一种基于最大峰值电流的新颖mppt控制算法

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1、一种基于最大峰值电流的新颖MPPT控制算法　　摘要：针对反激型并网微逆变器中最大功率点跟踪控制（MaximumPowerPointTracking，MPPT），本文研究了一种新颖的基于峰值电流采样的最大功率点跟踪控制算法，并提出了一种由阻塞二极管和偏置二极管相组合的电流采样电路和方法。与传统的MPPT最大功率点计算方法相比，采用本文的方法不需要通过光伏组件输入电压与相应的输入电流相乘来计算实际的功率，而只需根??检测采样到的开关管峰值电流，进行大小比较便能得到光伏组件的最大功率点，从而可省去输入电压的采样电路，节约成本，并简化了最大功率点计算的复杂程度

2、，节省控制芯片的资源，最终实现了MPPT的快速控制算法。本文的方法无需采样输入电压大小，提高了并网微逆变器的效率。实验结果验证了本文所研究方法的正确性。　　关键词：并网发电；微型逆变器；最大功率点跟踪；峰值电流采样　　DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.06.256　　0引言　　近年来传统化石能源不断枯竭，光伏发电行业的发展呈现出逐年递增的趋势。随着技术的不断进步，光伏逆变器也有朝小型化，模块化的方向发展的趋势。光伏逆变器对功率密度、转换效率的要求越来越高；电路结构日趋简化，硬件成本日趋低廉[1]。　　在传统的光伏并网

3、微逆变器模块中，常用的计算最大功率点的方法是对光伏组件的输出电压和输出电流进行采样，从而计算出光伏电池板的实际输出功率。再通过三点比较法、登山法、扰动法等手段实现最大功率点的跟踪。实现这样的控制方法就需要对输出电压和输出电流进行采样。在光伏并网微逆变器中，对光伏组件输出电流的采样，常见的是通过采样电阻将电流信号转化为电压信号。电流流过采样电阻时会在电阻上产生热损耗，因而降低了整个电路的能量转换效率[2]。为了尽可能的降低损耗，就需要使用较小阻值的大功率采样电阻，但带来的缺点是在采样电阻上产生的压降会变小，此时就需要一个放大电路将采样电阻上得到的小电压信

4、号放大成可供DSP处理的模拟信号，这增加了电路的复杂程度。另一种常见的电流采样器件是电流互感器，电流互感器是一种利用变压器原副边电流与线圈匝数成反比的特性，将大电流信号转换成小电流信号，进而对小信号进行调理。这种采样方式的优点是可以做到隔离采样，精度高；缺点是成本较高、电路复杂、且只适用于高频脉冲电流的采样[3-4]。为此，本文提出一种新颖的电流采样方式，在此基础上提出了一种快速MPPT最大功率点算法。　　1传统技术回顾　　传统最大功率点跟踪是通过先采样光伏电池组件的平均输入电压和平均输入电流，再将平均输入电压和平均输入电流进行乘运算得到光伏组件的输出

5、功率。这种方法需要通过电压采样电路、电流采样电路对平均输入电压和平均输入电流进行采样，硬件成本相对比较高[5]。　　另一种计算最大功率点的方法是：通过电流互感器得到反激型微逆变器主开关管中的峰值电流，将这个峰值电流与采样得到的光伏电池组件的输入电压相乘，得到一个瞬时光伏组件的输出功率。通过这个瞬时功率的比较从而得到最大功率点。这种方式存在一个严重的缺陷：在开关频率一定的条件下，瞬时输入功率是峰值电流的增函数关系，而与输入电压无关，但进行最大功率跟踪控制时，光伏组件的输出电压是实时变化的，故采用这种方法计算得到的最大功率点是不正确的[6]。　　以上传统的

6、两种最大功率点计算方法都需要采集光伏组件的输出电压。　　2新型电流采样电路原理　　2.1电流采样原理　　新型电流采样电路如图1和图2所示。PWM发生器的输出连到驱动电路的输入，驱动电路的输出分成两路，一路连到开关电源主电路中开关管的门极限流电阻以控制MOSFET开关管的通断，另一路连限流电阻后分成两路，分别连到阻塞二极管D2的阳极和偏置二极管D3的阳极，阻塞二极管D2的阴极再连到开关电源主电路中MOSFET开关管的漏极，偏置二极管D3的阴极再连到运放的正相端，通过放大调理电路将信号送给单片机或DSP。PWM发生器发出脉冲控制信号时，高电平时，开关电源主

7、电路中的开关管导通，主电路中的电流通过开关管，在开关管的导通电阻上产生电压降落，此时阻塞二极管因承受正向电压而导通，并在其阳极得到一个电压值，该电压值等于导通电阻上的电压降和二极管导通电压降之和，再经偏置二极管电压降补偿后送到运放正向输入端，只要偏置二极管和阻塞二极管选择相同型号，就可以认为运放的输入端所得到的电压等于MOSFET开关管导通电阻上的压降，也就得到了流过开关管中电流的精确测量[7-8]。　　2.2新颖的最大功率点计算方法　　新颖MPPT算法是利用对反激电路峰值电流进行采样来实现最大功率点的跟踪。具体分析为：逆变器输出到电网的波形是与电网电

8、压同步的正弦波，在正弦波的波峰和波谷时输出电流最大，此时反激电路中流过的峰值电流也最大，设此时