專利名稱：用于獲取使能電源特性的確定的信息的方法
用于獲取使能電源特性的確定的信息的方法本發(fā)明通常涉及用于獲取使能例如光伏電池或電池陣列或者燃料電池等電源的例如最大功率點(diǎn)等特性的確定的信息的器件和方法。光伏電池將太陽(yáng)能能量直接轉(zhuǎn)換為電能。光伏電池所產(chǎn)生的電能能夠隨時(shí)間來提取并且以電力的形式來使用。將光伏電池所提供的直流電力提供給例如DC-DC升壓/降壓轉(zhuǎn)換器電路和/或DC/AC逆變器電路等轉(zhuǎn)換裝置。但是，光伏電池的電流-電壓下垂特性引起輸出功率隨著從光伏電池所吸取的電流而非線性地改變。功率-電壓曲線根據(jù)例如光輻射水平和操作溫度等氣候變化而改變。操作光伏電池或電池陣列的近最佳點(diǎn)在其中功率為最大的電流-電壓曲線的區(qū)域處或其附近。此點(diǎn)稱作最大功率點(diǎn)(Maximum Power Point, MPP)。重要的是在MPP附近操作光伏電池，以優(yōu)化其電力產(chǎn)生效率。 隨著功率-電壓曲線根據(jù)氣候變化而改變,MPP也根據(jù)氣候變化而改變。于是，需要能夠在任何時(shí)間識(shí)別MPP。本發(fā)明旨在提供一種器件，該器件使能獲取表示例如光伏電池陣列等的電源的輸出電流和電壓變化的信息以確定其最大功率點(diǎn)。為此目的，本發(fā)明涉及一種用于獲取使能電源的例如最大功率點(diǎn)等特性的確定的信息的器件，該器件包括至少電感器以及電容器，使能電源特性的確定的信息通過監(jiān)測(cè)電容器的電壓充電(voltage charge)而獲取,其特性為,用于獲取使能電源特性的確定的信息的器件包括在監(jiān)測(cè)電容器充電之前用于通過電感器放電電容器的部件。本發(fā)明還涉及一種用于獲取使能連接到直流轉(zhuǎn)換器的電源的例如最大功率點(diǎn)等特性的確定的信息的方法，該直流轉(zhuǎn)換器包括至少電感器和電容器，其特性為，該方法包括以下步驟
-通過電感器放電電容器，
-監(jiān)測(cè)電容器的電壓充電以獲取使能電源特性的確定的信息。因此，有可能獲取表示電源的輸出電流和電壓變化的信息，例如以確定MPP或者確定電源的故障或者確定電源的填充因數(shù)。此外，在大多數(shù)DC/DC和/或DC/AC轉(zhuǎn)換器中，電容器和電感器已經(jīng)可用于轉(zhuǎn)換目的。電容器和電感器還能夠用于監(jiān)測(cè)至少一個(gè)特定時(shí)間段期間的電壓和電流變化。所監(jiān)測(cè)電壓和電流變化使能在任何時(shí)間獲取例如電源的所希望的電壓-電流/電壓-功率下垂特性等信息。本發(fā)明避免對(duì)系統(tǒng)添加任何其它額外的電感器。根據(jù)特定的特征，該器件包括用于在電容器放電期間監(jiān)測(cè)流經(jīng)電感器的電流的部件并且只要流經(jīng)電感器的電流到達(dá)第一預(yù)定電流值或者只要電容器沒有放電，則在電感器中放電電容器。因此，有可能限制電感器和電容器兩者上的電流電平，避免因電感器與電容器之間的諧振的大電流峰值，其可以引起電感器磁芯的飽和并且也可以降低電容器的壽命。根據(jù)特定的特征，該器件包括用于當(dāng)流經(jīng)電感器的電流值到達(dá)第一預(yù)定值或者當(dāng)電容器放電時(shí)，將電感器放電到至少另一裝置的部件。
根據(jù)特定的特征，另一個(gè)裝置是能量存儲(chǔ)裝置或負(fù)載。因此，存儲(chǔ)于電感器中的能量沒有在任何電阻的組件內(nèi)耗散而是與其他例如電容器等的存儲(chǔ)裝置交換或甚至是直接供應(yīng)到負(fù)載，導(dǎo)致非耗散過程。由于在電感器放電期間電源持續(xù)將電力存儲(chǔ)到輸入電容器，所以從電源側(cè)沒有電力中斷。根據(jù)特定的特征，該器件包括用于在監(jiān)測(cè)電容器的充電期間獲取由電源輸出的電流的部件。因此，有可能獲取電源的從零電壓值直到開路電壓值的整體電壓-電流/電壓-功率下垂特性。根據(jù)特定的特征，由電源輸出的電流從電流傳感器獲取或從在監(jiān)測(cè)電容器的充電期間所獲取的電壓值導(dǎo)出。因此，如果電流傳感器為不可用，則可以不增加實(shí)現(xiàn)成本。最后，完全不需要附加 的組件以實(shí)現(xiàn)本技術(shù)。根據(jù)特定的特征，只要電容器的電壓到達(dá)第二預(yù)定值，就反復(fù)執(zhí)行通過電感器的電容器的放電以及電感器的放電。因此，可以以非耗散方式發(fā)生電容器放電，意味著存儲(chǔ)于電容器中的能量完全給予到負(fù)載，減小了在此小的時(shí)間段(例如當(dāng)此能量耗散在電阻器中時(shí))停止電源供應(yīng)的缺點(diǎn)。本發(fā)明還涉及直流轉(zhuǎn)換器，其特性為，它包括用于獲取使能電源的最大功率點(diǎn)的確定的信息的器件。因此，有可能獲取表示電源(例如，光伏電池陣列)的輸出電流和電壓變化的信息以確定MPP。此外，在大多數(shù)DC/DC和/或DC/AC轉(zhuǎn)換器中，電容器和電感器已經(jīng)可用于轉(zhuǎn)換目的。電容器和電感器還能夠用于在至少一個(gè)特定時(shí)間段期間監(jiān)測(cè)電壓和電流變化。所監(jiān)測(cè)的電壓和電流變化使能在任何時(shí)間獲取例如電源的所希望的電壓-電流/電壓-功率下垂特性等信息。本發(fā)明避免對(duì)系統(tǒng)添加任何其它額外的電感器。通過閱讀例子實(shí)施例的以下描述，本發(fā)明的特性將更清楚地顯現(xiàn)，所述描述參照附圖
