TWI505061B - 供電控制系統、方法及其非揮發性電腦可讀取紀錄媒體 - Google Patents
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Description
本發明是有關於一種供電技術，且特別是有關於一種供電控制系統、方法及其非揮發性電腦可讀取紀錄媒體。
對於能源需求量在與日俱增的情況下，使用所謂的再生能源(Renewable energy)的成為現今的能源發展上面一個非常重要的課題。這些再生能源是指理論上可以取之不盡的天然能源，例如太陽能、風能、水力能、潮汐能或是生質能等。其中，關於太陽能的利用更是近幾年來關於能源開發的研究上，相當重要且受歡迎的一環。
然而，自然環境的瞬息萬變使再生能源有著無法穩定供電的缺點。以太陽能為例，當日照角度的改變或附近建築物的遮蔽造成太陽能模組中的部份能量產生區塊無法順利運作時，若無有效的應對機制，將會使整體太陽能模組的產電功率大幅下降。
因此，如何設計一個新的供電控制系統、方法及其
非揮發性電腦可讀取紀錄媒體，在再生能源無法正常運作時，仍能有效地維持穩定的功率輸出，以解決上述的問題，乃為此一業界亟待解決的問題。
因此，本發明之一態樣是在提供一種供電控制系統，包含：複數彼此電性連接以形成陣列之供電裝置、最大功率追蹤模組、功率控制模組以及複數電壓控制模組。供電裝置各包含：能量產生模組以及最大電壓追蹤模組。能量產生模組用以產生輸入電源。最大電壓追蹤模組電性連接於能量產生模組，俾對輸入電源進行最大電壓追蹤程序，以產生輸出電源。最大功率追蹤模組電性連接於供電裝置，以對供電裝置產生之總輸出電源進行最大功率追蹤程序，以產生最大功率電源。功率控制模組電性連接於最大功率追蹤模組，以根據總輸出電源之總輸出電壓以及總輸出電流產生第一工作週期(duty cycle)控制訊號，俾控制最大功率追蹤模組進行最大功率追蹤程序。複數電壓控制模組分別電性連接於各供電裝置其中之一之最大電壓追蹤模組，以根據輸出電源之輸出電壓產生第二工作週期控制訊號，俾控制最大電壓追蹤模組進行最大電壓追蹤程序。
本發明之另一態樣是在提供一種供電控制方法，應用於供電控制系統中，供電控制方法包含：控制複數彼此電性連接以形成陣列之供電裝置各包含之最大電壓追蹤模組接收能量產生模組產生之輸入電源，以產生輸出電源；
控制最大功率追蹤模組根據供電裝置產生之總輸出電源產生最大功率電源；根據總輸出電源之總輸出電壓以及總輸出電流，產生第一工作週期控制訊號控制最大功率追蹤模組，對總輸出電源進行最大功率追蹤程序；根據各供電裝置之輸出電源之輸出電壓，產生第二工作週期控制訊號控制各供電裝置之最大電壓追蹤模組，對輸出電源進行最大電壓追蹤程序。
本發明之再一態樣是在提供一種非揮發性電腦可讀取紀錄媒體，儲存電腦程式，用以執行應用於供電控制系統中之一種供電控制方法。供電控制方法包含：控制複數彼此電性連接以形成陣列之供電裝置各包含之最大電壓追蹤模組接收能量產生模組產生之輸入電源，以產生輸出電源；控制最大功率追蹤模組根據供電裝置產生之總輸出電源產生最大功率電源；根據總輸出電源之總輸出電壓以及總輸出電流，產生第一工作週期控制訊號控制最大功率追蹤模組，對總輸出電源進行最大功率追蹤程序；根據各供電裝置之輸出電源之輸出電壓，產生第二工作週期控制訊號控制各供電裝置之最大電壓追蹤模組，對輸出電源進行最大電壓追蹤程序。
應用本發明之優點在於藉由快速的追蹤總輸出電源的最大功率以及各供電裝置輸出電源的最大電壓，即使在部份供電裝置運作異常的情形下，仍可改善整體供電控制系統的供電效能，而輕易地達到上述之目的。
