TW201214078A - Control circuit and tracking method of maximum power - Google Patents

Control circuit and tracking method of maximum power Download PDF

Info

Publication number
TW201214078A
TW201214078A TW99132446A TW99132446A TW201214078A TW 201214078 A TW201214078 A TW 201214078A TW 99132446 A TW99132446 A TW 99132446A TW 99132446 A TW99132446 A TW 99132446A TW 201214078 A TW201214078 A TW 201214078A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
signal
control
unit
output
power
Prior art date
Application number
TW99132446A
Other languages
English (en)
Other versions
TWI411905B (zh
Inventor
Ray-Lee Lin
Ming-Ching Chou
Original Assignee
Univ Nat Cheng Kung
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Univ Nat Cheng Kung filed Critical Univ Nat Cheng Kung
Priority to TW99132446A priority Critical patent/TWI411905B/zh
Priority to US13/242,083 priority patent/US8854027B2/en
Priority to DK11182504T priority patent/DK2434365T3/da
Priority to EP11182504.8A priority patent/EP2434365B1/en
Publication of TW201214078A publication Critical patent/TW201214078A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI411905B publication Critical patent/TWI411905B/zh

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05FSYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F1/00Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
    • G05F1/66Regulating electric power
    • G05F1/67Regulating electric power to the maximum power available from a generator, e.g. from solar cell
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S323/00Electricity: power supply or regulation systems
    • Y10S323/906Solar cell systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Control Of Electrical Variables (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Description

