設(shè)當(dāng)前的輸出電流值為2.3A，前一次所獲取的輸出電流值2.0A，則2.3A>2.0A,當(dāng)前占空比為55%，前一次的占空比為50%，則兩者之間的遞增比例為5%，所以，則微處理器130按照5%增大當(dāng)前占空比至60%，并輸出包含60%占空比的脈寬調(diào)制信號(hào)。
[0056](2)假設(shè)當(dāng)前的輸出電流值為2.0A，前一次所獲取的輸出電流值2.3A，則2.0A<2.3A，當(dāng)前占空比為55%，前一次的占空比為50%，則兩者之間的遞增比例為5%，所以，則微處理器130按照預(yù)設(shè)遞減比例(如5%)減小當(dāng)前占空比至50%，并輸出包含50%占空比的脈寬調(diào)制信號(hào)。
[0057](3)假設(shè)當(dāng)前的輸出電流值為2.3A，前一次所獲取的輸出電流值2.0A，則
2.3A>2.0A,當(dāng)前占空比為50%，前一次的占空比為55%，則兩者之間的遞減比例為5%，所以，則微處理器130按照5%減小當(dāng)前占空比至45%，并輸出包含45%占空比的脈寬調(diào)制信號(hào)。
[0058](4)假設(shè)當(dāng)前的輸出電流值為2.0A，前一次所獲取的輸出電流值2.3A，則
2.0A<2.3A，當(dāng)前占空比為50%，前一次的占空比為55%，則兩者之間的遞減比例為5%，所以，則微處理器130按照預(yù)設(shè)遞增比例(如5%)增大當(dāng)前占空比至55%，并輸出包含55%占空比的脈寬調(diào)制信號(hào)。
[0059]通過(guò)上述根據(jù)輸出電流值對(duì)脈寬調(diào)制信號(hào)的占空比進(jìn)行反復(fù)調(diào)整，即可使輸出電流Itjut達(dá)到最大值，進(jìn)而使光伏控制器100的輸出功率達(dá)到最大化，由此即可獲得最大輸出電流所對(duì)應(yīng)的功率點(diǎn)，從而使光伏電池板200的輸出功率最大,實(shí)現(xiàn)最大功率點(diǎn)跟蹤。
[0060]本發(fā)明實(shí)施例通過(guò)米用包括輸入電容Cl、電感L1、開(kāi)關(guān)管、二極管Dl、輸出電容C2、電流采樣電路、微處理器及脈寬調(diào)制驅(qū)動(dòng)電路的光伏控制器，電流采樣電路對(duì)光伏控制器進(jìn)行輸出電流采樣，并將所生成的電流采樣信號(hào)輸出至微處理器，微處理器根據(jù)電流采樣信號(hào)獲取光伏控制器的輸出電流值，并對(duì)輸出電流值與前一次所獲取的輸出電流值進(jìn)行比較，且根據(jù)比較結(jié)果確定占空比調(diào)整趨勢(shì)并相應(yīng)地輸出脈寬調(diào)制信號(hào)至脈寬調(diào)制驅(qū)動(dòng)電路，脈寬調(diào)制驅(qū)動(dòng)電路控制開(kāi)關(guān)管按照脈寬調(diào)制信號(hào)所包含的占空比實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)動(dòng)作以調(diào)整光伏控制器的輸出電流，通過(guò)反復(fù)調(diào)整使光伏控制器的輸出功率達(dá)到最大值，進(jìn)而使光伏控制器的輸入功率也達(dá)到最大值，而由于光伏電池板的輸出功率等于光伏控制器的輸入功率，因此能夠不需要電壓采樣電路的情況下實(shí)現(xiàn)對(duì)光伏電池板的最大功率點(diǎn)跟蹤，降低了成本且提高響應(yīng)速度，簡(jiǎn)化了控制算法。
[0061]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種光伏控制器，所述光伏控制器的輸入正端和輸入負(fù)端分別連接光伏電池板的正極和負(fù)極，所述光伏控制器的輸出正端和輸出負(fù)端分別連接電池的正極和負(fù)極；其特征在于，所述光伏控制器包括輸入電容Cl、電感L1、開(kāi)關(guān)管、二極管D1、輸出電容C2、電流米樣電路、微處理器及脈寬調(diào)制驅(qū)動(dòng)電路； 所述輸入電容Cl的第一端和所述電感LI的第一端的共接點(diǎn)作為所述光伏控制器的輸入正端，所述輸入電容Cl的第二端作為所述光伏控制器的輸入負(fù)端，所述電感LI的第二端與所述開(kāi)關(guān)管的輸入端共接于所述二極管Dl的陽(yáng)極，所述二極管Dl的陰極與所述輸出電容C2的第一端的共接點(diǎn)作為所述光伏控制器的輸出正端，所述開(kāi)關(guān)管的輸出端與所述輸入電容Cl的第二端、所述輸出電容C2的第二端以及所述電流采樣電路的第一端共接于地，所述電流采樣電路的第二端為所述光伏控制器的輸出負(fù)端，所述電流采樣電路的輸出端連接所述微處理器的采樣反饋端，所述微處理器的開(kāi)關(guān)控制信號(hào)端連接所述脈寬調(diào)制驅(qū)動(dòng)電路的輸入端，所述脈寬調(diào)制驅(qū)動(dòng)電路的輸出端連接所述開(kāi)關(guān)管的控制端； 所述電流采樣電路對(duì)所述光伏控制器進(jìn)行輸出電流采樣，并將所生成的電流采樣信號(hào)輸出至所述微處理器，所述微處理器根據(jù)所述電流采樣信號(hào)獲取所述光伏控制器的輸出電流值，并對(duì)所述輸出電流值與前一次所獲取的輸出電流值進(jìn)行比較，且根據(jù)比較結(jié)果確定占空比調(diào)整趨勢(shì)并相應(yīng)地輸出脈寬調(diào)制信號(hào)至所述脈寬調(diào)制驅(qū)動(dòng)電路，所述脈寬調(diào)制驅(qū)動(dòng)電路控制所述開(kāi)關(guān)管按照所述脈寬調(diào)制信號(hào)所包含的占空比實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)動(dòng)作以調(diào)整所述光伏控制器的輸出電流。