1‧‧‧供電控制系統
10‧‧‧供電裝置
10A、10B、10C‧‧‧供電裝置
100‧‧‧能量產生模組
102‧‧‧最大電壓追蹤模組
11‧‧‧輸入電源
12‧‧‧最大功率追蹤模組
13‧‧‧最大功率電源
14‧‧‧功率控制模組
140‧‧‧類比數位轉換器
142‧‧‧控制單元
144‧‧‧電源級調整單元
15‧‧‧第一工作週期控制訊號
16‧‧‧電壓控制模組
160‧‧‧類比數位轉換器
162‧‧‧控制單元
164‧‧‧電源級調整單元
17‧‧‧第二工作週期控制訊號
18‧‧‧電網
20‧‧‧電流開關
22‧‧‧容感電路
220‧‧‧電容
222‧‧‧電感
224、226‧‧‧二極體
600‧‧‧供電控制方法
601-604‧‧‧步驟
700‧‧‧最大功率追蹤程序
701-711‧‧‧步驟
900‧‧‧最大功率追蹤程序
901-911‧‧‧步驟
第1A圖為本發明一實施例中，一種供電控制系統之方塊圖；第1B圖為本發明一實施例中，第1A圖之供電控制系統更詳細的方塊圖；第2圖為本發明一實施例中，供電裝置更詳細的電路圖；第3圖為本發明一實施例中，具有不同工作週期的第二工作週期控制訊號的波形圖；第4圖及第5圖分別為本發明一實施例中，總輸出電源的總輸出電壓及總輸出電流的曲線圖；第6圖為本發明一實施例中，一種供電控制方法之流程圖；第7圖為本發明一實施例中，最大功率追蹤程序之流程圖；第8圖為本發明一實施例中，總輸出電源的總輸出功率及總輸出電流的曲線圖；以及第9圖為本發明一實施例中，最大電壓追蹤程序之流程圖。
請參照第1A圖及第1B圖。第1A圖為本發明一實施例中，一種供電控制系統1之方塊圖。第1B圖為本發明
一實施例中，第1A圖之供電控制系統1更詳細的方塊圖。供電控制系統1包含：複數供電裝置10、最大功率追蹤模組12、功率控制模組14以及電壓控制模組16。於第1B圖，在供電裝置10的部份係僅繪示出第1A圖的其中一行，包含供電裝置10A、10B、10C。
供電裝置10係如第1A圖中所示，彼此以串聯及/或並聯的電性連接方式形成陣列。於本實施例中，供電控制系統1包含複數行相串聯後再並聯的供電裝置10。需注意的是，第1A圖所繪示的陣列僅為一範例，於其他實施例中可依實際需求連接為其他形式的陣列。
於第1B圖中，一列供電裝置係示例性地繪示包含三個供電裝置10A、10B、10C，然而於其他實施例中，其數目可視實際需求調整，而不為第1B圖繪示的數目所限。於一實施例中，各供電裝置10A、10B、10C的架構為相同，在此係以供電裝置10A為範例進行說明。供電裝置10A包含：能量產生模組100以及最大電壓追蹤模組102。
能量產生模組100可為例如但不限於太陽能電池模組或是其他形式的再生能源產生模組，以產生輸入電源11。最大電壓追蹤模組102電性連接於能量產生模組100，俾對輸入電源11進行最大電壓追蹤程序，並產生具有輸出電壓Vo1
的輸出電源。
最大功率追蹤模組12電性連接於串聯的供電裝置10A、10B、10C的兩端，以接收供電裝置10A、10B、10C所產生的總輸出電源。其中，此總輸出電源具有總輸出電
壓Vdc及總輸出電流Idc。最大功率追蹤模組12對供電裝置10A、10B、10C產生之總輸出電源進行最大功率追蹤程序，以產生最大功率電源13。於一實施例中，此最大功率電源13係進一步傳送至電網18。於一實施例中，最大功率追蹤模組12可整合於一直流交流轉換器(未繪示)中，以在直流交流轉換器將直流的總輸出電源轉換為交流時同時進行最大功率追蹤程序。
