一种太阳能蓄电池充电控制器及其控制方法技术

本发明专利技术涉及一种太阳能蓄电池充放电控制器，微处理器输出控制口包括ＰＷＭ控制单元和普通数字Ｉ／Ｏ接口。如上所述控制器的控制方法，微处理器同时发出Ｎ个开关控制信号，其中某一个或多个信号由微处理器内部的ＰＷＭ控制单元产生；其余信号由微处理器内部的普通数字Ｉ／Ｏ口产生，当第ｉ个功率电子器件被普通数字Ｉ／Ｏ口控制导通时，第ｉ个太阳能子阵就给蓄电池充电和负载供电，得到期望输出电流，对电流采用ＰＷＭ控制单元和普通数字Ｉ／Ｏ口组合精粗调实现。本发明专利技术控制精度高，同时功率电子开关器件的开关功率损耗小，且对功率电子开关器件的电流等级要求低，易于实现。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种太阳能控制器及其精粗调组合P丽控制方法。技术背景现有的太阳能控制器对蓄电池充放电的控制通常采用二类充放电控制模 式第一类是阶梯式逐级限流模式，即将太阳能电池分成N个独立的太阳能子阵 列，人为的定义N个蓄电池电压控制点Vi(i^，2，…N; Vi〈 Vi+1)，当蓄电池电 压大于Vi时，第i个太阳能子阵列关断，反之则导通。这样就形成了随着蓄电 池电压的增加，充电电流阶梯式逐级减少；反之则逐级增大。优点这种充电控 制方式基本满足了蓄电池的充电需要，控制逻辑简单，易于实现，电子功率开关 器件开关能量损失很小。缺点控制精度不高， 一些先进的自动控制算法无法实 现。第二类是全控型的P丽控制方式，g卩太阳能电池不分子阵列，将全部太阳 能子阵列并联后形成一个总的太阳能电池阵列，再以一个大功率电子开关做全通 全断型P丽控制，可将蓄电池电压精确控制在一个电压点。优点电压控制精度 高，可采用各种先进的自动控制算法。缺点功率电子开关器件的开关功率损耗 较大，在相同的电压等级下，对功率电子幵关器件的电流等级要求很高，对于大 功率太阳能控制器，散热片体积较大。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术的不足，设计开发出了一种控制精度高，同时功率电子 开关器件的开关功率损耗小，且对功率电子开关器件的电流等级要求低，易于实 现的太阳能控制器及其控制方法。本专利技术是通过以下技术方案实现的一种太阳能蓄电池充放电控制器，包括有位于控制器内的微处理器和与微处 理器相连接的微处理器输出控制口 ，所述的微处理器输出控制口包括P丽控制单 元和普通数字1/0接口。如上所述控制器的控制方法，包括微处理器通过两个电流传感器和电压检测 电路，分别通过微处理器内部AD转换获取光伏电流、负载电流和蓄电池电压等 参数，微处理器同时发出N个开关控制信号，其中某一个或多个信号由微处理器 内部的P丽控制单元产生；其余信号由微处理器内部的普通数字I/0口产生，当 第i个功率电子器件被普通数字I/O 口控制导通时，第i个太阳能子阵就给蓄电 池充电和负载供电，对蓄电池充电控制的原则是在不同的时段进行不同设置电压 的恒压充电，对蓄电池的恒压控制采用智能控制算法，Vs是蓄电池电压设定值，v。是蓄电池电压实际输出值，二者之差厶v输入智能算法控制器，得到期望输出电流I。，对1。采用P丽控制单元和普通数字I/O 口组合精粗调实现。太阳能蓄电池充放电控制器的控制方法，所述的对1。采用PWM控制单元和 普通数字I/O 口组合精粗调实现即将1。除以(I/N)，取余数得到j，取整数得 到m,令一路太阳能子阵列的PWM占空比为j,令其余太阳能子阵列中有m个导通， 剩余的太阳能子阵列断开，则得到精确的1。输出:I。=(j/K+m)*( I/N)，该电流 提供给蓄电池和负载，通过智能控制算法维持蓄电池输出电压V。为恒压。太阳能蓄电池充放电控制器的控制方法，所述的智能控制算法可以为模糊控 制、自适应控制或PID控制等现代已成熟的自动控制算法。太阳能蓄电池充放电控制器的控制方法，所述的智能控制算法为PI控制算法。