2.如權(quán)利要求1所述的光伏控制器，其特征在于，所述開(kāi)關(guān)管為三極管、MOS管或者IGBT。
3.如權(quán)利要求2所述的光伏控制器，其特征在于，所述開(kāi)關(guān)管為NMOS管Ql，NMOS管Ql的柵極、源極和漏極分別為所述開(kāi)關(guān)管的控制端、輸入端和輸出端。
4.如權(quán)利要求1所述的光伏控制器，其特征在于，所述電流采樣電路包括:` 第一端和第二端分別為所述電流采樣電路的第一端和第二端，對(duì)所述光伏控制器進(jìn)行輸出電流米樣并生成相應(yīng)的電壓信號(hào)的米樣電阻Rl ;以及 第一采樣端和第二采樣端分別連接所述采樣電阻Rl的第一端和第二端，對(duì)所述電壓信號(hào)進(jìn)行放大處理的采樣放大電路。
5.如權(quán)利要求1所述的光伏控制器，其特征在于，所述電流采樣電路包括: 第一端和第二端分別為所述電流采樣電路的第一端和第二端，對(duì)所述光伏控制器進(jìn)行輸出電流采樣并生成相應(yīng)的電壓信號(hào)的霍爾線性器件；以及 采樣端連接所述霍爾線性器件的輸出端，對(duì)所述電壓信號(hào)進(jìn)行放大處理的采樣放大電路。
6.一種光伏發(fā)電系統(tǒng)，包括光伏電池板和電池，其特征在于，所述光伏發(fā)電系統(tǒng)還包括如權(quán)利要求1至5所述的光伏控制器。
7.一種基于權(quán)利要求1所述的光伏控制器的最大功率點(diǎn)跟蹤方法，其特征在于，所述最大功率點(diǎn)跟蹤方法包括以下步驟: 電流采樣電路對(duì)所述光伏控制器進(jìn)行輸出電流采樣，并將所生成的電流采樣信號(hào)輸出至微處理器； 所述微處理器根據(jù)所述電流采樣信號(hào)獲取所述光伏控制器的輸出電流值；所述微處理器對(duì)所述輸出電流值與前一次所獲取的輸出電流值進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果確定占空比調(diào)整趨勢(shì)并相應(yīng)地輸出脈寬調(diào)制信號(hào)； 脈寬調(diào)制驅(qū)動(dòng)電路控制所述開(kāi)關(guān)管按照所述脈寬調(diào)制信號(hào)所包含的占空比實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)動(dòng)作以調(diào)節(jié)所述光伏控制器的輸出電流。
8.如權(quán)利要求7所述的最大功率點(diǎn)跟蹤方法，其特征在于，所述根據(jù)比較結(jié)果確定占空比調(diào)整趨勢(shì)并相應(yīng)地輸出脈寬調(diào)制信號(hào)的步驟具體為: 如果輸出電流值大于前一次所獲取的輸出電流值，且微處理器所輸出的當(dāng)前脈寬調(diào)制信號(hào)所包含的占空比以遞增比例大于前一次所輸出的脈寬調(diào)制信號(hào)所包含的占空比時(shí)，則所述微處理器按照所述遞增比例增大所述當(dāng)前脈寬調(diào)制信號(hào)所包含的占空比，并輸出包含增大后的占空比的脈寬調(diào)制信號(hào)； 如果輸出電流值小于前一次所獲取的輸出電流值，且所述微處理器所輸出的當(dāng)前脈寬調(diào)制信號(hào)所包含的占空比以遞增比例大于前一次所輸出的脈寬調(diào)制信號(hào)所包含的占空比時(shí)，則所述微處理器按照預(yù)設(shè)遞減比例減小所述當(dāng)前脈寬調(diào)制信號(hào)所包含的占空比，并輸出包含減小后的占空比的脈寬調(diào)制信號(hào)； 如果輸出電流值大于前一次所獲取的輸出電流值，且所述微處理器所輸出的當(dāng)前脈寬調(diào)制信號(hào)所包含的占空比以遞減比例小于前一次所輸出的脈寬調(diào)制信號(hào)所包含的占空比時(shí)，則所述微處理器按照所述遞減比例減小當(dāng)前脈寬調(diào)制信號(hào)所包含的占空比，并輸出包含減小后的占空比的脈寬調(diào)制信號(hào)； 如果輸出電流值小于前一次所獲取的輸出電流值，且所述微處理器所輸出的當(dāng)前脈寬調(diào)制信號(hào)所包含的占空比以遞減比例小于前一次所輸出的脈寬調(diào)制信號(hào)所包含的占空比時(shí)，則所述微處理器按照預(yù)設(shè)遞增比例增大當(dāng)前脈寬調(diào)制信號(hào)所包含的占空比，并輸出包含增大后的占空比的脈寬調(diào)`制信號(hào)。
【文檔編號(hào)】H02S10/00GK103490704SQ201310430604
【公開(kāi)日】2014年1月1日 申請(qǐng)日期:2013年9月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月18日
【發(fā)明者】馬化盛, 孔鵬遠(yuǎn), 張化偉, 劉鵬宇 申請(qǐng)人:深圳桑達(dá)國(guó)際電源科技有限公司