功率控制模組14電性連接於最大功率追蹤模組12，以根據總輸出電源的總輸出電壓Vdc以及總輸出電流Idc產生第一工作週期(duty cycle)控制訊號15。第一工作週期控制訊號15可改變最大功率追蹤模組12的工作週期，以進行最大功率追蹤程序。
於一實施例中，功率控制模組14可進一步包含類比數位轉換器140、控制單元142及電源級調整單元(power stage regulator；PSR)144。類比數位轉換器140用以將類比形式的總輸出電壓Vdc以及總輸出電流Idc轉換為數位形式。控制單元142根據總輸出電壓Vdc以及總輸出電流Idc控制電源級調整單元144產生第一工作週期控制訊號15。於一實施例中，控制單元142可依內儲的演算法，根據總輸出電壓Vdc以及總輸出電流Idc判斷總輸出功率之功率變化斜率，俾於功率變化斜率之絕對值小於預設的功率變化臨界值時判斷總輸出電源達到最大輸出功率，以完成最大功率追蹤程序。
需注意的是，第1B圖中繪示的功率控制模組14
的硬體架構僅為一範例，於其他實施例中亦可採用其他形式的硬體架構實現。
電壓控制模組16電性連接於供電裝置10A的最大電壓追蹤模組102，以根據輸出電源之輸出電壓Vo1
產生第二工作週期控制訊號17。第二工作週期控制訊號17可改變最大電壓追蹤模組102的工作週期，以進行最大電壓追蹤程序。
於一實施例中，電壓控制模組16類似功率控制模組14，可進一步包含類比數位轉換器160、控制單元162及電源級調整單元164。類比數位轉換器160用以將類比形式的輸出電壓Vo1
轉換為數位形式。控制單元162根據輸出電壓Vo1
控制電源級調整單元164產生第二工作週期控制訊號17。於一實施例中，控制單元162可依內儲的演算法，根據輸出電壓Vo1
判斷其電壓變化斜率，俾於電壓變化斜率之絕對值小於預設的電壓變化臨界值時判斷輸出電源達到最大輸出電壓，以完成最大電壓追蹤程序。
需注意的是，第1B圖中繪示的電壓控制模組16的硬體架構僅為一範例，於其他實施例中亦可採用其他形式的硬體架構實現。並且，於第1B圖中，係僅繪示出對應於供電裝置10A的電壓控制模組16。實際上，供電控制系統1更包含其他的電壓控制模組(未繪示)，以分別對應供電裝置10B、10C進行控制。
請同時參照第2圖及第3圖。第2圖為本發明一實施例中，供電裝置10A更詳細的電路圖。第3圖為本發明
一實施例中，具有不同工作週期的第二工作週期控制訊號17的波形圖。如第2圖所示，電性連接於能量產生模組100的最大電壓追蹤模組102，更進一步包含電流開關20以及容感電路22。
電流開關20係受第二工作週期控制訊號17控制而導通或斷開。於一實施例中，第二工作週期控制訊號17係如第3圖所繪示，在高準位時使電流開關20導通，而在低準位時則使電流開關20斷開。然而，此高準位與低準位之定義可依實際狀況調整，而不限於第3圖所示的電壓準位。
容感電路22透過電流開關20電性連接於能量產生模組100。於不同的供電裝置10A、10B、10C的容感電路22，更可與鄰近的兩個供電裝置相串聯(例如供電裝置10B的容感電路22)，或是與鄰近的一個供電裝置以及最大功率追蹤模組12串聯(例如供電裝置10A、10C的容感電路22)。
容感電路22於一實施例中，至少包含電容220及電感222，並選擇性地包含提供穩壓效果的二極體224及226。需注意的是，第2圖所繪示的容感電路22僅為一範例，於其他實施例中亦可以其他的電路結構實現。容感電路22可根據電流開關20之導通或斷開產生具輸出電壓Vo1
的輸出電源。