201214078 六、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發日祕關於-種電路及追蹤方法,特別關於一種控 制電路及最大功率追縱方法。 二 【先前技術】
、近年來’由於%保意識的檯頭和石化能源(例如z 油、煤)的逐雜竭,讓世界各國察覺騎型能 =要性。由於太陽光是取之不盡、狀不竭的天然能ς, 除了沒有能源耗盡的疑慮之外,也可以避免能源被堡料 問題。因此’世界各國也積極地發展太陽能源的應用利 技,期望由增加太陽能源的利用來減低對石化能源的依 賴。其中,太陽能源的湘最主要的是太陽能電池(祕1 _ ’又稱光伏ph〇t〇voltaic,Ρν),其係直接將光能轉換 成電能’而輸出的電力就可供應給負載設傷來使用。
請參照圖1Α所示,其為習知不同照度下之一種太陽 能^池的輸出(vPV)與輸出電流(Ιρν)之特性曲線 不思圖’ S中’圖1Α係顯示4種不同照度下,輸出電壓 與輸出電流之特性曲線。於圖示中可發現,在不同照度 下,电壓與電流的特性曲線只是上下的平移變化,特性曲 線之曲率係不變的。 另外,可依太陽能電池的輸出特性將特性曲線區分為 電抓源區A、電壓源區Β及最大功率區c (以照度為 1000W/IH2之特性曲線為例)。其中,當負載所需功率小於 4 201214078 太陽能電池所能提供的最大功率時(即負載電流較小,且 太陽能電池的輸出功率可供應負載所需),太陽能電池之 操作點係位於電壓源區B。再者,當負載所需功率大於太 陽能電池所能提供的最大功率時(即負載電流較大,且太 陽能電池的輸出功率無法供應負載所需),太陽能電池之 操作點係位於電流源區A。此外,當負載所需功率與太陽 能電池所能提供的最大功率大約相等時,此時,太陽能電 池之操作點係位於最大功率區C内,太陽能電池具有最大 功率的輸出。 此外,請參照圖1B所示,其為習知一種具最大功率 追縱功能之光伏控制電路1的功能方塊示意圖。光伏控制 電路1係控制及轉換一太陽能電池模組PVM的輸出,以 供應一負載裝置L使用。其中,光伏控制電路1包括一轉 換單元11、二類比/數位轉換器12、13、一閘極驅動單元 14及一控制單元15。 轉換單元11與太陽能電池模組PVM及負載裝置L電 性連接,並將太陽能電池模組PVM的一輸出訊號P1轉換 成一驅動訊號P2,以供應負載裝置L。再者,類比/數位轉 換器12、13係分別電性連接太陽能電池模組PVM、轉換 單元11及控制單元15,並將太陽能電池模組PVM輸出之 類比輸出訊號P1及轉換單元11輸出之類比驅動訊號P2 分別轉換成數位訊號,以分別輸入控制單元15。控制單元 15與閘極驅動單元14電性連接,並接收類比/數位轉換器 12、13的輸出,以產生一控制訊號P3,以控制閘極驅動 201214078 單元14作動,進而控制轉換單元丨丨作動,以使太陽能電 池模組PVM之輸出功率控制在如圖ία所示之最大功率區 c内,使太陽能電池模組PVM具有最大功率的輸出,以 供應負載裝置L所需。 然而’上述之光伏控制電路1之控制單元15 一般係 採用數位晶片’例如係採用可程式邏輯陣列 (Field-Programmable Gate Array,FPGA)處理器、數位訊 號處理器(Digit Signal Processor,DSP)或可程式介面控 制器(Programmable Interface Controller,PIC)等數位晶 片。另外,因應數位晶片的使用,光伏控制電路1亦需使 用兩類比/數位轉換器12、13,以進行訊號的轉換。如此, 將使光伏控制電路1的電路成本相當高。 因此,如何提供一種控制電路及最大功率的追縱方 法’可限制電力輸出模組之輸出功率在最大功率區,並可 具有較低的電路成本,已成為重要課題之一。 【發明内容】 有鑑於上述課題,本發明之目的為提供一種 力輸出模組之輪出功率在最大功率區,並具=== 成本之控制電路及最大功率追蹤方法。 為達上述目的,依據本發明之控制電路係用以控制一 電力輸出模組,並驅動-負載裝置,控制電路包括:轉換 單元、-前饋單元、-回授單it以及―控制單元。轉、 元係與電力輸出模組及負載裝置電性連接,並依據電力= 201214078 出模組之一輸出訊號產生一驅動訊號,以驅動負載裝置。 前饋單元係與電力輸出模組及轉換單元電性連接,並依據 輸出訊號產生一責任周期參考訊號。回授單元係與轉換單 - 元、負載裝置及前饋單元電性連接,並依據驅動訊號產生 一回授訊號。控制單元係與前饋單元、回授單元及轉換單 元電性連接,並依據責任周期參考訊號及回授訊號輸出一 控制訊號控制轉換單元作動,進而使電力輸出模組之輸出 功率限制在最大功率區。 •在本發明之一實施例中,轉換單元具有一開關元件, 而控制訊號控制開關元件導通,進而使電力輸出模組重新 輸出輸出訊號。 在本發明之一實施例中,前饋單元具有一低通濾波 器,其係電性連接電力輸出模組,並依據輸出訊號產生一 暫態電壓平均訊號。 在本發明之一實施例中,前饋單元更具有一減法器, Φ 其係電性連接電力輸出模組及低通濾波器,並將輸出訊號 及暫態電壓平均訊號相減,以產生責任周期參考訊號,並 輸入控制單元。 在本發明之一實施例中,回授單元具有一補償器,其 係電性連接轉換單元,並將驅動訊號之電壓轉換成一電壓 回授補償訊號。 在本發明之一實施例中,回授單元更具有一隔離元 件,其係電性連接補償器及控制單元,並依據電壓回授補 償訊號輸出電壓回授訊號,以輸入控制單元。 201214078 在本發明之一實施例中,回授單元更具有一分壓元 件,其係電性連接控制單元,並將驅動訊號的電流轉換成 電流回授訊號,以輸入控制單元。 在本發明之一實施例中,控制單元整合責任周期參考 訊號與回授訊號,並輸出控制訊號,以控制轉換單元作動。 在本發明之一實施例中,當責任周期參考訊號大於一 預設參考值時,控制單元輸出控制訊號。 為達上述目的,依據本發明之一種最大功率追蹤方 法,係應用於一電力輸出模組,電力輸出模組輸出一輸出 訊號,一轉換單元依據輸出訊號輸出一驅動訊號,以驅動 一負載裝置,追蹤方法包括以下步驟:依據輸出訊號產生 一責任周期參考訊號,並依據驅動訊號產生一回授訊號; 依據責任周期參考訊號及回授訊號產生一控制訊號;以及 依據控制訊號控制轉換單元作動,以使電力輸出模組之輸 出功率限制在最大功率區。 在本發明之一實施例中,控制訊號控制轉換單元之一 開關元件導通。 在本發明之一實施例中,在產生責任周期參考訊號之 前更包括依據輸出訊號產生一暫態電壓平均訊號。 在本發明之一實施例中,在產生責任周期參考訊號之 前更包括將輸出訊號及暫態電壓平均訊號相減。 在本發明之一實施例中,在產生回授訊號之前更包括 依據驅動訊號之電壓產生一電壓回授補償訊號。 在本發明之一實施例中,在產生回授訊號之前更包括 201214078 依據電壓回授補償訊號產生電壓回授訊號。 在本發明之一實施例中,在產生回授訊號之前更包括 感測驅動訊號的電流並轉換成電流回授訊號。 在本發明之一實施例中,最大功率追蹤方法更包括整 合責任周期參考訊號與回授訊號,並輸出控制訊號。 在本發明之一實施例中,最大功率追蹤方法更包括比 較責任周期參考訊號與一預設參考值。 在本發明之一實施例中,當責任周期參考訊號大於預 。又多考值時輸出控制訊號,以控制轉換單元作動。 承上所述’依據本發明之控制電路及最大功率追蹤方 法,因别饋單兀係依據電力輸出模組之輸出訊號產生—責 任周期參考訊號’回授單元係依據轉換單元輸出之驅動訊 號產生-回授訊號。邱制單元係依據責任周期參考訊號 及回授訊號輸出-控制訊號以控制轉換單元之開關元 作動使轉換單7〇可:f新啟動,並使電力輸出模組可 輸^。因此,本發明之控制電料使電力輸出模組 功率限制在最大功率區,卫 哥出 功能。另外,本發明之控制 干返嶮的 且具有較低的電路成本。 早’教 【實施方式】 以下將參照相關圖式,切ηΒ〜丄 種控制電路及最大功率追礙;法,實:例 八甲相同的疋件將以相 9 201214078 同的參照符號加以說明。 請參照圖2所示,其為本發明較佳實施例之一種控制 電路2的功能方塊示意圖。控制電路2係用以控制一電力 輸出模組3的輸出,以供應電力並驅動一負載裝置4。其 中,電力輸出模組3係包含一太陽能電池元件或一太陽能 電池模組。電力輸出模組3可為一只太陽能電池,或者, 電力輸出模組3可為複數太陽能電池並聯及/或串聯所組 成。於此,並不加以限制。另外,負載裝置4例如可為一 家電產品、手機、電腦、全球定位系統(global position system,GPS)、個人行動助理(personal digital assistant, PDA)或其它電子產品。於此,亦不加以限制。 控制電路2係包括一轉換單元21、一前饋單元22、 一回授單元23以及一控制單元24。 轉換單元21係與電力輸出模組3及負載裝置4電性 連接。轉換單元21係依據電力輸出模組3之一輸出訊號 SG產生一驅動訊號DS,以驅動負載裝置4。換言之,轉 換單元21係將輸出訊號SG進行轉換,以供電給負載裝置 4使用。其中,轉換單元21例如係為一直流/直流轉換器 (D/D Converter )或一直流/交流轉換器(A/D Converter )。 另外,輸出訊號SG係為電力輸出模組3輸出之暫態電壓。 前饋單元22係與電力輸出模組3及轉換單元21電性 連接。前饋單元22並依據輸出訊號SG產生一責任周期參 考訊號DCS,並輸入控制單元24。 