1. Correzione del fattore di potenza (PFC)
La correzione del fattore di potenza (PFC) è progettata per migliorare il fattore di potenza di un sistema di alimentazione, ridurre la potenza reattiva e migliorare l'efficienza dell'utilizzo dell'energia. Esistono due algoritmi PFC comuni: controllo della modalità di corrente media e controllo della modalità di corrente di picco.
Il controllo della modalità corrente media regola il ciclo di lavoro PWM a scopo di correzione rilevando il valore medio della corrente di ingresso e confrontandolo con un valore di riferimento. Questo metodo può ridurre efficacemente le componenti armoniche della corrente e migliorare la qualità della corrente di ingresso.
Il controllo della modalità corrente di picco, invece, regola il ciclo di lavoro PWM rilevando il valore di picco della corrente e confrontandolo con il valore di riferimento. Rispetto al controllo della modalità corrente media, il controllo della modalità corrente di picco ha un tempo di risposta più rapido ma è più sensibile al rumore.
2. Convertitore risonante LLC
Il convertitore risonante LLC è un tipo di convertitore CC-CC ad alta efficienza, ampiamente utilizzato nel circuito intermedio dell'inverter fotovoltaico. Il convertitore risonante LLC utilizza la rete risonante (composta dall'induttore L e dal condensatore C) per realizzare una commutazione morbida, che riduce perdita di commutazione e migliora l'efficienza di conversione.
Controllo della frequenza: il convertitore risonante LLC solitamente adotta il metodo del controllo della frequenza, ovvero per controllare la tensione di uscita regolando la frequenza di commutazione. il compito principale del DSP è realizzare l'algoritmo di controllo della frequenza ad alta precisione per garantire il funzionamento stabile del convertitore risonante in diverse condizioni di carico.
Il controllo della modalità corrente viene utilizzato anche nei convertitori risonanti LLC per regolare la frequenza di commutazione rilevando la corrente di risonanza e confrontandola con un valore di riferimento. Questo metodo può far fronte meglio alle variazioni di carico e migliorare la risposta dinamica del sistema.
3. Convertitore BUCK
Il convertitore BUCK è un convertitore DC-DC step-down, comunemente utilizzato per la regolazione della tensione negli impianti fotovoltaici. Il suo algoritmo di controllo include principalmente il controllo della modalità tensione e il controllo della modalità corrente.
Il controllo della modalità tensione regola il ciclo di lavoro PWM per mantenere un'uscita stabile rilevando la tensione di uscita e confrontandola con il valore impostato. Questo metodo è semplice da implementare, ma la risposta alle variazioni della tensione di ingresso e del carico è lenta.
Il controllo della modalità corrente regola il ciclo di lavoro PWM rilevando la corrente dell'induttore e confrontandola con un valore impostato. Rispetto al controllo in modalità tensione, il controllo in modalità corrente può rispondere più rapidamente alle variazioni della tensione di ingresso e del carico, migliorando le prestazioni dinamiche del sistema.
4. Convertitore BOOST
Il convertitore BOOST è un convertitore DC-DC di tipo boost utilizzato per aumentare la bassa tensione della cella fotovoltaica alla tensione DC richiesta dall'inverter. Il suo algoritmo di controllo è simile a quello del convertitore BUCK e consiste principalmente nel controllo della modalità tensione e del controllo della modalità corrente.
Il controllo della modalità tensione regola il ciclo di lavoro PWM per mantenere un'uscita stabile rilevando la tensione di uscita e confrontandola con un valore impostato. Sebbene la realizzazione sia semplice, la velocità di risposta è relativamente lenta.
Il controllo della modalità corrente regola il ciclo di lavoro PWM rilevando la corrente dell'induttore e confrontandola con il valore impostato. Il vantaggio risiede nella rapida velocità di risposta, che può far fronte meglio ai cambiamenti della tensione di ingresso e del carico.