舉例來說，當第二工作週期控制訊號17的工作週期為1時，將全為高態，以使電流開關20持續導通。當第二工作週期控制訊號17的工作週期為0.5時，其在一個時間週期中將僅有一半的時間為高態，以控制電流開關20在
此時間週期中僅有一半的時間導通。而當第二工作週期控制訊號17的工作週期為0.25時，其在一個時間週期中將僅有四分之一的時間為高態，以控制電流開關20在此時間週期中僅有四分之一的時間導通。
因此，藉由第二工作週期控制訊號17調整電流開關20的導通及斷開時間，輸出電源的輸出電流及輸出電壓將可相對應的改變。由於第二工作週期控制訊號17如前所述，係根據輸出電源的輸出電壓Vo1
所產生，因此輸出電壓Vo1
可藉由迴授的機制進行調校，以逐步調整到最大電壓的輸出，完成最大電壓的追蹤程序。
於一實施例中，最大功率追蹤模組12亦可以類似最大電壓追蹤模組102的架構實現，以逐步藉由總輸出電壓Vdc及總輸出電流Idc的迴授產生第一工作週期控制訊號15進行調校，以逐步調整到最大功率的輸出，完成最大功率的追蹤程序。
於一實施例中，供電控制系統1可先藉由最大功率追蹤模組12進行最大功率追蹤程序後，固定第一工作週期控制訊號15的輸出使總輸出電源可穩定地輸出最大功率後，再藉由最大電壓追蹤模組102進行最大電壓追蹤程序，產生具有最大電壓的輸出電源。
請參照第4圖及第5圖。第4圖及第5圖分別為本發明一實施例中，總輸出電源的總輸出電壓Vdc及總輸出電流Idc的曲線圖。其中，第4圖繪示的是第二工作週期控制訊號17的工作週期Dvi為定值0.7時，改變第一工作
週期控制訊號15的工作週期Dp的情形。第5圖繪示的是第一工作週期控制訊號15的工作週期Dp對應第4圖中最大功率之A點的定值，而第二工作週期控制訊號17的工作週期Dvi分別為0.5、0.7、0.9時的情形。
如第4圖所示，在工作週期Dp調變時，將隨著總輸出電壓Vdc及總輸出電流Idc的曲線上下移動。在藉由適當的演算法追蹤後，可於A點找到目前的最大功率點。此時，第一工作週期控制訊號15可固定輸出以使工作週期Dp成為定值，並接著於第5圖中，改變對應各最大電壓追蹤模組102的工作週期Dvi，以追蹤到各輸出電源的最大電壓。因此，總輸出電源將在B點達到最大的總輸出電壓。
因此，本實施例的供電控制系統1僅需追蹤總輸出電源的最大功率以及各供電裝置10A、10B、10C的輸出電源的最大電壓，而不需要對所有供電裝置10A、10B、10C的電壓及電流進行監控，亦不需要以複雜的電路達到追蹤的功效。即使在部份供電裝置10A、10B、10C運作異常的情形下，仍可維持整體供電控制系統1產生的電源之功率的穩定。
請參照第6圖。第6圖為本發明一實施例中，一種供電控制方法600之流程圖。供電控制方法600方法可應用於如第1A圖及第1B圖所示的供電控制系統1，或經由其他硬體元件如資料庫、一般處理器、計算機、伺服器、或其他具特定邏輯電路的獨特硬體裝置或具特定功能的設備來實作，如將程式碼和處理器/晶片整合成獨特硬體。此
方法可實作為一電腦程式，並儲存於一電腦可讀取記錄媒體中，而使電腦讀取此記錄媒體後執行即時地點推薦方法。電腦可讀取記錄媒體可為唯讀記憶體、快閃記憶體、軟碟、硬碟、光碟、隨身碟、磁帶、可由網路存取之資料庫或熟悉此技藝者可輕易思及具有相同功能之電腦可讀取紀錄媒體。
供電控制方法600包含以下步驟。本實施方式中所提及的步驟，除特別敘明其順序者外，均可依實際需要調整其前後順序，甚至可同時或部分同時執行。
於步驟601，控制供電裝置10A、10B、10C各包含之最大電壓追蹤模組102接收能量產生模組100產生之輸入電源11，以產生輸出電源。