回授單元23係與轉換單元21、負載裝置4及前饋單 201214078 元22電性連接。回授單元23係依據驅動訊號DS產生一 回授訊號FS,以輸入控制單元24。其中,回授單元23係 將驅動訊號DS之電壓與電流分別轉換成一電壓回授訊號 '‘ 及一電流回授訊號(圖未顯示)。 控制單元24係與前饋單元22、回授單元23及轉換單 元21電性連接。控制單元24係依據責任周期參考訊號 DCS及回授訊號FS輸出一控制訊號CS,以輸入轉換單元 21並控制轉換單元21作動,進而使電力輸出模組3之輸 •出功率限制在最大功率區。 請參照圖3所示,以說明本發明之控制電路2的作動 情形。其中,圖3為本發明之控制電路2的電路示意圖。 特別說明的是,本發明之控制電路2係為一類比電路。 在本實施例中,係以負載裝置4為一使用直流電之負 載為例,因此,轉換單元21係為一直流/直流轉換器,並 將直流的輸出訊號SG進行轉換,以驅動使用直流電的負 φ 載裝置4。當然,在其它的實施例中,若負載裝置4為一 使用交流電之負載,則轉換單元21為直流/交流轉換器。 另外,本實施例之轉換單元21係具有一開關元件211,且 控制訊號CS可控制開關元件211導通,使轉換單元21重 新啟動(re-start)。 前饋單元22係具有一低通濾波器221,低通濾波器 221係電性連接電力輸出模組3。低通濾波器221係依據 輸出訊號SG產生一暫態電壓平均訊號TV。換言之,前饋 單元22之低通濾波器221係將輸出訊號SG之高頻雜訊濾 11 201214078 除,只讓低頻的訊號通過,以輸出暫態電壓平均訊號τν。 另外,前饋單元22更可具有一減法器222,減法器222係 電性連接電力輸出模組3及低通濾波器221。減法器222 可將輸出訊號SG及低通濾波器221輸出之暫態電壓平均 訊號TV相減,以產生責任周期參考訊號DCS,並輸入控 制單元24。 回授單元23係具有一補償器231,補償器231係電性 連接轉換單元21。補償器231可將驅動訊號DS之電壓轉 換成一電壓回授補償訊號VF。其中,補償器231係對驅 動訊號DS之電壓進行相位及增益之補償後,以輸出電壓 回授補償訊號VF。在本實施例中,電壓回授補償訊號VF 係直接輸入控制單元24,因此,電壓回授補償訊號VF即 為電壓回授訊號FS1,如圖3所示。 另外,回授單元23更具有一分壓元件232,分壓元件 232係電性連接控制單元24。分壓元件232可將驅動訊號 DS的電流轉換成電流回授訊號FS2,並輸入至控制單元 24。其中,分壓元件232具有二電阻Rl、R2。值得一提 的是,電阻R1將流入控制單元24的電流轉變成電壓,因 此,輸入控制單元24之電流回授訊號FS2實際上仍為一 電壓訊號。 此外,控制單元24係整合責任周期參考訊號DCS與 回授訊號FS (包括電壓回授訊號FS1及電流回授訊號 FS2),再輸出控制訊號CS,以控制轉換單元21作動,並 使電力輸出模組3重新輸出,進而使電力輸出模組3之輸 12 201214078 出功率限制在最大功率區。 請同時參照圖4A及圖3所示。其中,若電流回授訊 號FS2越來越高,表示驅動負載裝置4之驅動訊號DS的 電流越高,進而使電力輸出模組3之輸出訊號SG的電流 也越來越高。由圖4A中可看出,電力輸出模組3之操作 點將往電流源區A之較南電流的方向移動(如電流源區A 之箭頭方向所示)。因此,控制單元24可控制開關元件211 導通而使轉換單元21重新啟動,使電力輸出模組3重新 輸出;再者,若電壓回授訊號FS1越來越高,表示驅動負 載裝置4之驅動訊號D S的電壓越南’使得電力輸出模組 3之輸出訊號SG的電壓也越來越高。由圖4A中可看出, 電力輸出模組3之操作點將往電壓源區B之較高電壓的方 向移動(如電壓源區B之箭頭方向所示)。因此,控制單 元24可控制並降低電力輸出模組3之輸出訊號SG的責任 周期。 另外,當責任周期參考訊號DCS大於一預設參考值 時,控制單元24係輸出控制訊號CS,以導通開關元件 211。換言之,控制單元24可比較責任周期參考訊號DCS 與一内建的預設參考值。當責任周期參考訊號DCS大於預 設參考值時,控制單元24係輸出控制訊號CS並控制開關 元件211導通,使轉換單元21重新啟動,並使電力輸出 模組3重新輸出。 請再參照圖4A所示,以進一步說明本發明之控制電 路2的詳細作動情形。圖4A中係顯示電力輸出模組3具 13 201214078 有二條特性曲線L1、L2。其中,曲線u表示電 組3在某-照度下之輸出轉(Vpv)與 之特性曲線,而曲線L2表示電力輪出模組3在另一 下之輪出電屢(Vpv)與輸出電流(w)之特性曲線^ 中,曲線L2的照度係大於曲線u之照度。