0 导言
在远离电网的偏远地区，太阳能的发电使用光伏操控器、蓄电池组、光伏电池板组成独立光伏发电站，其间光伏操控器是整个电站的中心。光伏操控器的拓扑结构一般有DC/DC型和直通型两大类，DC/DC型又可细分为MPPT型和谐振型等多种，但DC/DC型操控器因为有大的理性元件的存在，在大电流使用时，其体积、分量和热量都会急剧添加，约束了其在大功率范畴的实践使用；而直通型操控器在大功率范畴则相对具有优势，即便光伏电流到达几百安培，其体积、分量和热量相对都不会太大，因而直通型操控器在移动通讯基站、边防哨所等大功率范畴得到了广泛的使用。但直通型操控器依然存在着一些缺陷，以下对其优缺陷进行剖析。
1 现有操控办法的缺乏
现有的直通型光伏操控器对蓄电池充放电的操控一般选用3类充放电操控形式。
（1）逐级投入式体系，行将光伏电池分红N个独立的光伏子阵列，界说N个蓄电池电压操控点Vi（i=1，2，…N;Vi《Vi+1），当蓄电池电压大于Vi时，第i个光伏子阵列关断，反之则导通。这样就构成了跟着蓄电池电压的添加，充电电流阶梯式逐级削减；反之则逐级增大。长处：这种充电操控办法根本满意了蓄电池的充电需求，操控逻辑简略、易于完成，电子功率开关器材的开关能量丢失很小；缺陷：操控精度不高，电压动摇规模大，一些先进的自动操控算法无法完成。
（2）在此基础上添加了时刻要素的改进型操控办法，将蓄电池电压操控点设置为1个操控点Vs.当蓄电池电压大于Vs时，第i个光伏子阵列关断，延时1个固定时刻后，假如蓄电池电压依然大于Vs，再关断第i+1个光伏子阵列，顺次类推，直到第N个光伏子阵列关断；反之则导通，导通进程相同有上述延时。长处：这种充电操控办法削减了蓄电池电压的改变规模，兼有前一种充电操控办法的长处；缺陷：简单导致操控器的震动，尤其是延迟时刻的挑选，要跟着太阳能电池、蓄电池容量和负载的装备改变而改变，不然会导致失控，严重者会导致蓄电池过充或过放而作废。
（3）脉宽调制式体系（全控型的PWM操控办法），即光伏电池不分子阵列，将悉数光伏子阵列并联后构成1个总的光伏电池阵列，再以大功率电子开关做全通全断型PWM操控，此法可将蓄电池电压准确操控在1个电压点。长处：电压操控精度高，可选用各种先进的自动操控算法；缺陷：功率电子开关器材的开关功率损耗较大，在相同的电压等级下，对功率电子开关器材的电流等级要求很高，对器材要求严苛，关于大功率光伏操控器，散热片体积较大。
2 精粗调组合PWM新操控计划
针对上述3种计划的缺陷，本文提出了一种精粗调组合PWM操控的新操控计划。依然将光伏电池分红N个独立的相同装备的光伏子阵列（i=1，2，…N），可是只要第1个光伏子阵列（i=1）选用PWM操控，其他的光伏子阵列（i=2，3，…N）依然选用一般的开关操控，操控办法为：假定N个光伏子阵列悉数导通时的总光伏电流为I，则每个光伏子阵列独自导通时的光伏电流为I/N，假如第1个光伏子阵列的PWM操控占空比改变规模为0~K，则第1个光伏子阵列的PWM电流能够准确操控到（j/K）×（I/N），其间j=0~K改变；假如将第1个光伏子阵列的PWM准确操控和其他N-1个光伏子阵列的开关大略操控相合作，则能够得到电流改变规模在0~I之间的恣意的准确电流输出，其值为：（j/K+m）×（I/N），其间m是其他N-1个光伏子阵列导通的个数，m=0~N-1（m=0，标明其他N-1个光伏子阵列悉数关断）；操控器只需求挑选核算m（0~N-1）和j（0~K）值的巨细，就能够操控准确的光伏电流输出，电流分辩精度为I/（KN），相当于前述第3类全控型的PWM操控办法中PWM占空比改变规模是0~KN的操控作用。
3 精粗调组合PWM操控的完成
本操控器的微处理器选用的是C8051F020单片机，如图1所示。
经过外部2个电流传感器和电压检测电路，别离经过微处理器内部AD转化获取光伏电流、负载电流和蓄电池电压等参数。微处理器一起宣布N个开关操控信号，其间第1个信号由微处理器内部的PWM操控单元发生，第2~N个信号由微处理器内部的一般数字I/O口（非PWM）发生。当第i个功率电子器材被操控导通时，第i个光伏子阵给蓄电池充电，并为负载供电，对蓄电池充电操控的原则是在不同的时段进行不同的恒压充电。充电进程分为强充、均充、吸收和浮充4个进程，除强充外，均充、吸收和浮充3个阶段都是恒压操控，对蓄电池的恒压操控能够选用各种智能操控算法，本操控器详细选用的是PI（份额积分）调理算法，再合作精粗调组合PWM操控办法归纳完成。
操控体系传递函数结构如图2所示，VS是蓄电池电压设定值，VO是蓄电池电压实践输出值，二者之差△V输入PI调理器，得到希望输出电流IO，对IO选用精粗调组合PWM完成，完成流程图如图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，令其他光伏子阵列中有m个导通，剩下的光伏子阵列断开，则得到准确的IO输出：IO=（j/K+m）×（I/N）。该电流提供给蓄电池和负载，经过PI算法保持蓄电池输出电压VO为恒压。在一个由6路光伏子阵组成的操控体系里，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。
这儿的电压是指功率电子开关两头电压，而在一个相对时刻里，第2路到第6路光伏子阵电压和电流改变很少（除非粗调有动作），不然便是直线。
4 定论
本计划只要1个光伏子阵列选用PWM操控，其他的光伏子阵列依然选用一般的开关操控，与悉数光伏阵列并联后进行总的PWM操控比较，这种精粗调组合完成的PWM准确操控其PWM开关能量损耗削减了（N-1）/N（N为光伏子阵列个数），缩小了散热片体积；因为依然选用多个独立的光伏子阵列别离操控，在相同的电压等级下，对功率开关器材的电流等级要求很低，能够选用低本钱的功率开关器材并联完成1个子阵，降低了本钱，一起又兼有对悉数光伏阵列进行PWM操控的高精度电流输出，经测验体系稳压输出契合国家规范。因为参加PWM斩波的电流小，电磁兼容性好，现已经过了电磁兼容规范测验，并获得CE认证。已在-48 V标称电压、30 A~400 A电流规模的系列光伏操控器上得到实践使用。运转实践标明，此计划彻底到达了预期规划作用。
