[发明专利]光伏智能充电控制装置

说明书

技术领域

本发明属于新能源技术领域，具体涉及一种光伏智能充电控制装置。

背景技术

节约能源、保护环境已经成为人类可持续发展的必要条件，人们的注意力 正转向再生能源的利用和开发，其中，太阳能发电已成为近些年研究的热点。 光伏充电系统一般包括太阳能电池、太阳能控制器和蓄电池。太阳能电池发电 受气候条件影响，输出功率随环境温度、光照强度变化而变化，具有非线性特 点。在一定的气候条件下，太阳能电池具有流但又可以工作在不同的输出电压 的特点，只有在某一输出电压值即最佳输出电压值时，太阳能电池的输出功率 才能达到最大值，这时太阳能电池的工作点就达到了输出功率-输出电压曲线的 最高点，即最大功率点。目前，传统的太阳能光伏充电方法是在光伏电池和蓄 电池之间不采用DC/DC变换器，直接利用集成电路或专用芯片对蓄电池进行充 电控制，这样可以省去DC/DC变换器，提高主电路效率，但是，由于光伏电池 的工作电压被箱位在蓄电池的充电电压点上，从而不能保证光伏电池工作在最 大功率点，不利于整个系统效率的提高。

发明内容

本发明的技术效果能够克服上述缺陷，提供一种光伏智能充电控制装置， 采用DC/DC变换器作为光伏电池和铅酸蓄电池的接口电路，实现较大范围内的 最大功率点跟踪，大大提高光伏电池的利用率。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：其包括光伏电池阵列、电源 E_d，光伏电池阵列和电源E_d之间依次串接二极管D1、电感L1、电容C2、电感L2， 二极管D1的正极连接光伏电池阵列，二极管D1的负极连接电感L1，电感L1连 接电容C2的正极，电容C2的负极连接电感L2，电感L2的另一端连接电源E_d的负极；二极管D1的负极与电源E_d的正极之间设有电容C1，电容C2的正极与 电源E_d的正极之间设有开关管Vr，电容C2的负极与电源E_d的正极之间设有二 极管D2。

选用Cuk变换器作为充电控制器的主电路，Cuk变换器同时具有升压和降压 功能，可以在较大范围内实现最大功率点跟踪，并且采用直接电流控制跟踪法， 即通过检测充电控制器的充电电流进行最大功率点跟踪。根据变换器输出电流 作为判断依据进行最大功率点跟踪，则不仅可以省去两个传感器，而且无需乘 法运算，具有算法简单、受环境因素影响小等优点，进一步降低系统成本，减 轻单片机运算负担。

附图说明

图1为本发明直接电流控制最大功率点跟踪算法流程图；

图2为本发明的Cuk充电控制器主电路；

图3为本发明的Cuk变换器连续工作模式等效电路图；

图4最大功率点跟踪充电控制特性图；

图5最大功率点跟踪充电控制策略流程图。

具体实施方式

本发明的光伏智能充电控制装置包括光伏电池阵列、电源E_d，光伏电池阵 列和电源E_d之间依次串接二极管D1、电感L1、电容C2、电感L2，二极管D1的 正极连接光伏电池阵列，二极管D1的负极连接电感L1，电感L1连接电容C2的 正极，电容C2的负极连接电感L2，电感L2的另一端连接电源E_d的负极；二极 管D1的负极与电源E_d的正极之间设有电容C1，电容C2的正极与电源E_d的正极 之间设有开关管Vr，电容C2的负极与电源E_d的正极之间设有二极管D2。

其工作原理如下：

先作两个假设：

①变换器自身功率损耗为零，即光伏电池输出功率等于变换器输出功率：

②负载两端电压(蓄电池电压或电网电压)恒定不变。

根据假设可得式(1)，式中K为常数。

P_PV＝P_out＝U_LI_L

U_L＝K(1)

根据式(1)可得式(2)：

P_PV∝I_L(2)

根据扰动观测法可得：