本专利仍然将太阳能电池分成N个独立的相同配置的太阳能子阵列 (i=l,2，*N)，但是只有第一个太阳能子阵列(i^l)采用P丽控制，其余的太阳能 子阵列(1=2,3，…N)仍然采用普通的开关控制，具体控制方式是假设N个太阳 能子阵列全部导通时的总光伏电流是I，则每个太阳能子阵列导通时的光伏电流 是I/N，如果第一个太阳能子阵列的PWM控制占空比变化范围是O——K，则第一 个太阳能子阵列的PWM电流可以精确控制到(j/K) + ( I/N),其中j=0—一K;如果 将第一个太阳能子阵列的PWM精确控制和其余N-1个太阳能子阵列的开关粗略控 制相配合，则可以得到电流变化范围在O_—I之间的任意的精确电流输出，其 值为(j/K+m卢(I/N),其中m是其余N-l个太阳能子阵列导通的个数，m=0—— N-l;控制器只需要选择m (0——N-l)和j (0——K)值的大小，就可以控制精确的太阳能光伏电流输出，电流分辨精度是I/ (KN)，相当于前述全控型的PWM 控制方式中PWM占空比变化范围是O—一KN的效果。本专利只有一个太阳能子阵列采用PWM控制，其余的太阳能子阵列仍然采用 普通的开关控制，和全控型的PWM控制方式(全部太阳能阵列并联后进行总的 P丽控制)相比，这种精粗调组合实现的PWM精确控制其P丽高频开关能量损耗 减少了 (N-1) /N，减少了散热片体积；由于仍然采用多个独立的太阳能子阵列 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，降低了 成本，也更易于实现；同时又兼有全控型的PWM控制方式的高精度电流输出。附图说明图1控制器原理框图 图2控制器传递函数框图 图3精粗调组合控制流程图具体实施方式. 如图l，微处理器通过两个电流传感器和电压检测电路，分别通过微处理器 内部AD转换获取光伏电流、负载电流和蓄电池电压等参数，微处理器同时发出 N个开关控制信号，其中第1个信号由微处理器内部的PWM控制单元产生，第2 一一N个信号由微处理器内部的普通数字I/0口 (非P丽)产生，当第i个功率 电子器件被控制导通时，第i个太阳能子阵就给蓄电池充电和负载供电，对蓄电 池充电控制的原则是在不同的时段进行不同设置电压的恒压充电，对蓄电池的恒 压控制采用智能控制算法，如图2， Vs是蓄电池电压设定值，V。是蓄电池电压实 际输出值，二者之差AV输入智能算法控制器，得到期望输出电流I。，对I。采用 精粗调组合P丽实现，实现流程图见图3，艮卩将I。除以(I/N)，取余数得到 j，取整数得到m,令第一路太阳能子阵列的PM占空比为j,令其余太阳能子阵列 中有m个导通,剩余的太阳能子阵列断开,则得到精确的1。输出I。 =(j/K+m)*( 1/N).该电流提供给蓄电池和负载,通过智能控制算法维持蓄 电池输出电压V。为恒压。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳能蓄电池充电控制器，包括有位于控制器内的微处理器和与微处理器相连接的微处理器输出控制口，其特征在于所述的微处理器输出控制口包括ＰＷＭ控制单元和普通数字Ｉ／Ｏ接口。

【技术特征摘要】
1、一种太阳能蓄电池充电控制器，包括有位于控制器内的微处理器和与微处理器相连接的微处理器输出控制口，其特征在于所述的微处理器输出控制口包括PWM控制单元和普通数字I/O接口。2、 如权利要求1所述控制器的控制方法，包括微处理器通过两个电流传感器和 电压检测电路，分别通过微处理器内部AD转换获取光伏电流、负载电流和蓄电 池电压等参数，微处理器同时发出N个开关控制信号，其特征在于其中某一个或 多个信号由微处理器内部的P丽控制单元产生；其余信号由微处理器内部的普通 数字I/O 口产生，当第i个功率电子器件被普通数字I/O 口控制导通时，第i 个太阳能子阵就给蓄电池充电和负载供电，控制目标是使蓄电池为恒压，采用智 能控制算法，Vs是蓄电池电压设定值，V。是蓄电池电压...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹仁贤，柴竹新，
申请(专利权)人：合肥阳光电源有限公司，
类型：发明
国别省市：34[中国|安徽]