在遠(yuǎn)離電網(wǎng)的偏遠(yuǎn)地區(qū)，太陽能的發(fā)電利用光伏控制器、蓄電池組、光伏電池板組成獨立光伏發(fā)電站，其中光伏控制器是整個電站的核心。光伏控制器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)通常有DC/DC型和直通型兩大類[1]，DC/DC型又可細(xì)分為MPPT型[2]和諧振型等多種，但DC/DC型控制器由于有大的感性元件的存在，在大電流應(yīng)用時，其體積、重量和熱量都會急劇增加，限制了其在大功率領(lǐng)域的實際應(yīng)用；而直通型控制器在大功率領(lǐng)域則相對具有優(yōu)勢，即使光伏電流達(dá)到幾百安培，其體積、重量和熱量相對都不會太大，因此直通型控制器在移動通信基站、邊防哨卡等大功率領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。但直通型控制器仍然存在著一些缺陷，以下對其優(yōu)缺點進(jìn)行分析。

1現(xiàn)有控制方式的不足

現(xiàn)有的直通型光伏控制器對蓄電池充放電的控制通常采用3類充放電控制模式。

（1）逐級投入式系統(tǒng)[3]，即將光伏電池分成N個獨立的光伏子陣列，定義N個蓄電池電壓控制點Vi（i=1，2，…N；Vi<Vi+1），當(dāng)蓄電池電壓大于Vi時，第i個光伏子陣列關(guān)斷，反之則導(dǎo)通。這樣就形成了隨著蓄電池電壓的增加，充電電流階梯式逐級減少；反之則逐級增大。優(yōu)點：這種充電控制方式基本滿足了蓄電池的充電需要，控制邏輯簡單、易于實現(xiàn)，電子功率開關(guān)器件的開關(guān)能量損失很??；缺點：控制精度不高，電壓波動范圍大，一些先進(jìn)的自動控制算法無法實現(xiàn)。

（2）在此基礎(chǔ)上增加了時間因素的改良型控制方式，將蓄電池電壓控制點設(shè)置為1個控制點Vs。當(dāng)蓄電池電壓大于Vs時，第i個光伏子陣列關(guān)斷，延時1個固定時間后，如果蓄電池電壓仍然大于Vs，再關(guān)斷第i+1個光伏子陣列，依次類推，直到第N個光伏子陣列關(guān)斷；反之則導(dǎo)通，導(dǎo)通過程同樣有上述延時。優(yōu)點：這種充電控制方式減少了蓄電池電壓的變化范圍，兼有前一種充電控制方式的優(yōu)點；缺點：容易導(dǎo)致控制器的震蕩，尤其是延遲時間的選擇，要隨著太陽能電池、蓄電池容量和負(fù)載的配置變化而變化，否則會導(dǎo)致失控，嚴(yán)重者會導(dǎo)致蓄電池過充或過放而報廢。

（3）脈寬調(diào)制式系統(tǒng)（全控型的PWM控制方式），即光伏電池不分子陣列，將全部光伏子陣列并聯(lián)后形成1個總的光伏電池陣列，再以大功率電子開關(guān)做全通全斷型PWM控制，此法可將蓄電池電壓控制在1個電壓點。優(yōu)點：電壓控制精度高，可采用各種先進(jìn)的自動控制算法；缺點：功率電子開關(guān)器件的開關(guān)功率損耗較大，在相同的電壓等級下，對功率電子開關(guān)器件的電流等級要求很高，對器件要求苛刻，對于大功率光伏控制器，散熱片體積較大。

2精粗調(diào)組合PWM新控制方法

針對上述3種方案的缺點，本文提出了一種精粗調(diào)組合PWM控制的新控制方法。仍然將光伏電池分成N個獨立的相同配置的光伏子陣列（i=1，2，…N），但是只有第1個光伏子陣列（i=1）采用PWM控制，其余的光伏子陣列（i=2，3，…N）仍然采用普通的開關(guān)控制，控制方式為：假設(shè)N個光伏子陣列全部導(dǎo)通時的總光伏電流為I，則每個光伏子陣列單獨導(dǎo)通時的光伏電流為I/N，如果第1個光伏子陣列的PWM控制占空比變化范圍為0~K，則第1個光伏子陣列的PWM電流可以控制到（j/K）×（I/N），其中j=0~K變化；如果將第1個光伏子陣列的PWM控制和其余N-1個光伏子陣列的開關(guān)粗略控制相配合，則可以得到電流變化范圍在0~I之間的任意的電流輸出，其值為：（j/K+m）×（I/N），其中m是其余N-1個光伏子陣列導(dǎo)通的個數(shù)，m=0~N-1（m=0，表示其余N-1個光伏子陣列全部關(guān)斷）；控制器只需要選擇計算m（0~N-1）和j（0~K）值的大小，就可以控制的光伏電流輸出，電流分辨精度為I/（KN），相當(dāng)于前述第3類全控型的PWM控制方式中PWM占空比變化范圍是0~KN的控制效果。