於步驟602，控制最大功率追蹤模組12根據供電裝置10A、10B、10C產生之總輸出電源產生最大功率電源13。
於步驟603，根據總輸出電源之總輸出電壓Vdc以及總輸出電流Idc，產生第一工作週期控制訊號15控制最大功率追蹤模組12，對總輸出電源進行最大功率追蹤程序。
於步驟604，在完成最大功率追蹤程序後，根據供電裝置10A、10B、10C之輸出電源之輸出電壓Vo1
，產生第二工作週期控制訊號17控制各供電裝置10A、10B、10C之最大電壓追蹤模組102，對輸出電源進行最大電壓追蹤程序。
當最大功率追蹤程序及最大電壓追蹤程序均完成
後，流程將回至步驟603，進行下一輪的追蹤，以持續將供電控制系統1產生的最大功率電源13穩定在最大的功率輸出。
請同時參照第7圖及第8圖。第7圖為本發明一實施例中，最大功率追蹤程序700之流程圖。第8圖為本發明一實施例中，總輸出電源的總輸出功率Pdc及總輸出電流Idc的曲線圖。
最大功率追蹤程序700可應用於如第1A圖及第1B圖所示的供電控制系統1的功率控制模組14中，或第6圖的步驟603中，或經由其他硬體元件如資料庫、一般處理器、計算機、伺服器、或其他具特定邏輯電路的獨特硬體裝置或具特定功能的設備來實作，如將程式碼和處理器/晶片整合成獨特硬體。此方法可實作為一電腦程式，並儲存於一電腦可讀取記錄媒體中，而使電腦讀取此記錄媒體後執行即時地點推薦方法。電腦可讀取記錄媒體可為唯讀記憶體、快閃記憶體、軟碟、硬碟、光碟、隨身碟、磁帶、可由網路存取之資料庫或熟悉此技藝者可輕易思及具有相同功能之電腦可讀取紀錄媒體。
最大功率追蹤程序700包含下列步驟(應瞭解到，在本實施方式中所提及的步驟，除特別敘明其順序者外，均可依實際需要調整其前後順序，甚至可同時或部分同時執行)。
於步驟701，偵測總輸出電源的總輸出電壓Vdc以及總輸出電流Idc，以將總輸出電壓Vdc與總輸出電流Idc
分別設定為當下總輸出電壓Vnew及當下總輸出電流Inew，並計算當下總輸出功率Pnew。
同時，計算當下總輸出功率Pnew與先前總輸出功率Pold的差值。此先前總輸出功率Pold是由先前總輸出電流Iold及先前總輸出電壓Vold計算而得。其中，該差值係做為總輸出功率的功率變化斜率dP。
同時，計算當下總輸出電流Inew與先前總輸出電流Iold的差值。其中，該差值係做為總輸出電流的電流變化斜率dI。
於步驟702，判斷功率變化斜率dP是否大於0。當功率變化斜率dP大於0時，流程將於步驟703進一步判斷電流變化斜率dI是否大於0。
當功率變化斜率dP大於0且電流變化斜率dI亦大於0時，係為如第8圖所示的狀況1，亦即此時總輸出電流Idc的調整方式是逐步遞增，且總輸出功率Pdc亦隨著調整而上升。此時，於步驟704，調增總輸出功率。此調增的幅度可依實際需求設計，並不限定於單一數值。
當功率變化斜率dP大於0且電流變化斜率dI小於0時，係為如第8圖所示的狀況2，亦即此時總輸出電流Idc的調整方式是逐步遞減，且總輸出功率Pdc亦隨著調整而上升。此時，於步驟705，調降總輸出功率。此調降的幅度可依實際需求設計，並不限定於單一數值。
另一方面，當步驟702中判斷功率變化斜率dP是小於0時，流程將於步驟706進一步判斷電流變化斜率dI
是否大於0。
當功率變化斜率dP小於0且電流變化斜率dI大於0時，係為如第8圖所示的狀況3，亦即此時總輸出電流Idc的調整方式是逐步遞增，但總輸出功率Pdc隨著調整而下降。此時，於步驟707，調降總輸出功率。此調降的幅度可依實際需求設計，並不限定於單一數值。
