[發(fā)明專利]可提供直流電源的太陽能控制系統(tǒng)及其控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010585871.6
• 申請日: 2010-12-10
• 公開（公告）號: CN102013853A
• 公開（公告）日: 2011-04-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王斌;李強(qiáng)
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東美的電器股份有限公司
• 主分類號: H02N6/00
• 分類號: H02N6/00;H02J1/10
• 代理公司: 佛山市粵順知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 44264
• 代理人: 唐強(qiáng)熙

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種可提供直流電源的太陽能控制系統(tǒng)及其控制方法。

背景技術(shù)

已有的太陽能技術(shù)基本都是基于照明、大型發(fā)電工程等等；針對空調(diào)器、電冰箱等家用電器的電源的應(yīng)用也都是把太陽能逆變成交流電后，再二次轉(zhuǎn)換成直流電，由于多了一次逆變，效率較低；同時需要與市電同步，電路復(fù)雜；單獨組網(wǎng)的在沒有太陽時使用效果欠佳。

太陽能電池板一般是直接并聯(lián)或串聯(lián)，當(dāng)出現(xiàn)某一塊電池板出問題或被遮蔭時，太陽能電池板陣列的工作將大受影響，出問題或被遮蔭的電池板會異常發(fā)熱，嚴(yán)重時整個電源系統(tǒng)甚至不能正常工作。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的旨在提供一種結(jié)構(gòu)簡單合理、操作靈活、制作成本低、性能穩(wěn)定、適用范圍廣的可提供直流電源的太陽能控制系統(tǒng)及其控制方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處。

按此目的設(shè)計的一種可提供直流電源的太陽能控制系統(tǒng)，包括太陽能控制器和太陽能電池板陣列，其特征是太陽能電池板陣列的輸出與太陽能控制器連接，太陽能控制器的輸出直接連接到需要直流電源的用電器并與該用電器的直流電源側(cè)的高壓儲能電解電容并聯(lián)；太陽能控制器包括主控MCU、DC-DC隔離變換電路、DC電壓隔離取樣單元電路和DC電壓取樣單元電路，太陽能電池板陣列由二個以上的控制與變換單元組成，每個控制與變換單元包括一個太陽能電池板和一個MPPT與BOOST控制單元。

所述DC電壓取樣單元電路的輸入與太陽能電池板陣列的輸出連接，DC電壓取樣單元電路的輸出與主控MCU連接。

所述DC電壓隔離取樣單元電路的輸入與DC-DC隔離變換電路的輸出連接；DC電壓隔離取樣單元電路的輸出與主控MCU連接。

所述主控MCU的輸出與DC-DC隔離變換電路相連。

所述控制與變換單元中的太陽能電池板的輸出直接與MPPT與BOOST控制單元連接。

所述太陽能電池板陣列包括由二個以上的控制與變換單元串聯(lián)構(gòu)成的基本串聯(lián)單元；或者，包括由二個以上的控制與變換單元并聯(lián)構(gòu)成的基本并聯(lián)單元；或者，包括由二個以上的基本串聯(lián)單元并聯(lián)構(gòu)成的并-串連陣列；或者，包括由二個以上的基本并聯(lián)單元串聯(lián)構(gòu)成的串-并聯(lián)陣列。

一種可提供直流電源的太陽能控制系統(tǒng)的控制方法，DC-DC隔離變換電路預(yù)設(shè)負(fù)載端輸出電壓值，該負(fù)載端輸出電壓值大于市電提供的負(fù)載端輸出電壓值，主控MCU3調(diào)整DC-DC隔離變換電路的輸出電壓的方法包括：DC隔離取樣單元電路檢測DC-DC隔離變換電路的輸出電壓，負(fù)載較重而低于預(yù)設(shè)定輸出電壓時，主控MCU不斷的增加驅(qū)動脈沖信號的占空比，直至達(dá)到允許的最大值后不在增加，不足的能量將由市電提供；當(dāng)負(fù)載較輕時，主控MCU調(diào)整驅(qū)動脈沖信號的占空比，輸出電壓達(dá)到設(shè)定的目標(biāo)值后維持該占空比以使輸出電壓穩(wěn)定在設(shè)定值上；當(dāng)負(fù)載原因或太陽能電池板陣列的原因?qū)е螺敵鲭妷喊l(fā)生波動時，主控MCU根據(jù)DC隔離取樣單元電路、DC取樣單元電路的取樣結(jié)果調(diào)整驅(qū)動脈沖信號的占空比。

所述BOOST電路預(yù)設(shè)太陽能電池板陣列的輸出電壓值，當(dāng)DC-DC隔離變換電路的能量需求小于太陽能電池板陣列能提供的最大功率時，MPPT太陽能最大能力跟蹤控制功能關(guān)閉，BOOST電路以預(yù)設(shè)定的輸出電壓值進(jìn)行控制；當(dāng)DC-DC隔離變換電路的能量需求增加，不能夠穩(wěn)定在預(yù)設(shè)的電壓值上，此時MPPT太陽能最大能力跟蹤控制功能打開，MPPT功能控制BOOST電路的輸出占空比，使太陽能電池的輸出能量達(dá)到最大。