另外,、圖从 只標出曲線L2之電流源區A、電愿源區β及最大功率區 ^同樣地,曲線L2中亦可具有電流源區A、電屬源區^ 及瑕大功率區C (圖未顯示 初始時,電力輸出模組3係工作於曲線u之操作點 此時’電力輸出模組3的輸出訊號SG之電流係為最 電流。隨著負載裝置4之負載需求越大,電力輸出 且為了供應負載褒置4所需,電力輸出模組3將由電 堡源區B之操作點0Ρι往最大功率區c之操作點〇p2移 動:於操作點OP2時,電力輸出模組3係工作於曲線u 之取大功率區C,並輸出最大功率。 接著,假設此時太陽光的照度不變,隨著負載的需 越大參負载裝置4所需的功率也越高,為了供應負載裝置 4所而的功率及電流’電力輸出模組3將由操作點0Ρι移 至較高電流的電流源區A之操作點〇p3;若負載所需電流 越來越向時’控制電路2之控制單元24將整合責任周期 參考訊號DCS、電壓回授訊號FS1與電流回授訊號fs2 並進仃判斷。當責任周期參考訊號DCS已大於預設參考值 時表不電力輸出模組3的輸出已超出自身的負荷,因此’ 控制單疋24將輸出控制訊號CS以導通開關元件211,使 14 201214078 轉換單元21重新啟動, 電力輪出模組3將由操作⑽二出模組3重新輸出, 而再如上述所述,吼,進 -作點叱移動。因此,以载 ,大功率區C之操 輸出模組3可供應時 恭路斤吊之功率大於電力 模組3操作於曲複 2可控制並限制電力輸出 千㈣曲線L1之最大功率區c。 另外,當電力輸出模组3工作 點叱時,若此時太陽光的照度^取2率區C之操作 L]變成曲線]:2,表示雷力於〃彳生曲線將由曲線 了。因電力輸出桓Μ 輸出模組3可供應的功率變大
模組3之摔作=:供應的功率變大了,故電力輸出 心保作點將由曲線L 作點吼移動,再往㈣12 呢料線L2之操 於摔作❺op & 呆作點〇Ρδ移動。此時, 二=。吼時’電力Μ模組3工作於曲線u的最大 當負載袭置4所需之功率持續增 3之輪出訊號Se之_^ 電力輪出拉組 力輪出模…負荷時,二電 動情況如上所述’控制單元24將輸出㈣=== 開關元件扣導通,使轉換單元21 $虎^亚控制 :力輪出模組3重新輪出。因此,電力輪 .,、,將由㈣點0p6再回復至操作點0P5。若電力 3的輸出功率足夠供應負載裝置4所=且 :㈣作點將再度移至最大功率以之操作點^ 制㈤可控制並限制電力輸出模組3工作 : 15 201214078 c。 時,ilf夺31作於最A功率區c之操作點〇P6 變成曲線〗:=低,則特性曲線將由… L2之操作點二:^模組3之操作點將由曲線 輸出模組3之摔作點呆作點〇P2,或者電力 U^,〇P;^〇:'^ 區的操作點〇卩2。 1矛多至曲線L1之最大功率 出二示’其為不同照度下,電力輸 線示意圖。 率(。V)與輸出電壓(Vpv)之特性曲 以額定電壓為5V (伙牲丨 4B . 負載裝置4為例。於圖 模組3^中t不同照度下’控制電路2均可使電力輸出 之么所示。〜工率Ppv限制在曲線的最大功率區,如圖示 此外,請參照圖5A及圖5β所示, ,度下’電力輸出模组3的輸峨(v二
=流 =之特性曲線示意圖,而圖沾為不同環境溫 =,电力輸出模組3的輸出功率(Ppv)與輸出電姒W 的^曲線不意圖。其中,® 5A及圖5B顯示之特性曲線 的%境溫度係分別為攝氏50度及25度。 二It:發現’在不同的環境溫度下,電力輸出模 =3的輸出·(νρν)與電流(Μ之特性曲線的商率 不變的,且雜曲線只是單純的左右平移而已。因此,, 16 201214078 本發明之控制電路2並不需改變其内部的電路,在不同的 環境溫度下,控制電路2 —樣可使電力輸出模組3達到最 大功率限制的目的。 - 承上所述,因本發明之控制電路2的控制單元24係 ' 依據責任周期參考訊號DCS及回授訊號FS輸出一控制訊 號CS以控制轉換單元21之開關元件211作動,使轉換單 元21可重新啟動,並使電力輸出模組3可重新輸出,故 可使電力輸出模組3之輸出功率限制在最大功率區。另 ® 外,本發明之控制電路2係為一類比電路,與習知使用數 位晶片的控制電路相較,本控制電路2之架構較簡單,並 且具有較低的電路成本。 另外,請參照圖6所示,其為本發明不同態樣之控制 電路2a的電路不意圖。 控制電路2a與控制電路2主要不同在於,控制電路 2a之回授單元23a更具有一隔離元件233,隔離元件233 φ 係電性連接補償器231及控制單元24。隔離元件233係依 據電壓回授補償訊號VF輸出電壓回授訊號FS1,以輸入 控制單元24。其中,隔離元件233例如可為一光耦合器或 一變壓器。於此,隔離元件233係以光耦合器為例。隔離 元件233可將補償器231與控制單元24隔離,以避免二 者之訊號互相干擾。 此外,控制電路2a的其它元件與控制電路2之相同元 件具有相同的連結關係及功能,於此,不再贅述。 