一種光伏充電器的兩級變頻控制方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種光伏充電器的兩級變頻控制方法，所述光伏充電器包括BUCK降壓電路、采樣單元、控制單元、PWM驅(qū)動單元和人機(jī)交互界面，其特征在于：所述控制單元在實(shí)現(xiàn)MPPT最大功率控制的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)兩級變頻控制，所述兩級變頻控制具體為：通過人機(jī)交互界面，輸入光伏組件最大開路電壓值，控制單元根據(jù)輸入電壓等級，設(shè)定PWM驅(qū)動單元的基準(zhǔn)開關(guān)頻率；根據(jù)光伏充電器輸入電壓等級，控制單元通過MPPT控制，同時(shí)根據(jù)實(shí)際輸入最大功率點(diǎn)電壓變化對已設(shè)定的PWM驅(qū)動單元基準(zhǔn)開關(guān)頻率進(jìn)行調(diào)節(jié)。本發(fā)明提出的方法使得光伏充電器可自適應(yīng)多種輸入配置方式的光伏組件，并降低BUCK降壓電路的開關(guān)損耗，提高整個(gè)光伏充電器效率。
【專利說明】一種光伏充電器的兩級變頻控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種光伏充電器的兩級變頻控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在光伏發(fā)電系統(tǒng)中，光伏MPPT充電器通常采用BUCK降壓電路，將較高電壓的直流電變換成較低電壓的直流電給電池充電。因不同光伏發(fā)電系統(tǒng)的光伏組件配置不同，導(dǎo)致接入光伏充電器的光伏組件的開路電壓等級不同；且同一日照條件下，光伏組件開路電壓、光伏組件最大功率點(diǎn)電壓會隨環(huán)境溫度下降而上升，輸出電流則輕微減小，因此光伏MPPT充電器所采用的BUCK降壓電路的輸入電壓范圍比一般BUCK電路輸入電壓范圍寬，保證采用MPPT控制的充電器在正常充電模式下處于最大功率充電，此時(shí)光伏組件的轉(zhuǎn)換效率最聞。
[0003]為保證BUCK降壓電路正常工作且控制相對簡單，一般設(shè)計(jì)使BUCK降壓電路工作在連續(xù)工作模式，此時(shí)輸出紋波電壓Λ V0為:
=哪
【權(quán)利要求】
1.一種光伏充電器的兩級變頻控制方法，所述光伏充電器包括BUCK降壓電路、采樣單元、控制單元、PWM驅(qū)動單元和人機(jī)交互界面； 所述BUCK降壓電路輸入接至光伏組件，BUCK降壓電路輸出接至儲能單元； 所述采樣單元輸入接至BUCK降壓電路輸入，采樣單元輸出接至控制單元；所述采樣單元采樣BUCK降壓電路的輸入電壓送至控制單元處理； 所述控制單元輸出接至PWM驅(qū)動單元輸入，并根據(jù)采樣信號處理結(jié)果輸出信號控制PWM驅(qū)動單元； 所述PWM驅(qū)動單元的輸出接至BUCK降壓電路的功率開關(guān)管，并產(chǎn)生PWM驅(qū)動信號送至BUCK降壓電路的功率開關(guān)管； 所述人機(jī)交互界面與 控制單元相互連接，發(fā)送信息至控制單元并接收控制單元的輸出信號; 其特征在于:所述控制單元在實(shí)現(xiàn)MPPT最大功率控制的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)兩級變頻控制，所述的兩級變頻控制具體包括: 第一級變頻控制:根據(jù)光伏充電器所允許接入的輸入電壓等級，設(shè)定對應(yīng)的PWM驅(qū)動單元基準(zhǔn)開關(guān)頻率；通過人機(jī)交互界面，輸入當(dāng)前光伏充電器接入的光伏組件最大開路電壓值，即設(shè)定當(dāng)前光伏充電器的輸入電壓等級，控制單元根據(jù)當(dāng)前光伏充電器的輸入電壓等級，選定光伏充電器的PWM驅(qū)動單元基準(zhǔn)開關(guān)頻率； 第二級變頻控制:根據(jù)當(dāng)前光伏充電器的輸入電壓等級和光伏組件性能參數(shù)，計(jì)算工作溫度范圍內(nèi)的光伏充電器的輸入最大功率點(diǎn)電壓范圍，并將光伏充電器的輸入最大功率點(diǎn)電壓范圍進(jìn)行區(qū)間劃分，針對不同的輸入最大功率點(diǎn)電壓區(qū)間，在光伏充電器的PWM驅(qū)動單兀基準(zhǔn)開關(guān)頻率基礎(chǔ)上按比例對PWM驅(qū)動單?