一种新型光伏控制器PWM控制方法

控制系统传递函数结构如图2所示，VS是蓄电池电压设定值，VO是蓄电池电压实际输出值，二者之差△V输入PI调节器，得到期望输出电流IO，对IO采用精粗调组合PWM实现，实现流程图如图3所示。即：将IO除以(I/N)，取余数得到j，取整数得到m。再令第1路光伏子阵列的PWM占空比为j，令其余光伏子阵列中有m个导通，剩余的光伏子阵列断开，则得到精确的IO输出:IO=(j/K+m)×(I/N)。该电流提供给蓄电池和负载，通过PI算法维持蓄电池输出电压VO为恒压。在一个由6路光伏子阵组成的控制系统里，其第1路光伏子阵的PWM电压、电流和总光伏电流波形如图4所示。这里的电压是指功率电子开关两端电压，而在一个相对时间里，第2路到第6路光伏子阵电压和电流变化很少(除非粗调有动作)，否则就是直线。

本方案只有1个光伏子阵列采用PWM控制，其余的光伏子阵列仍然采用普通的开关控制，与全部光伏阵列并联后进行总的PWM控制相比，这种精粗调组合实现的PWM精确控制其PWM开关能量损耗减少了(N-1)/N(N为光伏子阵列个数)，缩小了散热片体积；由于仍然采用多个独立的光伏子阵列分别控制，在相同的电压等级下，对功率开关器件的电流等级要求很低，可以采用低成本的功率开关器件并联实现1个子阵[5]，降低了成本，同时又兼有对全部光伏阵列进行PWM控制的高精度电流输出，经测试系统稳压输出符合国家标准[6]。由于参与PWM斩波的电流小，电磁兼容性好，已经通过了电磁兼容标准测试，并取得CE认证。已在-48 V标称电压、30 A~400 A电流范围的系列光伏控制器上得到实际应用。运行实践表明，此方案完全达到了预期设计效果。