當功率變化斜率dP小於0且電流變化斜率dI亦小於0時，係為如第8圖所示的狀況4，亦即此時總輸出電流Idc的調整方式是逐步遞減，但總輸出功率Pdc隨著調整而下降。此時，於步驟708，調增總輸出功率。此調增的幅度可依實際需求設計，並不限定於單一數值。
在步驟704、705、707及708對功率變化斜率dp的調整結束後，流程進一步於步驟709將當下總輸出電壓Vnew的值設定為先前總輸出電壓Vold，將當下總輸出電流Inew的值設定為先前總輸出電流Iold，以及將當下總輸出功率Pnew的值設定為先前總輸出功率Pold。
流程進一步於步驟710判斷功率變化斜率dP是否大於功率變化臨界值。當功率變化斜率dP大於功率變化臨界值時，即代表總輸出功率尚未調整到最大值，流程將返回步驟701重新偵測總輸出電源的總輸出電壓Vdc以及總輸出電流Idc並進行調整。而當功率變化斜率dP小於功率變化臨界值時，即代表總輸出功率在未調整前即已十分逼近最大值，在經過調整後將達到最大值而於步驟711結束流程。
請參照第9圖。第9圖為本發明一實施例中，最大電壓追蹤程序900之流程圖。
最大電壓追蹤程序900可應用於如第1A圖及第1B圖所示的供電控制系統1的電壓控制模組16中或第6圖的步驟605中，或經由其他硬體元件如資料庫、一般處理器、計算機、伺服器、或其他具特定邏輯電路的獨特硬體裝置或具特定功能的設備來實作，如將程式碼和處理器/晶片整合成獨特硬體。此方法可實作為一電腦程式，並儲存於一電腦可讀取記錄媒體中，而使電腦讀取此記錄媒體後執行即時地點推薦方法。電腦可讀取記錄媒體可為唯讀記憶體、快閃記憶體、軟碟、硬碟、光碟、隨身碟、磁帶、可由網路存取之資料庫或熟悉此技藝者可輕易思及具有相同功能之電腦可讀取紀錄媒體。
最大電壓追蹤程序900包含下列步驟(應瞭解到，在本實施方式中所提及的步驟，除特別敘明其順序者外，均可依實際需要調整其前後順序，甚至可同時或部分同時執行)。
於步驟901，偵測輸出電源的輸出電壓Vo1
，以將輸出電壓Vo1
設定為當下輸出電壓Vnewi，並計算當下輸出電壓Vo1
與先前輸出電壓Voldi的差值。其中，該差值係做為輸出電壓的電壓變化斜率dVi。
於步驟902，判斷電壓調整方向Si是否為遞減方向(Si=0)。當電壓調整方向Si為遞減方向時，流程將於步驟903進一步判斷電壓變化斜率dVi是否大於0。
當電壓調整方向Si為遞減方向且電壓變化斜率dVi大於0時，流程將於步驟904調降輸出電壓，並維持電壓調整方向Si為遞減方向。
當電壓調整方向Si為遞減方向但電壓變化斜率dVi小於0時，流程將於步驟905調降輸出電壓，並將電壓調整方向Si改為遞增方向(Si=1)。
當步驟902中判斷電壓調整方向Si為遞增方向時，流程將於步驟906進一步判斷電壓變化斜率dVi是否大於0。
當電壓調整方向Si為遞增方向且電壓變化斜率dVi大於0時，流程將於步驟907調增輸出電壓，並維持電壓調整方向Si為遞增方向。
當電壓調整方向Si為遞增方向但電壓變化斜率dVi小於0時，流程將於步驟908調降輸出電壓，並將電壓調整方向Si改為遞減方向。
在步驟904、905、907及908對功率變化斜率dp的調整結束後，流程進一步於步驟909將當下輸出電壓Vnewi的值設定為先前總輸出電壓Voldi。
流程進一步於步驟910判斷電壓變化斜率dVi是否大於電壓變化臨界值。當電壓變化斜率dVi大於電壓變化臨界值時，即代表輸出電壓尚未調整到最大值，流程將返回步驟901重新偵測輸出電源的輸出電壓Vo1
並進行調整。而當電壓變化斜率dVi小於電壓變化臨界值時，即代表輸出電壓在未調整前即已十分逼近最大值，在經過調整