；鶞?zhǔn)開關(guān)頻率進(jìn)行調(diào)整，設(shè)定相應(yīng)的PWM驅(qū)動單元的開關(guān)頻率；檢測一段時(shí)間光伏充電器實(shí)際輸入的最大功率點(diǎn)電壓，判斷其所處的輸入最大功率點(diǎn)電壓區(qū)間，并選定相應(yīng)的PWM驅(qū)動單元的開關(guān)頻率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光伏充電器的兩級變頻控制方法，其特征在于:所述第一級變頻控制具體為: 步驟Sll:根據(jù)光伏充電器所允許接入的輸入電壓等級由小到大依次為Vp \、V3……Vn，設(shè)定對應(yīng)的PWM驅(qū)動單元基準(zhǔn)開關(guān)頻率為f\、f2、f3……4，其中η為自然數(shù)，η≥2,^^4 ； 步驟S12:通過人機(jī)交互界面，輸入當(dāng)前光伏充電器接入的光伏組件最大開路電壓值Vi，其中i為自然數(shù)，η≥i≥2； 步驟S13:根據(jù)當(dāng)前光伏充電器接入的光伏組件最大開路電壓Vi，按照步驟Sll設(shè)定的對應(yīng)關(guān)系選擇相應(yīng)的PWM驅(qū)動單兀基準(zhǔn)開關(guān)頻率fi。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種光伏充電器的兩級變頻控制方法，其特征在于:所述第二級變頻控制方法為: 步驟S21:根據(jù)所述步驟S12及步驟S13，由當(dāng)前光伏充電器接入的光伏組件最大開路電壓值Vi,得出光伏充電器的PWM驅(qū)動單元基準(zhǔn)開關(guān)頻率A ； 步驟S22:根據(jù)當(dāng)前光伏充電器接入的光伏組件最大開路電壓Vi及光伏組件性能參數(shù)，計(jì)算得當(dāng)前光伏充電器的輸入最大功率點(diǎn)電壓范圍為[V(i，min)，Vamax)]，其中V(i，min)〈V(i，max)，V(i；max)為光伏充電器最低工作溫度下的輸入最大功率點(diǎn)電壓，Vamin)為光伏充電器最高工作溫度下的輸入最大功率點(diǎn)電壓； 步驟S23:將當(dāng)前光伏充電器的輸入最大功率點(diǎn)電壓范圍[V(i，min)，Vamax)]從小到大按順序劃分為 m 個(gè)電壓區(qū)間 υαι))、Ua2))、[V(i,2),V(i,3))……[V(i’m-2)，V—))、[Vajm-DjVamax)]，對相應(yīng)的輸入最大功率點(diǎn)電壓區(qū)間設(shè)定相應(yīng)的PWM驅(qū)動單元開關(guān)頻率為 β !*fi> β 2*fi> β 3*f1......β (m-1)*f1、其中 m 為自然數(shù)，m ≥2，β! <β2 <β 3 <......<β(ω-ι) <βω^ 1 ； 步驟S24:采樣電路檢測當(dāng)前時(shí)刻光伏充電器實(shí)際輸入的最大功率點(diǎn)電壓V(i,nOT)，判斷其所屬的電壓區(qū)間，并判斷該區(qū)間與PWM驅(qū)動單元開關(guān)頻率所對應(yīng)的電壓區(qū)間是否相同，若相同，重新執(zhí)行步驟S24，若不相同，時(shí)間計(jì)時(shí)器從零開始計(jì)時(shí)，執(zhí)行下一步驟； 步驟S25:采樣電路檢測當(dāng)前采樣周期光伏充電器實(shí)際輸入的最大功率點(diǎn)電壓，判斷其所屬的電壓區(qū)間與上一采樣周期最大功率點(diǎn)電壓所屬的電壓區(qū)間是否相同，若不相同則表示電壓因外界因素導(dǎo)致瞬間跳動，返回步驟S24，同時(shí)保持PWM驅(qū)動單元開關(guān)頻率不變化；若相同則判斷時(shí)間計(jì)時(shí)器計(jì)時(shí)是否達(dá)到設(shè)定值，若未達(dá)到設(shè)定值則時(shí)間計(jì)時(shí)器加1，繼續(xù)執(zhí)行步驟S25，若達(dá)到設(shè)定值則執(zhí)行下一步驟； 步驟S26:根據(jù)一段時(shí)間采樣電路檢測的光伏充電器輸入的最大功率點(diǎn)電壓所屬的電壓區(qū)間，調(diào)整光伏充電器的PWM驅(qū)動單元開關(guān)頻率為該電壓區(qū)間所對應(yīng)的開關(guān)頻率，并返回步驟S24。
【文檔編號】H02M1/14GK103607003SQ201310555238
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年11月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月11日
【發(fā)明者】崔福軍, 陳四雄, 張少育, 黃雍俊 申請人:廈門科華恒盛股份有限公司