請同時參照圖6及圖7所示,以說明本發明之最大功 17 201214078 率追蹤方法。其中,圖7為本發明之最大功率追蹤方法之 流程不意圖。 最大功率追蹤方法係應用於一電力輸出模組3,而電 力輸出模組3係輸出一輸出訊號SG。一轉換單元21係依 據輸出訊號SG輸出一驅動訊號DS,以驅動一負載裝置 4。最大功率追蹤方法包括步驟S01至步驟S03。 步驟S01係為:依據輸出訊號SG產生一責任周期參 考訊號DCS,並依據驅動訊號DS產生一回授訊號FS。其 中,在產生責任周期參考訊號DCS之前,更可包括依據輸 出訊號SG產生一暫態電壓平均訊號TV。再者,產生責任 周期參考訊號DCS之前,更可包括將輸出訊號SG及暫態 電壓平均訊號TV相減。在產生回授訊號FS之前,更可包 括依據驅動訊號DS之電壓產生一電壓回授補償訊號VF。 另外,在產生回授訊號FS之前,更可包括依據電壓回授 補償訊號VF產生回授訊號FS之一電壓回授訊號FS1。此 外,在產生回授訊號FS之前,更可包括感測驅動訊號DS 的電流並轉換成回授訊號FS之一電流回授訊號FS2。 步驟S02係為:依據責任周期參考訊號DCS及回授訊 號FS產生一控制訊號CS。於此,控制單元24係整合責 任周期參考訊號DCS與回授訊號FS,並輸出控制訊號CS。 步驟S03係為:依據控制訊號CS控制轉換單元21作 動,以使電力輸出模組3之輸出功率限制在最大功率區。 於此,控制單元24可比較責任周期參考訊號DCS與一預 設參考值。當責任周期參考訊號DCS大於預設參考值時, 18 201214078 控制單元24可輸出控制訊號CS,以控制轉換單元21之一 開關元件211作動。在本實施例中,當責任周期參考訊號 DCS大於預設參考值時,控制單元24可控制開關元件211 - 導通,使轉換單元21重新啟動,並使電力輸出模組3重 新輸出輸出訊號SG。因此,本發明之控制電路2a可使電 力輸出模組3之輸出功率限制在最大功率區。 控制電路2a的其它作動情形已於上述實施例中詳細 說明,於此不再贅述。 ® 綜上所述,依據本發明之控制電路及最大功率追蹤方 法,因前饋單元係依據電力輸出模組之輸出訊號產生一責 任周期參考訊號,回授單元係依據轉換單元輸出之驅動訊 號產生一回授訊號。而控制單元係依據責任周期參考訊號 及回授訊號輸出一控制訊號以控制轉換單元之開關元件 作動,使轉換單元可重新啟動,並使電力輸出模組可重新 輸出。因此,本發明之控制電路可使電力輸出模組之輸出 φ 功率限制在最大功率區,且控制電路具有最大功率追蹤的 功能。另外,本發明之控制電路係為一類比電路,與習知 使用數位晶片的控制電路相較,控制電路之架構簡單,並 且具有較低的電路成本。 以上所述僅為舉例性,而非為限制性者。任何未脫離 本發明之精神與範疇,而對其進行之等效修改或變更,均 應包含於後附之申請專利範圍中。 【圖式簡單說明】 19 201214078 圖ΙΑ 壓與輸出電 為習知不同照度下之一種太陽能電池的輸出電 流之特性曲線示意圖; 圖1B為習知— 路的功能方塊示意圖 種具最大功率追縱功能之光伏控制電 ^為本翻較佳實施狀—種㈣電路的功能 圖; 圖3為本發明 圖4A為不同 出電流之特性曲線 之控制電路的電路示意圖; 恥度下之電力輸出模組的輸出 示意圖; 電壓與輸 圖4B為不同照度下
出電壓之特性曲線示意圖 之電力輸出模組的輪出功率與輸 圖5A為不同環境溫度 與輪出電流之特性曲線示意圖,^力輪㈣組的輸出㊉ 圖5B為不同環境溫度下,電力 與輪出電壓之特性曲線示意圖;“_組的輸出工;Μ 圖6為本發明不同態樣之控
及 巧吩町罨路不意圖;心 圖7為本㈣之最大1 力率追財法β程示意圖 【主要元件符號說明】 I、 2、2a :控制電路 II、 21 :轉換單元 12 ' 13 :類比/數位轉換器 14 :閘極驅動單元 20 201214078 1:5 : 24 :控制單元 2:11 :開關元件 22 :前饋單元 - 221 :低通濾波器 222 :減法器 23、23a :回授單元 231 :補償器 232 :分壓元件 • 233 :隔離元件 3 :電力輸出模組 4、L :負載裝置 A .電流源區 B ·電壓源區 C :最大功率區 CS、P3 :控制訊號 φ DCS :責任周期參考訊號 DS、P2 ··驅動訊號 F S :回授訊號 FS1 :電壓回授訊號 FS:2 :電流回授訊號 Ιργ . 電流 LI、L2 :曲線 OPi-OP^·操作點 PI、SG :輸出訊號 201214078
Ppv ·功率 PVM :太陽能電池模組 Rl、R2 :電阻 S01〜S03 ··步驟 TV :暫態電壓平均訊號 VF :電壓回授補償訊號 Vpv .電壓
22

