光伏扶貧、光伏陽(yáng)光房、光伏大棚等諸多利民項(xiàng)目已深入居民生活，很多高大上的專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)也早已為眾人熟知。比如，購(gòu)買(mǎi)一臺(tái)逆變器時(shí)，多數(shù)人會(huì)問(wèn)道：這臺(tái)逆變器有幾路MPPT?發(fā)電效率怎么樣？
然而，很多人都知道MPPT的功能，卻并不清楚其內(nèi)部電路的工作原理。今天，小杰就為大家簡(jiǎn)單科普下，MPPT中重要的DC-DC變換電路。
MPPT（最大功率點(diǎn)追蹤）作為光伏逆變器的重要功能，不僅能有效提高輻照利用率、最大限度提升光伏逆變器工作效率，還能通過(guò)對(duì)組件輸出電壓電流的變換，使組件功率伴隨日照等因素適時(shí)調(diào)整。特別是在弱光條件下，MPPT可極大拓寬組件輸入電壓，從而實(shí)現(xiàn)逆變器的最大功率追蹤。此處，我們不妨以最常用的BOOST變換電路為例，做下簡(jiǎn)單分析。
Boost，英文解釋為抬升、提高、向上推起。事實(shí)上，其功能也確實(shí)是抬升電壓，接下來(lái)我們就看看，它到底是如何實(shí)現(xiàn)電壓變換的！
單相逆變器內(nèi)部電路原理圖
上圖是單相機(jī)常用的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，這里我們把紅色框圖部分單獨(dú)拿出來(lái)看：
從圖中不難看出，構(gòu)成Boost的三要素為電感、開(kāi)關(guān)管、二極管。下面，我們來(lái)簡(jiǎn)單分析下它的工作模式。
工作模式1：開(kāi)關(guān)管S導(dǎo)通
直流電E全部加在電感上，即此時(shí)電源E為電感充電，設(shè)開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通時(shí)間為T(mén)on，那么在此期間內(nèi)電感上的電壓等于E。
工作模式2：開(kāi)關(guān)管S斷開(kāi)
此時(shí)直流電源E以及電感儲(chǔ)存的能量通過(guò)二極管D為電容C充電至U0。同樣，我們?cè)O(shè)開(kāi)關(guān)管S關(guān)斷的時(shí)間為T(mén)off ，根據(jù)基爾霍夫定律，電感上的電壓UL= U0-E；
我們都知道，穩(wěn)態(tài)下電感上的電流不會(huì)突變（伏秒平衡定律），即開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí)通過(guò)電感的電流增加量與開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)電感電流的減少量相等，用公式表達(dá)：
E×Ton=（U0-E）×Toff
我們對(duì)上式進(jìn)行變換：
引入占空比D，即設(shè)導(dǎo)通期間的占空比為D，則關(guān)斷時(shí)間的占空比為1-D，重新改寫(xiě)上述公式:
從①式我們可以看到，輸出電壓U0＞E，即Boost實(shí)現(xiàn)了其抬升電壓的作用。這時(shí)，只要給開(kāi)關(guān)管S一個(gè)合適的占空比控制信號(hào)，便可實(shí)現(xiàn)輸出電壓的調(diào)整，并得到想要的電壓值，從而實(shí)現(xiàn)拓寬輸出電壓的目的。
當(dāng)然，占空比并不是隨意選取的，而是要考慮諸多設(shè)計(jì)因素，這里不再展開(kāi)?？傊?，DC-DC變換器作為實(shí)現(xiàn)MPPT功能的核心電路，已被廣泛應(yīng)用于光伏并網(wǎng)逆變器及光儲(chǔ)充等領(lǐng)域，并大大提高了光伏能源利用率。特別是在實(shí)際應(yīng)用中，DC-DC還發(fā)展出BUCK-BOOST、 CUK等特色轉(zhuǎn)換電路，從而極大滿足了特殊需求。
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