【文章內(nèi)容簡介】 。此法能夠自動調(diào)節(jié)Vmax，但存入的數(shù)值是固定的，在設(shè)備狀態(tài)有變化時將會出現(xiàn)較大的誤差?？偟恼f來，CVT控制簡單，易實現(xiàn)，對系統(tǒng)控制要求不高：可靠性高，系統(tǒng)不會出現(xiàn)振蕩，有很好的穩(wěn)定性；受溫度的影響較大。2．功率回授控制法功率回授控制法的原理是通過采集光伏電池陣列的輸出電壓值和電流值，然后計算出當(dāng)前的輸出功率，再由當(dāng)前的輸出功率P和上次儲存的輸出功率P’相比較，通過判斷比較的結(jié)果來控制調(diào)整輸出電壓值，是一種被動式尋找最大功率法。因為在同一功率值下光伏電池陣列輸出電壓和電流值不唯一，此控制法的控制器要設(shè)計成單值控制模式，即只以PV曲線頂點右側(cè)為控制范圍。這種方法的優(yōu)點是實現(xiàn)較為簡單方便，但缺點是可靠性和穩(wěn)定性均不佳，所以在實際應(yīng)用中較少采用。3．?dāng)_動觀察法擾動觀察法(perturbamp。observe algorithmsPamp。O)主要根據(jù)光伏電池的P．V特性，通過擾動端電壓來尋找MPP，是目前實現(xiàn)MPPT常用的方法之一。其原理是先擾動輸出電壓值，再測量其功率變化，與擾動之前功率值相比，若功率值增加，則表示擾動方向正確，可朝同一方向擾動△u；若擾動后的功率值小于擾動前，則往相反方向擾動△u。通過不斷擾動使陣列工作于最大功率點附近。此法的最大優(yōu)點在于其結(jié)構(gòu)簡單，被測參數(shù)少。其缺點是由于始終有△u的存在，其輸出會有一定的微小波動，在最大功率跟蹤過程中將導(dǎo)致些微功率損失，并且跟蹤速度較慢；有時會發(fā)生程序在運行中的失序(“誤判”)現(xiàn)象；初始值及跟蹤步長的選擇比較重要，跟蹤步長大跟蹤速度就大，但精度較?。焊櫜介L小時，情況正好相反，所以方法的關(guān)鍵是選好步長和初始值。4．電導(dǎo)增量法電導(dǎo)增量法(Incremental conductance Algorithm)也是MPPT控制常用的算法。通過光伏電池陣列PV曲線可知最大功率點Pmax處的斜率為零，即(31)、(32)式成立，將(32)式進行推算便得到(33)式。 （31） （32） （33）(33)式就是達到最大功率點的條件，即當(dāng)輸出電導(dǎo)的變化量等于輸出電導(dǎo)的負值時，陣列工作于最大功率點。若不相等，則要判斷dP／dV是大于零或小于零，以確定擾動的方向。該控制方法的實現(xiàn)方法為，將新檢測的電壓、電流值計算與原值進行比較，先判斷電壓差值是否為零，若為零則再判斷電流差值是否為零，若都為零則表示阻抗一致，變換器占空比D保持不變。若電壓差值為零，電流差值不為零，則表示照度有變化，電流差值大于零增大D，電流差值小于零減小D；當(dāng)電壓差值不為零時，比較電導(dǎo)變化量與負電導(dǎo)值的關(guān)系，若式 (33)成立則表示在最大功率點處，若電導(dǎo)變化量大于負電導(dǎo)值，則表示此處功率曲線斜率為正，增大D，反之減小D。此一跟蹤法最大的優(yōu)點，是當(dāng)光伏電池上的照度產(chǎn)生變化時，輸出端電壓能以平穩(wěn)的方式追隨其變化，電壓波動較擾動觀察法??；缺點是其算法較為復(fù)雜，且在跟蹤的過程中需花費相當(dāng)多的時間去執(zhí)行A∕D轉(zhuǎn)換。 4 DC/DC變換電路設(shè)計 元件的選擇Buckboost在穩(wěn)態(tài)條件下,電感的伏秒積分為零,即 (41)式中是太陽能的輸出電壓，直流側(cè)的電壓，也即Buckboost電路的輸出電壓。是開關(guān)管的開關(guān)周期，是占空比。因此,BuckBoost變換器的直流電壓傳輸比為 (42)輸出電壓對地為負,它的幅值可能高于或低于輸入電壓,正象變換器的名字所暗示的那樣。決定CCM和DCM之間邊界的電感值為 (43) 濾波電容C的選擇由于供給輸出RC電路的電流是非連續(xù)的。與降壓變換器相比,需要一個較大的濾波電容來限制輸出電壓脈動。當(dāng)二極管D截止時,濾波電容必須為負載提供直流電流。確保電壓脈動為的濾波電容的最小值為 (44) 降壓式（Buck）DC／DC變換器原理降壓斬波電路的原理圖如圖41所示。該電路使用一個全控型V，圖中所用為IGBT，VD為續(xù)流二極管，起作用是在V關(guān)斷時給負載中的電感電流提供通道。降壓（Buck）式變換器的輸出電壓平均值UOUT總是小于輸入電壓UIN。電路中通過電感的電流（iL）是否連續(xù)，取決于開關(guān)頻率、濾波電感L和電容C的數(shù)值。本文采用的是電感電流連續(xù)的情況。圖41降壓斬波電路原理圖　　當(dāng)電路工作頻率較高時，若電感和電容量足夠大并為理想元件，則電路進入穩(wěn)態(tài)后，可以認為輸出電壓為常數(shù)。