Claims (1)

  1. 201214078 七、申请專利範圍: 1、一種控制電路,用 負載工,一電力輸出模組,並驅動一 負載裝置,該控制電路包括: 轉換早7L ’係與該電力輸出模組及 康該電力_組之,=生 驅動訊唬,以驅動該負載裝置; 一2單元,係與該電力輸出模組及該轉換單元電性 一=:並依據該輸出减產生—責任_參考訊號; ::兀’係與該轉換單元、該負载裝置及該前饋 早疋電性連接,並依據該驅動訊號產生-回授訊 號;以及 ° —㈣單元,係與該前料元、_授單元及該轉換 早凡電性連接’並㈣該責任㈣參考訊號及該回 知訊號輸出—控龍號控制該轉換單元作動,進而 使該電力輸出模組之輸出功率限制在最大功率區。 ♦、如_料·圍第i摘叙㈣轉 ㈣有-開關元件,該控制訊號控制該開關元 通’進而使該電力輸出模組重新輸出該輸出訊號。 ^申請專利範圍第!項所述之控制電路,其中該轉換 早元係為一直流/直流轉換器或一直流/交流轉換器。 =申明專利範圍第1項所述之控制電路,其中該前馈 ,元具有一低通濾波器,係電性連接該電力輸出^ 、、且,並依據該輸出訊號產生一暫態電壓平均訊號。 如申凊專利範圍第4項所述之控制電路,其中該前鑽 23 201214078 單元更具有一減法器,係電性連接該電力輪出模組及 該低通濾波器,並將該輸出訊號及該暫態電壓平均訊 號相減,以產生該責任周期參考訊號,並輪入該控制 〇〇 一· 早兀。 6、 如申請專利範圍第1項所述之控制電路,其中該回授 訊號包含一電壓回授訊號及一電流回授訊號。 7、 如申請專利範圍第6項所述之控制電路,其中該回授 單元具有一補償器,係電性連接該轉換單元,並將該 驅動訊號之電壓轉換成一電壓回授補償訊號。 8、 如申請專利範圍第7項所述之控制電路,其中該回授 單元更具有一隔離元件,係電性連接該補償器及該控 制單元,並依據該電壓回授補償訊號輸出該電壓回授 訊號,以輸入該控制單元。 9、 如申請專利範圍第6項所述之控制電路,其中該回授 單元更具有一分壓元件,係電性連接該控制單元,並 將該驅動訊號的電流轉換成該電流回授訊號,以輸入 該控制單元。 、如申請專利範圍第1項所述之控制電路,其中該控制 單元整合該責任周期參考訊號與該回授訊號,並輸出 該控制訊號,以控制該轉換單元作動。 11、 如申請專利範圍第1項所述之控制電路,其中當該責 任周期參考訊號大於一預設參考值時,該控制單元輸 出該控制訊號。 12、 一種最大功率追縱方法,係應用於一電力輪出模組, 201214078 該電力輸出模組輸出一輸出訊號,一轉換單元依據該 輸出訊號輸出一驅動訊號,以驅動一負載裝置,該追 蹤方法包括以下步驟: 依據該輸出訊號產生一責任周期參考訊號,並依據該 驅動訊號產生一回授訊號; 依據該責任周期參考訊號及該回授訊號產生一控制 訊號;以及 依據該控制訊號控制該轉換單元作動,以使該電力輸 出模組之輸出功率限制在最大功率區。 13、 如申請專利範圍第12項所述之追蹤方法,其中該控 制訊號控制該轉換單元之一開關元件導通。 14、 如申請專利範圍第12項所述之追蹤方法,其中在產 生該責任周期參考訊號之前,更包括: 依據該輸出訊號產生一暫態電壓平均訊號。 15、 如申請專利範圍第14項所述之追蹤方法,其中在產 生該責任周期參考訊號之前,更包括: 將該輸出訊號及該暫態電壓平均訊號相減。 16、 如申請專利範圍第12項所述之追蹤方法,其中該回 授訊號包含一電壓回授訊號及一電流回授訊號。 17、 如申請專利範圍第16項所述之追蹤方法,其中在產 生該回授訊號之前,更包括: 依據該驅動訊號之電壓產生一電壓回授補償訊號。 18、 如申請專利範圍第17項所述之追蹤方法,其中在產 生該回授訊號之前,更包括: 25 201214078 依據該電壓回授補償訊號產生該電壓回授訊號。 19、 如申請專利範圍第16項所述之追蹤方法,其中在產 生該回授訊號之前,更包括: 感測該驅動訊號的電流並轉換成該電流回授訊號。 20、 如申請專利範圍第12項所述之追蹤方法,更包括: 整合該責任周期參考訊號與該回授訊號,並輸出該控 制訊號。 21、 如申請專利範圍第12項所述之追蹤方法,更包括: 比較該責任周期參考訊號與一預設參考值。 22、 如申請專利範圍第21項所述之追蹤方法,其中當該 責任周期參考訊號大於該預設參考值時’輸出該控制 訊號,以控制該轉換單元作動。
    26
TW99132446A 2010-09-24 2010-09-24 控制電路及最大功率追蹤方法 TWI411905B (zh)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW99132446A TWI411905B (zh) 2010-09-24 2010-09-24 控制電路及最大功率追蹤方法
US13/242,083 US8854027B2 (en) 2010-09-24 2011-09-23 Control circuit and tracking method of maximum power
DK11182504T DK2434365T3 (da) 2010-09-24 2011-09-23 Styrekredsløb og fremgangsmåde til sporing af maksimal effekt
EP11182504.8A EP2434365B1 (en) 2010-09-24 2011-09-23 Control circuit and tracking method of maximum power

