[实用新型]光伏发电逆变器的多输入最大功率追踪控制装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及MPPT（最大功率追踪）技术领域，具体涉及一种光伏发电逆变器的多输入最大功率追踪控制装置。

背景技术

MPPT控制器能够实时侦测太阳能板的发电电压，并追踪最高电压电流值(VI)，使系统以最大功率输出对蓄电池充电。应用于太阳能光伏系统中，协调太阳能电池板、蓄电池、负载的工作，是光伏系统的大脑。目前，传统的功率追踪技术大多采用的是对光伏系统的整个光伏阵列用一个MPPT控制器进行功率追踪，虽然能一定程度上提高整个光伏阵列的输出功率，但是在大型的光伏阵列中，每个电池组所处环境的温度以及受光照程度或多或少有所差异，对整体进行功率追踪达不到最佳的效果。如果给每个光伏电池组都进行功率追踪，需每个电池组接上MPPT控制器，增加了光伏系统的拓扑结构和成本。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种光伏发电逆变器的多输入最大功率追踪控制装置，其能对光伏阵列的每个光伏电池组都能够进行功率追踪，从而对光伏阵列的输出功率追踪达到最佳的效果。

为解决上述问题，本实用新型所设计的光伏发电逆变器的多输入最大功率追踪控制装置，主要由n路DC/DC模块、2n路信号采样电路模块、2n路A/D模块、FPGA主控模块以及n路场效应管驱动电路模块组成；其中n的取值与光伏阵列中光伏电池组的个数相同；每个光伏电池组的电压信号输出端和电流信号输出端送入同一路DC/DC模块的2个输入端，每个光伏电池组的电压信号输出端和电流信号输出端各送入一路信号采样电路模块的输入端，每路信号采样电路模块的输出端连接一路A/D模块的输入端，所有A/D模块的输出端连接至FPGA主控模块的2n个输入端上，FPGA主控模块的n个输出端各连接一路场效应管驱动电路模块的输入端，每路场效应管驱动电路模块的输出端连接一路DC/DC模块的控制端，所有DC/DC模块的输出端正极合为一路形成本多输入最大功率追踪控制装置的输出端正极，所有DC/DC模块的输出端负极合为一路形成本多输入最大功率追踪控制装置的输出端负极。

上述方案中，每个光伏电池组各由多块太阳能电池板串联而成。

上述方案中，每路DC/DC模块各由BOOST升压电路、2个分压电阻及1个测试电阻组成，其中由两个分压电阻串联后与BOOST电路的输入端并联，用于测试电池组的输出电压。测试电阻串联在BOOST电路的输入端正极，用于测试电池组输出电流。BOOST升压电路的输入端分别连接光伏电池组的电压信号输出端和电流信号输出端，BOOST升压电路的输出端正极形成本多输入最大功率追踪控制装置的输出端正极，BOOST升压电路的输出端负极形成本多输入最大功率追踪控制装置的输出端负极。

上述方案中，每路信号采样电路模块各由差分输入电路、线性隔离电路和二阶有源低通滤波电路组成，差分输入电路的输入端与DC/DC模块输入端连接，差分电路的输出端接线性隔离电路的输入端，线性隔离电路的输出端送入二阶有源低通滤波电路的输入端，二阶有源低通滤波电路的输出端送入相应的A/D模块。

上述方案中，每路A/D模块各由一ADS7812PB模数转换芯片构成。

上述方案中，FPGA主控模块由FPGA主控芯片，以及连接在FPGA主控芯片上的晶振电路和复位电路组成。

上述方案中，每路场效应管驱动电路模块各由电气隔离电路和驱动电路组成，电气隔离电路的输入端与FPGA芯片的输出端相连，电气隔离电路的输出端与驱动电路的输入端相连，驱动电路的输出端与DC/DC模块的控制端相连。

上述方案中，n的取值根据实际电站所需发电功率以及FPGA芯片内部资源进行取值。经过设计验证，一组光伏电池MPPT模块需1200-1300个逻辑单元，故本实用新型n取值为1-6之间。可以根据需要选用不同的FPGA芯片，从而扩展n。

与现有技术相比，本实用新型采用FPGA芯片作为主控芯片设计的多输入最大功率追踪控制装置，充分利用可编程逻辑器件高速并行处理能力，在芯片内部构建多个MPPT模块，每个模块的输入对应2路信号采样模块和2路A/D模块，每个模块的输出对应1路场效应管驱动模块，且每个模块都能快速独立运行，从而达到对多组光伏电池的最大功率跟踪目的，相对于传统的MPPT,提高了整个光伏阵列最大功率追踪的效果，节约了成本。适用于MPPT控制领域。

附图说明

图1是本实用新型的总体结构框图。

图2是本实用新型FPGA芯片内部一组电池硬件控制模块图。

图3是本实用新型一路PWM驱动波提取框图。

具体实施方式