[发明专利]一种光伏充电器控制装置及控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种光伏充电器控制装置及控制方法。

背景技术

随着人类对能源的需求越来越大以及传统能源的减少，能源问题已经是刻不容缓的问题，太阳能作为清洁、无污染能源，已经成为现代能源发展的主方向。

在太阳能离网发电系统中，通常通过太阳能充电装置将太阳能转化为某一电压等级的直流电供直流用电设备使用，多余的能量储存在蓄电池中，以备在缺少太阳能的时候使用，为了尽可能的利用太阳能，都需要进行最大功率跟踪，提高太阳能的利用率。另外由于蓄电池充放电不合理导致蓄电池提前损坏的占总损坏的蓄电池总数的比例相当大，对蓄电池合理的充放电管理相当重要。

通常太阳能充电装置都采用BUCK降压电路，即光伏电压高于电池电压才能充电，一般都会有恒流充电控制方式、恒压充电控制方式，恒流充电就是最大功率充电，在电池电压还没有达到一定电压值时(设为Vm)，一直以太阳能最大功率充电，一种近似的恒流充电，因为太阳能的能量不是恒定不变的，受天气变化影响，能量变化还是会很大的，恒压充电就是在电池电压达到Vm，为了防止过充，就不允许电池电压继续升高，维持电池电压在Vm充电，此时如果太阳能能量充足或者负载没有增大，光伏能量是可以维持电池电压稳定在Vm充电的，此时的光伏电压不会处在最大功率点处，如果在转到恒压控制后，光伏能量突然减少或者负载突然增大，光伏能量无法保证电池电压维持在Vm处，业界通常做法是，在电池电压跌落到一定值时再重新进行最大功率充电，但是在重新进行最大功率充电前，会存在个问题，因为光伏能量无法保证电池电压在Vm，那太阳能充电装置会一直将BUCK电路功率器件开关管的占空比调大，当光伏电压被调节到极板P-V曲线左侧时，光伏电压越低，光伏能量就越小，电池电压就会越低，就更无法保证电池电压维持在Vm，直到光伏电压被拉低到和电池电压基本相同，即功率器件开关管的占空比调节到最大，处于卡死状态，直到重新关闭驱动从光伏开路电压点重新开始下一次最大功率充电。

发明内容

本发明的目的在于提供一种光伏充电器控制装置及控制方法，控制装置及控制方法保证光伏电压一直处在极板P-V曲线右边，保证只要电池电压未达到Vm，充电装置就能使光伏电压快速调节到最大功率点，尽可能地利用光伏能量，并且在恒压充电和恒流充电相互切换时是软切换，不会存在输出电流跳变现象。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种光伏充电器控制装置，其特征在于：包括一光伏电压采样单元，用于采样光伏极板的输出电压信号Upv；

 一输出电流采样单元，用于采样光伏充电器的输出电流信号Ibuck；

 一输出电压采样单元，用于采样光伏充电器的输出电压信号Ubuck；

 一MPPT单元，根据光伏充电器的输出电流信号Ibuck和输出电压信号Ubuck，利用最大功率跟踪技术对光伏极板进行最大功率跟踪，得到光伏极板最佳工作电压Upvref；

 一第一电压控制器，将所述MPPT单元的输出值与光伏电压采样电路的输出值

Upv取差值，经第一PI控制器（PI_1）控制调节输出Iref1；

 一稳压控制给定单元，根据蓄电池的充电模式设置所述稳压控制给定单元

的输出值Ubref；

 一第二电压控制器，将所述稳压控制给定单元的输出值Upvref与输出电

压采样单元的输出值Ubuck取差值，经第二PI控制器（PI_2）控制调节输出Iref2；

 一限幅控制单元，根据第一电压控制器的输出值Iref1与第二电压控制器

的输出值Iref2的大小设置所述限幅控制单元的输出值；

 一电流控制器，将限幅控制单元的输出值与所述输出电流采样单元的

输出值Ibuck取差值，经第三PI控制器（PI_3）控制调节输出驱动占空比给PWM发生器；

 一PWM发生器，用于产生PWM驱动信号驱动光伏充电器主电路的开关管工

作；