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW99132446A TWI411905B (zh) 2010-09-24 2010-09-24 控制電路及最大功率追蹤方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201214078A true TW201214078A (en) 2012-04-01
TWI411905B TWI411905B (zh) 2013-10-11

Family

ID=44862481

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW99132446A TWI411905B (zh) 2010-09-24 2010-09-24 控制電路及最大功率追蹤方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US8854027B2 (zh)
EP (1) EP2434365B1 (zh)
DK (1) DK2434365T3 (zh)
TW (1) TWI411905B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9065336B2 (en) 2013-06-26 2015-06-23 Industrial Technology Research Institute Maximum power point tracking method and apparatus

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8694939B1 (en) * 2013-03-13 2014-04-08 Xilinx, Inc. Method for determining critical junction temperature
CN103440019A (zh) * 2013-08-20 2013-12-11 江苏大学 一种实现光伏电池最大功率点跟踪的模拟控制电路
US9531253B2 (en) 2014-01-30 2016-12-27 Silicon Laboratories Inc. Soft-start for isolated power converter
US9531284B2 (en) * 2014-01-30 2016-12-27 Silicon Laboratories Inc. Pseudo-constant frequency control for voltage converter

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6111767A (en) * 1998-06-22 2000-08-29 Heliotronics, Inc. Inverter integrated instrumentation having a current-voltage curve tracer
US6137280A (en) * 1999-01-22 2000-10-24 Science Applications International Corporation Universal power manager with variable buck/boost converter
JP2001178145A (ja) 1999-12-20 2001-06-29 Akihiko Yonetani 最大電力運転インバータシステム
DE60009892T2 (de) * 2000-07-31 2005-04-21 St Microelectronics Srl Stromversorgungsgerät mit Fehlfunktionserkennung
JP4364554B2 (ja) * 2002-06-07 2009-11-18 株式会社ルネサステクノロジ スイッチング電源装置及びスイッチング電源システム
US7038435B2 (en) * 2003-11-24 2006-05-02 Raytheon Company Method for input current regulation and active-power filter with input voltage feedforward and output load feedforward
US20060132102A1 (en) 2004-11-10 2006-06-22 Harvey Troy A Maximum power point tracking charge controller for double layer capacitors
US7541793B2 (en) * 2005-06-07 2009-06-02 Delta Electronics, Inc. Parallel power supply with active droop current sharing circuit having current limiting function
TW200731046A (en) * 2006-02-14 2007-08-16 Richtek Techohnology Corp Linear voltage regulator and control method thereof
TW200814532A (en) * 2006-09-07 2008-03-16 Richtek Techohnology Corp Device and method of generating PWM signals, power converter and power conversion method utilizing the same
JP2008283787A (ja) * 2007-05-10 2008-11-20 Matsushita Electric Ind Co Ltd スイッチング電源装置
US7834608B2 (en) * 2008-11-18 2010-11-16 Texas Instruments Incorporated Feed-forward compensation for a hysteretic switching regulator

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9065336B2 (en) 2013-06-26 2015-06-23 Industrial Technology Research Institute Maximum power point tracking method and apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
EP2434365B1 (en) 2014-05-07
TWI411905B (zh) 2013-10-11
EP2434365A3 (en) 2012-10-10
DK2434365T3 (da) 2014-07-14
EP2434365A2 (en) 2012-03-28
US8854027B2 (en) 2014-10-07
US20120074915A1 (en) 2012-03-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2645392C (en) Optical power for electronic circuits using a single photovoltaic component
WO2009094540A4 (en) Simplified maximum power point control utilizing the pv array voltage at the maximum power point
KR100686281B1 (ko) 병렬 접속된 인버터를 갖는 전원 시스템을 동작시키는방법 및 전력 변환 시스템
US10411477B2 (en) Distributed substring architecture for maximum power point tracking of energy sources
TW201214078A (en) Control circuit and tracking method of maximum power
AU2011200794B2 (en) System and method for a single stage power conversion system
CN102369496B (zh) 直流稳定电源装置
JP6246771B2 (ja) 太陽光発電システム及びその制御方法
TW200924561A (en) Dimming control circuit and method
JP2006302147A (ja) 昇圧装置
TW200816610A (en) Switching power supply circuit
Kang et al. Zero standby power remote control system using light power transmission
WO2003032466A1 (fr) Alimentation electrique sans coupure et procede de demarrage de celle-ci
JP6151649B2 (ja) 電力変換装置及び電力変換方法
TW201129232A (en) Electronic driver apparatus for large area solid-state LEDs
US8436574B2 (en) Solar power supply system and driving method of same
KR101436092B1 (ko) 인버터 접속반 제어 시스템
TWI411906B (zh) 電源供應裝置及最大功率追蹤方法
KR102513991B1 (ko) 태양광 전압 제어 장치
CN107154730B (zh) 一种新能源发电用双向变换电路及控制方法
US7511384B2 (en) DC conversion system
US10992139B1 (en) Electrical power system
KR101305634B1 (ko) 태양광 발전 장치 및 그 제어방법
Sun et al. Current‐source mode switched‐capacitor power converters with improved current gain capability
KR101240674B1 (ko) 열전발전용 전력변환시스템

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees