1. Διόρθωση συντελεστή ισχύος (PFC)
Η Διόρθωση Συντελεστή Ισχύος (PFC) έχει σχεδιαστεί για τη βελτίωση του συντελεστή ισχύος ενός συστήματος ισχύος, τη μείωση της άεργου ισχύος και τη βελτίωση της απόδοσης της χρήσης ισχύος. Υπάρχουν δύο κοινοί αλγόριθμοι PFC: έλεγχος λειτουργίας μέσου ρεύματος και έλεγχος λειτουργίας ρεύματος αιχμής.
Ο έλεγχος λειτουργίας μέσου ρεύματος προσαρμόζει τον κύκλο λειτουργίας PWM για λόγους διόρθωσης ανιχνεύοντας τη μέση τιμή του ρεύματος εισόδου και συγκρίνοντάς το με μια τιμή αναφοράς. Αυτή η μέθοδος μπορεί να μειώσει αποτελεσματικά τις αρμονικές συνιστώσες του ρεύματος και να βελτιώσει την ποιότητα του ρεύματος εισόδου.
Ο έλεγχος λειτουργίας ρεύματος αιχμής, από την άλλη πλευρά, προσαρμόζει τον κύκλο λειτουργίας PWM ανιχνεύοντας την τιμή αιχμής του ρεύματος και συγκρίνοντάς την με την τιμή αναφοράς. Σε σύγκριση με τον έλεγχο λειτουργίας μέσου όρου ρεύματος, ο έλεγχος λειτουργίας ρεύματος αιχμής έχει ταχύτερο χρόνο απόκρισης, αλλά είναι πιο ευαίσθητος στο θόρυβο.
2. Μετατροπέας συντονισμού LLC
Ο μετατροπέας συντονισμού LLC είναι ένα είδος μετατροπέα DC-DC υψηλής απόδοσης, ο οποίος χρησιμοποιείται ευρέως στο ενδιάμεσο κύκλωμα του μετατροπέα φωτοβολταϊκών. απώλεια μεταγωγής και βελτιώνει την απόδοση μετατροπής.
Έλεγχος συχνότητας: Ο μετατροπέας συντονισμού LLC συνήθως υιοθετεί τη μέθοδο ελέγχου συχνότητας, δηλαδή για τον έλεγχο της τάσης εξόδου ρυθμίζοντας τη συχνότητα μεταγωγής. Το κύριο καθήκον του DSP είναι να υλοποιήσει τον αλγόριθμο ελέγχου συχνότητας υψηλής ακρίβειας για να εξασφαλίσει τη σταθερή λειτουργία του μετατροπέα συντονισμού υπό διαφορετικές συνθήκες φορτίου.
Ο έλεγχος λειτουργίας ρεύματος χρησιμοποιείται επίσης σε μετατροπείς συντονισμού LLC για τη ρύθμιση της συχνότητας μεταγωγής ανιχνεύοντας το ρεύμα συντονισμού και συγκρίνοντάς το με μια τιμή αναφοράς. Αυτή η μέθοδος μπορεί να αντιμετωπίσει καλύτερα τις αλλαγές φορτίου και να βελτιώσει τη δυναμική απόκριση του συστήματος.
3. Μετατροπέας BUCK
Ο μετατροπέας BUCK είναι ένας μετατροπέας DC-DC που χρησιμοποιείται συνήθως για ρύθμιση τάσης σε φωτοβολταϊκά συστήματα. Ο αλγόριθμος ελέγχου του περιλαμβάνει κυρίως έλεγχο λειτουργίας τάσης και έλεγχο λειτουργίας ρεύματος.
Ο έλεγχος λειτουργίας τάσης προσαρμόζει τον κύκλο λειτουργίας PWM για να διατηρεί μια σταθερή έξοδο ανιχνεύοντας την τάση εξόδου και συγκρίνοντάς την με την καθορισμένη τιμή. Αυτή η μέθοδος είναι απλή στην εφαρμογή, αλλά η απόκριση στις αλλαγές στην τάση εισόδου και το φορτίο είναι αργή.
