光伏控制器的分析

    光伏控制器在设计时通常采用boost升压电路，以产生比光伏电池板两端更高的电压，以利于向蓄电池充电；但当光照不足时，若要使蓄电池能够继续充电，该控制电路会导致光伏电池的工作点脱离zui大功率输出点，但这样又会使得光伏路灯系统的发电效率下降。因此设计控制系统时需预设弱光段的阈值，以实现在弱光下能通过超级电容缓冲来保证蓄电池正常充电的目的。
    图4为蓄电池等效电路模型，根据此图可以看出蓄电池存在zui低充电电压，从而使升压电路的输出也存在一个zui低电压。由图4可得蓄电池小信号数学表达式为    稳态时，变换器充电电压为：
    式中（R1+R2）为蓄电池内阻，R2为常数，R2随不同的充电电流和电荷容量变化而变化。
    boost工作电路如图5所示，根据电感L伏秒平衡和电容C充放电能量守恒有：
    其中Vs为输入电源电压，D为PWM波占空比D+D′=1，icharge为蓄电池充电电流，U为充电电压，Rs为变换器在负载端等效电阻，T为周期时间。
由式（3）（4）可得：
    式中D+D′=1，K=Rs/（R1+R2）；可得当达到zui大值，此时zui大增益为：
    由于该电路为升压电路，Gzui小值为1，可得K取值必须小于0.25。在系统设计时根据蓄电池参数，由式（6）算出，能对蓄电池充电的升压电路zui小输入电压为：
   式（7）中，Voc为蓄电池zui低充电电压。
  若直接采用光伏电池对蓄电池充电，则当光照较弱时，为了追踪zui大功率，在存在其他干扰因素的同时其输出电压会不稳定，导致光伏电池在充电时难以保持在Vzmin上，zui后导致系统在该光照范围内不能对蓄电池正常充电。如图6中两曲线分别为晴、阴两种情况下100W光伏电池可产生的zui大功率曲线；阴天的时候，光伏电池在zui大功率跟踪情况下，输出功率在较低功率B、C区间内抖动，造成对蓄电池充电不可控。本文通过采用超级电容，把这部分不稳定的输出能量蓄积起来，再到满足一定的电压条件时，通过升压电路把超级电容中的能量释放到蓄电池。这种采用超级电容的方式可以提高在弱太阳光照下的发电效率。
详图：www.mlcc1。。ｃｏｍ