當(dāng)晶體管V導(dǎo)通時，電感中的電流呈線性上升，因而有 （45）式中，ton為晶體管導(dǎo)通時間；iOUT（max）為輸出電流的最大值；iOUT（min）為輸出電流的最小值；Δion為晶體管導(dǎo)通時間內(nèi)的輸出電流變量?！　‘?dāng)晶體管V截止時，電感中的電流不能突變，電感上的感應(yīng)電動勢使二極管VD導(dǎo)通，這時 （46）　　式中，toff為晶體管截止時間；Δioff為晶體管截止時間內(nèi)的輸出電流變量?！　≡诜€(wěn)態(tài)時 （47）式中，Δi為輸出電流變量。　　因為電感濾波保持了直流分量，消除了諧波分量，故輸出電流平均值為 （48）式中，R為負載電阻。 （49）將,代入上式，得 （410）由上述可知，要使電感電流連續(xù)，則電流峰峰脈動值必須大于輸出電流的一半。令，可得電感電流連續(xù)時的電感量的臨界值： （411） IGBT驅(qū)動電路選擇IGBT的門極驅(qū)動條件密切地關(guān)系到他的靜態(tài)和動態(tài)特性。門極電路的正偏壓uGS、負偏壓uGS和門極電阻RG的大小，對IGBT的通態(tài)電壓、開關(guān)、開關(guān)損耗、承受短路能力及du/dt電流等參數(shù)有不同程度的影響。其中門極正電壓uGS的變化對IGBT的開通特性，負載短路能力和duGS/dt電流有較大的影響，而門極負偏壓對關(guān)斷特性的影響較大。同時，門極電路設(shè)計中也必須注意開通特性，負載短路能力和由duGS/dt電流引起的誤觸發(fā)等問題。IGBT驅(qū)動電路分類驅(qū)動電路分為：分立插腳式元件的驅(qū)動電路；光耦驅(qū)動電路；厚膜驅(qū)動電路；專用集成塊驅(qū)動電路。本文設(shè)計的電路采用的是專用集成塊驅(qū)動電路。IGBT驅(qū)動電路分析隨著微處理技術(shù)的發(fā)展(包括處理器、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和存儲器件)，數(shù)字信號處理器以其優(yōu)越的性能在交流調(diào)速、運動控制領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。一般數(shù)字信號處理器構(gòu)成的控制系統(tǒng)， IGBT驅(qū)動信號由處理器集成的PWM模塊產(chǎn)生的。而PWM接口驅(qū)動能力及其與IGBT的接口電路的設(shè)計直接影響到系統(tǒng)工作的可靠性。因此采用EXB841設(shè)計出了一種可靠的IGBT驅(qū)動方案。 集成驅(qū)動電路（1）芯片介紹及功能原理圖EXB841芯片是單列直插式結(jié)構(gòu)，各引腳的功能見表41。3腳為驅(qū)動的輸出端，通過電阻Rg接被驅(qū)動的IGBT的柵極；4腳用于外接電容，防止電流保護電路的誤動作；5腳為過電路保護電路的輸出信號，低電平有效；6腳接IGBT的集電極，通過檢測Uce的大小來判斷是否發(fā)生短路或集電極電流過大，從而進行自動保護。EXB841的功能塊圖如圖42所示。表41 EXB841的引腳功能表引腳號功能引腳號功能1與用于反向偏置電源的濾波電容連接8懸空2電源（+20V）9電源地3驅(qū)動輸出端11懸空4用于連接外部電容，以防止過流保護電路的誤動作14驅(qū)動信號輸入（）端5過流保護輸出端15驅(qū)動信號輸入（+）端6集電極電壓輸出端圖42 EXB841的功能塊圖（2）電路原理圖及工作原理簡介圖43示出了EXB841的電路原理圖，其結(jié)構(gòu)包含隔離放大、過電流保護和基準(zhǔn)電源三部分。隔離放大部分由光電耦合器ISO0晶體管VTVTVT5和阻容元件RCRR9組成。光電耦合器IS01的隔離電壓可達2500VAC。VT2為中間放大級，VT4和VT5組成的互補式推挽輸出可為IGBT柵極提供導(dǎo)通和關(guān)斷電壓。晶體管VTVT3和穩(wěn)壓管VZ1以及阻容元件R3~RC2~C4組成過電流保護部分，實現(xiàn)過電流檢測和延時保護。電阻R穩(wěn)壓管VZ2與電容C5構(gòu)成5V基準(zhǔn)電源，為IGBT的關(guān)斷提供5V的反偏電壓，同時也為輸入光耦合器IS01提供副方電源.。圖43 EXB841的電路原理圖電路的工作過程簡述如下：當(dāng)14腳與15腳間流過的電流為零時，光電耦合器截止，A點為高電平，晶體管VTVT2導(dǎo)通，D點電位下降VT4截止、VT5導(dǎo)通。IGBT的柵極電荷經(jīng)VT5迅速放電，使3腳電位降至0V，IGBT由于Ugs=5V而可靠關(guān)斷。當(dāng)14腳與15腳間通過10mA電流時，光電耦合器導(dǎo)通，A點電位下降，V