Ο έλεγχος λειτουργίας ρεύματος προσαρμόζει τον κύκλο λειτουργίας PWM ανιχνεύοντας το ρεύμα του επαγωγέα και συγκρίνοντάς το με μια καθορισμένη τιμή. Σε σύγκριση με τον έλεγχο λειτουργίας τάσης, ο έλεγχος λειτουργίας ρεύματος μπορεί να ανταποκριθεί πιο γρήγορα σε αλλαγές στην τάση εισόδου και στο φορτίο, βελτιώνοντας τη δυναμική απόδοση του συστήματος.
4. Μετατροπέας BOOST
Ο μετατροπέας BOOST είναι ένας μετατροπέας τύπου ώθησης DC-DC που χρησιμοποιείται για την αύξηση της χαμηλής τάσης του φωτοβολταϊκού στοιχείου στην τάση DC που απαιτείται από τον μετατροπέα. Ο αλγόριθμος ελέγχου του είναι παρόμοιος με αυτόν του μετατροπέα BUCK και αποτελείται κυρίως από έλεγχο λειτουργίας τάσης και έλεγχο λειτουργίας ρεύματος.
Ο έλεγχος λειτουργίας τάσης προσαρμόζει τον κύκλο λειτουργίας PWM για να διατηρεί μια σταθερή έξοδο ανιχνεύοντας την τάση εξόδου και συγκρίνοντάς την με μια καθορισμένη τιμή. Αν και η υλοποίηση είναι απλή, η ταχύτητα απόκρισης είναι σχετικά αργή.
Ο έλεγχος λειτουργίας ρεύματος ρυθμίζει τον κύκλο λειτουργίας PWM ανιχνεύοντας το ρεύμα του επαγωγέα και συγκρίνοντάς το με την καθορισμένη τιμή. Το πλεονέκτημα έγκειται στη γρήγορη ταχύτητα απόκρισης, η οποία μπορεί να αντιμετωπίσει καλύτερα τις αλλαγές της τάσης εισόδου και του φορτίου.
5. Πλήρης γέφυρα μετατόπισης φάσης (PSFB)
Ο μετατροπέας μετατόπισης φάσης πλήρους γέφυρας (PSFB) είναι ένας υψηλής απόδοσης μετατροπέας DC-DC που χρησιμοποιείται ευρέως σε φωτοβολταϊκούς μετατροπείς υψηλής ισχύος. Το κύριο χαρακτηριστικό του είναι να πραγματοποιεί ομαλή μεταγωγή και να μειώνει τις απώλειες μεταγωγής μέσω του ελέγχου μετατόπισης φάσης.
Ο έλεγχος μετατόπισης φάσης είναι ο πυρήνας του μετατροπέα PSFB, ο οποίος ελέγχει την τάση εξόδου ρυθμίζοντας τη διαφορά φάσης των βραχιόνων γέφυρας. Το DSP πρέπει να εφαρμόσει σύνθετους αλγόριθμους ελέγχου μετατόπισης φάσης για να διασφαλίσει ότι ο μετατροπέας λειτουργεί σταθερά υπό διαφορετικές συνθήκες φορτίου.
Ο έλεγχος τρέχουσας λειτουργίας μπορεί επίσης να εφαρμοστεί στον μετατροπέα PSFB για τη ρύθμιση της γωνίας μετατόπισης φάσης ανιχνεύοντας το ρεύμα και συγκρίνοντάς το με μια καθορισμένη τιμή. Αυτή η προσέγγιση βελτιώνει τη δυναμική απόκριση και τη σταθερότητα του συστήματος.
6. Έλεγχος μετατροπέα
Η κύρια λειτουργία ενός μετατροπέα είναι να μετατρέπει την ισχύ συνεχούς ρεύματος σε εναλλασσόμενο ρεύμα που θα τροφοδοτείται στο δίκτυο ή στο φορτίο. Οι συνήθεις αλγόριθμοι ελέγχου μετατροπέα περιλαμβάνουν SPWM (Sinusoidal Pulse Width Modulation), SVPWM (Space Vector Pulse Width Modulation) και έλεγχο πολλαπλών επιπέδων.
Ο έλεγχος SPWM δημιουργεί μια κυματομορφή PWM συγκρίνοντας ένα ημιτονοειδές σήμα αναφοράς με ένα σήμα φορέα υψηλής συχνότητας για μετατροπή DC σε AC. Η αποστολή του DSP σε αυτό είναι να δημιουργήσει ένα σήμα SPWM υψηλής ακρίβειας και να το προσαρμόσει σε πραγματικό χρόνο.
Ο έλεγχος SVPWM παράγει σήματα PWM με τη μέθοδο του διανύσματος χώρου. Σε σύγκριση με τον έλεγχο SPWM, το SVPWM μπορεί να χρησιμοποιήσει την τάση DC πιο αποτελεσματικά και να βελτιώσει την απόδοση εξόδου του μετατροπέα. το DSP πρέπει να εφαρμόσει τον σύνθετο αλγόριθμο SVPWM για να εξασφαλίσει αποτελεσματική και σταθερή έξοδο μετατροπέα.
Ο έλεγχος πολλαπλών επιπέδων χρησιμοποιείται ευρέως σε μετατροπείς πολλαπλών επιπέδων για την επίτευξη υψηλότερης τάσης εξόδου και χαμηλότερης αρμονικής παραμόρφωσης μέσω τεχνικών διαμόρφωσης πολλαπλών επιπέδων. το DSP πρέπει να συντονίζει τον έλεγχο πολλαπλών μονάδων καταρράκτη για να εξασφαλίσει τη συνολική απόδοση και σταθερότητα του συστήματος.
7. Σημαντικές τεχνολογίες ζεύξης ελέγχου
Εκτός από τους παραπάνω βασικούς αλγόριθμους ελέγχου, ορισμένες σημαντικές τεχνικές ζεύξης ελέγχου εμπλέκονται στην ανάπτυξη του DSP για Φ/Β μετατροπείς, όπως ο έλεγχος ANPC, ο έλεγχος DPWM, ο έλεγχος ασθενούς δικτύου και οι καθορισμένες τεχνικές εξάλειψης αρμονικών.
Ο έλεγχος ANPC (Active Midpoint Clamping) είναι μια εξαιρετικά αποδοτική τεχνική ελέγχου μετατροπέα πολλαπλών επιπέδων που επιτυγχάνει υψηλότερη τάση εξόδου και χαμηλότερη αρμονική παραμόρφωση μέσω ενεργών στοιχείων σύσφιξης. Το DSP πρέπει να εφαρμόσει τον αλγόριθμο ANPC για να διασφαλίσει την αποτελεσματική και σταθερή λειτουργία του συστήματος.
Ο έλεγχος DPWM (Digital Pulse Width Modulation) πραγματοποιεί τον έλεγχο PWM μέσω της ψηφιακής επεξεργασίας σήματος, σε σύγκριση με το παραδοσιακό αναλογικό PWM, το DPWM έχει μεγαλύτερη ακρίβεια και σταθερότητα. το DSP πρέπει να εφαρμόσει τον αλγόριθμο DPWM υψηλής ακρίβειας για να διασφαλίσει την αποτελεσματική λειτουργία του μετατροπέα.
Έλεγχος αδύναμου δικτύου: Σε ένα περιβάλλον αδύναμου δικτύου, όπου η τάση δικτύου παρουσιάζει μεγάλες διακυμάνσεις, ο φωτοβολταϊκός μετατροπέας πρέπει να έχει ισχυρότερη ικανότητα κατά των παρεμβολών και το DSP πρέπει να εφαρμόσει σύνθετους αλγόριθμους ελέγχου ασθενούς δικτύου για να εξασφαλίσει σταθερή λειτουργία του συστήματος κατά τη διάρκεια του δικτύου διακυμάνσεις.
Η συγκεκριμένη τεχνολογία εξάλειψης αρμονικών εξαλείφει τα αρμονικά στοιχεία στην τάση εξόδου μέσω συγκεκριμένων αλγορίθμων για τη βελτίωση της ποιότητας ισχύος. το DSP πρέπει να εφαρμόσει ακριβείς αλγόριθμους αρμονικής ανάλυσης και εξάλειψης για να εξασφαλίσει την καθαρότητα της τάσης εξόδου.