[發明專利]一種應用于微型逆變器的最大功率點跟蹤模擬控制電路

在審

• 申請號: 202110065603.X
• 申請日: 2021-01-18
• 公開（公告）號: CN112910280A
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發明（設計）人: 陳敏;傅鈺泰;鄭睿瑞;齊繼志;韓放
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: H02M7/162
• 分類號: H02M7/162;H02M1/06;H02M3/335;H02J3/38
• 代理公司: 杭州中成專利事務所有限公司 33212
• 代理人: 周世駿

本發明涉及電力電子應用技術領域，旨在提供一種應用于微型逆變器的最大功率點跟蹤模擬控制電路。接至光伏電池板的微型逆變器包括反激變換器和全橋工頻逆變器，最大功率點跟蹤模擬控制電路用于控制反激變換器；該控制電路包括信號開關控制電路，以及依次電連接的乘法器等效替代電路、采樣保持比較電路、邏輯判斷電路和占空比增減控制電路；通過對光伏電池板的輸出功率變化與占空比變化進行邏輯判斷，進而對占空比進行直接控制，最終逐步實現光伏電池板最大功率點追蹤。本發明可以逐步實現微逆系統中最大功率點跟蹤的模擬控制，有效降低光伏電池板最大功率點控制成本和復雜度，同時有助于將微逆的控制進一步集成。

技術領域

本發明屬于電力電子應用技術領域，涉及光伏電池板最大功率點跟蹤控制。

背景技術

隨著傳統化石能源的儲量減少以及開采難度加大，同時各類可再生能源的應用成本降低，人類普遍加大了對可再生能源的研究與應用。其中太陽能以其分布廣、易獲取、零排放、可持續等優勢成為可再生能源應用研究的熱點。

對于太陽能光伏發電技術，主要有集中式和分布式兩大類應用。其中分布式應用中的組件級光伏發電系統有著諸多優勢，逐漸成為研究的一大主流。電流源型微型光伏逆變器在組件級光伏發電系統中有著廣泛的應用前景。

光伏電池的輸出特性呈現非線性，其P-U曲線為單峰值曲線，光伏電池板的最大功率點跟蹤是微型并網逆變器主要的功能之一。最大功率點跟蹤技術種類很多，諸如擾動觀察法、電導增量法、開路電壓法、直接占空比控制法等。不同方法各自具有優缺點。

目前應用于微型逆變器的最大功率點跟蹤技術主要都采用數字控制技術。但數字控制具有不易集成、控制成本高、實時性差等缺點，不利于微型逆變器更廣泛的推廣應用。相比而言，模擬控制具有易集成、控制簡單、成本低等優勢。現有研發成果中的最大功率點跟蹤模擬控制電路，通常采用針對微型逆變器系統特殊設計的控制策略；但這些都只適用于直流系統，適用于微型逆變器的最大功率點模擬控制技術尚未得到深入研究。因此，提出一種應用于微型逆變器的最大功率點跟蹤模擬控制電路有重大意義。

發明內容

本發明要解決的技術問題是，克服現有技術中的不足，提供一種應用于微型逆變器的最大功率點跟蹤模擬控制電路。

為解決技術問題，本發明提供的解決方案是：

提供一種應用于微型逆變器的最大功率點跟蹤模擬控制電路，接至光伏電池板的微型逆變器包括反激變換器和全橋工頻逆變器，最大功率點跟蹤模擬控制電路用于控制反激變換器；該最大功率點跟蹤模擬控制電路包括信號開關控制電路，以及依次電連接的乘法器等效替代電路、采樣保持比較電路、邏輯判斷電路和占空比增減控制電路；通過對光伏電池板的輸出功率變化與占空比變化進行邏輯判斷，進而對占空比進行直接控制，最終逐步實現光伏電池板最大功率點追蹤。

本發明中，所述信號開關控制電路包括兩個非門、一個或門和一個開通延遲環節；Q+為全橋工頻逆變器中晶閘管Q₁和Q₃的開通信號，Q-為全橋工頻逆變器中晶閘管Q₂和Q₄的開通信號；Q+信號與第一個非門相連，第一個非門的輸出端為Q_x信號，該信號為乘法器等效替代電路中開關管T₁的開通信號；Q_{_}與開通延遲環節相連，開關延時環節的輸出與或門相連；同時Q+信號還與或門相連，或門的輸出為Q_y信號，該信號為乘法器等效替代電路中開關T₂的開通信號；或門輸出同時與第二個非門相連第二個非門的輸出為Q_z信號，該信號為乘法器等效替代電路中開關T₃的導通信號。

本發明中，所述乘法器等效替代電路包括一個電流互感器CT、三個模擬開關T₁-T₃、兩個電容C₁和C₂；電流互感器CT的輸出接模擬開關T₁，模擬開關T₂與電容C₁串聯之后再和T₁并聯，模擬開關T₃連接電容C₁和C₂。