5. Ponte intero a sfasamento (PSFB)
Il convertitore a ponte intero a sfasamento (PSFB) è un convertitore CC-CC altamente efficiente ampiamente utilizzato negli inverter fotovoltaici ad alta potenza. La sua caratteristica principale è realizzare una commutazione morbida e ridurre le perdite di commutazione attraverso il controllo dello sfasamento.
Il controllo dello sfasamento è il cuore del convertitore PSFB, che controlla la tensione di uscita regolando la differenza di fase dei bracci del ponte. Il DSP deve implementare complessi algoritmi di controllo dello sfasamento per garantire che il convertitore funzioni stabilmente in diverse condizioni di carico.
Il controllo della modalità corrente può essere applicato anche al convertitore PSFB per regolare l'angolo di sfasamento rilevando la corrente e confrontandola con un valore impostato. Questo approccio migliora la risposta dinamica e la stabilità del sistema.
6. Controllo dell'invertitore
La funzione principale di un inverter è convertire la potenza CC in potenza CA da fornire alla rete o al carico. Gli algoritmi comuni di controllo dell'inverter includono SPWM (Modulazione di larghezza di impulso sinusoidale), SVPWM (Modulazione di larghezza di impulso vettoriale spaziale) e controllo multilivello.
Il controllo SPWM genera una forma d'onda PWM confrontando un segnale di riferimento sinusoidale con un segnale portante ad alta frequenza per la conversione da CC a CA. Il compito del DSP in questo è generare un segnale SPWM ad alta precisione e regolarlo in tempo reale.
Il controllo SVPWM genera segnali PWM mediante il metodo del vettore spaziale. rispetto al controllo SPWM, SVPWM può utilizzare la tensione CC in modo più efficiente e migliorare l'efficienza di uscita dell'inverter. il DSP deve implementare il complesso algoritmo SVPWM per garantire un'uscita dell'inverter efficiente e stabile.
Il controllo multilivello è ampiamente utilizzato negli inverter multilivello per ottenere una tensione di uscita più elevata e una distorsione armonica inferiore attraverso tecniche di modulazione multilivello. il DSP deve coordinare il controllo di più moduli in cascata per garantire le prestazioni complessive e la stabilità del sistema.
7. Importanti tecnologie di collegamento di controllo
Oltre agli algoritmi di controllo di base di cui sopra, nello sviluppo del DSP per gli inverter fotovoltaici sono coinvolte alcune importanti tecniche di collegamento di controllo, come il controllo ANPC, il controllo DPWM, il controllo della rete debole e specifiche tecniche di eliminazione delle armoniche.
Il controllo ANPC (Active Midpoint Clamping) è una tecnica di controllo inverter multilivello altamente efficiente che raggiunge una tensione di uscita più elevata e una distorsione armonica inferiore attraverso elementi di bloccaggio attivi. Il DSP deve implementare l'algoritmo ANPC per garantire il funzionamento efficiente e stabile del sistema.
Il controllo DPWM (Digital Pulse Larghezza Modulazione) realizza il controllo PWM attraverso l'elaborazione del segnale digitale, rispetto al tradizionale PWM analogico, DPWM ha maggiore precisione e stabilità. il DSP deve implementare l'algoritmo DPWM ad alta precisione per garantire il funzionamento efficiente dell'inverter.
Controllo della rete debole: in un ambiente con rete debole, dove la tensione di rete fluttua notevolmente, l'inverter fotovoltaico deve avere una capacità anti-interferenza più forte e il DSP deve implementare complessi algoritmi di controllo della rete debole per garantire un funzionamento stabile del sistema durante la rete. fluttuazioni.
La specifica tecnologia di eliminazione delle armoniche elimina le componenti armoniche nella tensione di uscita attraverso algoritmi specifici per migliorare la qualità dell'energia. il DSP deve implementare precisi algoritmi di analisi ed eliminazione delle armoniche per garantire la purezza della tensione di uscita.