後將達到最大值而於步驟911結束流程。
雖然本揭示內容已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本揭示內容，任何熟習此技藝者，在不脫離本揭示內容之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本揭示內容之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
1‧‧‧供電控制系統
10A、10B、10C‧‧‧供電裝置
100‧‧‧能量產生模組
102‧‧‧最大電壓追蹤模組
11‧‧‧輸入電源
12‧‧‧最大功率追蹤模組
13‧‧‧最大功率電源
14‧‧‧功率控制模組
140‧‧‧類比數位轉換器
142‧‧‧控制單元
144‧‧‧電源級調整單元
15‧‧‧第一工作週期控制訊號
16‧‧‧電壓控制模組
160‧‧‧類比數位轉換器
162‧‧‧控制單元
164‧‧‧電源級調整單元
17‧‧‧第二工作週期控制訊號
18‧‧‧電網
Claims (22)
- 一種供電控制系統，包含：複數之供電裝置，係彼此電性連接以形成一陣列，各包含：一能量產生模組，用以產生一輸入電源；以及一最大電壓追蹤模組，電性連接於該能量產生模組，俾對該輸入電源進行一最大電壓追蹤程序，以產生一輸出電源；一最大功率追蹤模組，電性連接於該等供電裝置，以對該等供電裝置產生之一總輸出電源進行一最大功率追蹤程序，以產生一最大功率電源；一功率控制模組，電性連接於該最大功率追蹤模組，以根據該總輸出電源之一總輸出電壓以及一總輸出電流產生一第一工作週期(duty cycle)控制訊號，俾控制該最大功率追蹤模組進行該最大功率追蹤程序；以及複數電壓控制模組，分別電性連接於各該等供電裝置其中之一之該最大電壓追蹤模組，以根據該輸出電源之一輸出電壓產生一第二工作週期控制訊號，俾控制該最大電壓追蹤模組進行該最大電壓追蹤程序。
- 如請求項1所述之供電控制系統，其中該最大電壓追蹤模組更包含：一電流開關，根據該第二工作週期控制訊號導通或斷開；以及 一容感電路，透過該電流開關電性連接於該能量產生模組，並根據該電流開關之導通或斷開產生該輸出電源。
- 如請求項2所述之供電控制系統，其中該容感電路與鄰近之二該等供電裝置電性連接或與鄰近之一該等供電裝置以及該最大功率追蹤模組電性連接。
- 如請求項1所述之供電控制系統，其中該功率控制模組改變該第一工作週期控制訊號，並根據該總輸出電壓以及該總輸出電流判斷一總輸出功率之一功率變化斜率，俾於該功率變化斜率之一絕對值小於一功率變化臨界值時判斷該總輸出電源達到一最大輸出功率。
- 如請求項1所述之供電控制系統，其中該等電壓控制模組分別改變該第二工作週期控制訊號，並判斷該輸出電壓之一電壓變化斜率，俾於該電壓變化斜率之一絕對值小於一電壓變化臨界值時判斷該輸出電源達到一最大輸出電壓。
- 如請求項1所述之供電控制系統，其中該等電壓控制模組於該功率控制模組控制該最大功率追蹤模組進行該最大功率追蹤程序後，分別控制該等供電裝置之該最大電壓追蹤模組進行該最大電壓追蹤程序。
- 如請求項1所述之供電控制系統，其中該能量產生模組為一太陽能電池模組。
- 如請求項1所述之供電控制系統，其中該最大功率追蹤模組將該最大功率電源輸出至一電網。
- 一種供電控制方法，應用於一供電控制系統中，該供電控制方法包含：控制複數串聯之供電裝置各包含之一最大電壓追蹤模組接收一能量產生模組產生之一輸入電源，以產生一輸出電源；控制一最大功率追蹤模組根據該等供電裝置產生之一總輸出電源產生一最大功率電源；根據該總輸出電源之一總輸出電壓以及一總輸出電流，產生一第一工作週期控制訊號控制該最大功率追蹤模組，對該總輸出電源進行一最大功率追蹤程序；以及根據各該等供電裝置之該輸出電源之一輸出電壓，產生一第二工作週期控制訊號控制各該等供電裝置之一最大電壓追蹤模組，對該輸出電源進行一最大電壓追蹤程序。
- 如請求項9所述之供電控制方法，其中更包含：根據該第二工作週期控制訊號控制該最大電壓追蹤模組包含之一電流開關導通或斷開；以及控制該最大電壓追蹤模組包含之一容感電路根據該電 流開關之導通或斷開產生該輸出電源。
- 如請求項10所述之供電控制方法，其中該容感電路與鄰近之二該等供電裝置電性連接或與鄰近之一該等供電裝置以及該最大功率追蹤模組電性連接。
- 如請求項9所述之供電控制方法，其中該最大功率追蹤程序更包含：改變該第一工作週期控制訊號；根據該總輸出電壓以及該總輸出電流判斷一總輸出功率之一功率變化斜率；以及於該功率變化斜率之一絕對值小於一功率變化臨界值時判斷該總輸出電源達到一最大輸出功率。
- 如請求項9所述之供電控制方法，其中該最大電壓追蹤程序更包含：改變該第二工作週期控制訊號；判斷該輸出電壓之一電壓變化斜率；以及於該電壓變化斜率之一絕對值小於一電壓變化臨界值時判斷該輸出電源達到一最大輸出電壓。
- 如請求項9所述之供電控制方法，其中該最大電壓追蹤程序係於該最大功率追蹤程序完成後進行。
- 如請求項9所述之供電控制方法，其中更包含：輸出該最大功率電源至一電網。
- 一種非揮發性電腦可讀取紀錄媒體，儲存一電腦程式，用以執行應用於一供電控制系統中之一種供電控制方法，該供電控制方法包含：控制複數串聯之供電裝置各包含之一最大電壓追蹤模組接收一能量產生模組產生之一輸入電源，以產生一輸出電源；控制一最大功率追蹤模組根據該等供電裝置產生之一總輸出電源產生一最大功率電源；根據該總輸出電源之一總輸出電壓以及一總輸出電流，產生一第一工作週期控制訊號控制該最大功率追蹤模組，對該總輸出電源進行一最大功率追蹤程序；以及根據各該等供電裝置之該輸出電源之一輸出電壓，產生一第二工作週期控制訊號控制各該等供電裝置之一最大電壓追蹤模組，對該輸出電源進行一最大電壓追蹤程序。
- 如請求項16所述之非揮發性電腦可讀取紀錄媒體，其中更包含：根據該第二工作週期控制訊號控制該最大電壓追蹤模組包含之一電流開關導通或斷開；以及控制該最大電壓追蹤模組包含之一容感電路根據該電流開關之導通或斷開產生該輸出電源。
- 如請求項16所述之非揮發性電腦可讀取紀錄媒體，其中該容感電路與鄰近之二該等供電裝置電性連接或與鄰近之一該等供電裝置以及該最大功率追蹤模組電性連接。
- 如請求項16所述之非揮發性電腦可讀取紀錄媒體，其中該最大功率追蹤程序更包含：改變該第一工作週期控制訊號；根據該總輸出電壓以及該總輸出電流判斷一總輸出功率之一功率變化斜率；以及於該功率變化斜率之一絕對值小於一功率變化臨界值時判斷該總輸出電源達到一最大輸出功率。
- 如請求項16所述之非揮發性電腦可讀取紀錄媒體，其中該最大電壓追蹤程序更包含：改變該第二工作週期控制訊號；判斷該輸出電壓之一電壓變化斜率；以及於該電壓變化斜率之一絕對值小於一電壓變化臨界值時判斷該輸出電源達到一最大輸出電壓。
- 如請求項16所述之非揮發性電腦可讀取紀錄媒體，其中該最大電壓追蹤程序係於該最大功率追蹤程序完成後進行。
- 如請求項16所述之非揮發性電腦可讀取紀錄媒體，其中更包含：輸出該最大功率電源至一電網。
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