提出，在附圖中
圖I是可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的例子；
圖2是表示根據(jù)電源的輸出電壓的電源的輸出電流變化的曲線的例子；
圖3表示包含根據(jù)本發(fā)明的能量轉(zhuǎn)換裝置的裝置的例子；
圖4是根據(jù)本發(fā)明的包括電感器和電容器以獲取使能電源的最大功率點(diǎn)的確定的信息的能量轉(zhuǎn)換裝置的例子；
圖5是公開根據(jù)本發(fā)明的電路的開關(guān)的特定的實(shí)現(xiàn)模式的例子；
圖6是根據(jù)本發(fā)明的用于確定電源的最大功率點(diǎn)的算法的例子；
圖7a是根據(jù)本發(fā)明的所獲取的電源電壓變化的例子；
圖7b是根據(jù)本發(fā)明的所獲取的電源電流變化的例子；
圖7c是根據(jù)本發(fā)明的能量轉(zhuǎn)換裝置的輸出電壓變化的例子；
圖8a是根據(jù)本發(fā)明的在包括數(shù)個(gè)部分充電和放電的交織的子階段的電容器放電階段期間流經(jīng)電感器的電流的變化的例子；圖8b是根據(jù)本發(fā)明的在包括數(shù)個(gè)部分充電和放電的交織的子階段的電容器放電階段期間流經(jīng)電容器的電流的變化的例子；
圖9是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)模式的用于確定電源的輸出電流和輸出電壓對(duì)以使能電源的最大功率點(diǎn)的確定的算法的例子。圖I是可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的例子。能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)包含連接到例如DC-DC降壓/升壓轉(zhuǎn)換器的能量轉(zhuǎn)換裝置Conv的例如光伏電池或電池陣列或者燃料電池等的電源PV和/或又稱作逆變器的DC/AC轉(zhuǎn)換器，其輸出向負(fù)載Lo提供電能。電源PV提供送往負(fù)載Lo的電流。電流在由負(fù)載Lo使用之前由轉(zhuǎn)換裝置Conv轉(zhuǎn)換。
圖2是表示根據(jù)電源的輸出電壓的電源的輸出電流變化的曲線的例子。在圖2的水平軸上示出電壓值。電壓值包含在零值與開路電壓Vrc之間。在圖2的垂直軸上示出電流值。電流值包含在零值與短路電流Isc之間。在任何給定光等級(jí)(light level)和光伏陣列溫度，存在光伏陣列能夠以其進(jìn)行操作的無限數(shù)量的電流-電壓對(duì)或者操作點(diǎn)。但是，對(duì)于給定光等級(jí)和光伏陣列溫度，存在單個(gè)MPP。圖3表示包含根據(jù)本發(fā)明的能量轉(zhuǎn)換裝置的裝置的例子。例如，能量轉(zhuǎn)換裝置Conv具有基于由總線301連接在一起的組件以及由與如圖6和圖9所公開的算法相關(guān)的程序所控制的處理器300的架構(gòu)。在這里必須注意，在一種變體中，處理器300以執(zhí)行與以下所公開的處理器300所執(zhí)行的操作相同的操作的一個(gè)或數(shù)個(gè)專用集成電路的形式來實(shí)現(xiàn)?？偩€301將處理器300鏈接到只讀存儲(chǔ)器ROM 302、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器RAM 303、模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC 306和根據(jù)本發(fā)明的電路305。只讀存儲(chǔ)器ROM 302包含與圖6和圖9中公開的算法相關(guān)的程序的指令，其在能量轉(zhuǎn)換裝置Conv加電時(shí)傳遞給隨機(jī)存取存儲(chǔ)器RAM 303。RAM存儲(chǔ)器303包含寄存器，寄存器預(yù)計(jì)接收變量以及與圖6和圖9中公開的算法相關(guān)的程序的指令。模數(shù)轉(zhuǎn)換器306連接到形成功率級(jí)305的根據(jù)本發(fā)明的電路，并且在需要時(shí)將電壓和電流轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制信息。圖4是根據(jù)本發(fā)明的包括電感器和電容器以獲取使能電源的最大功率點(diǎn)的確定的信息的電路的例子。該電路是合并降壓/升壓轉(zhuǎn)換器(buck/boost converter),其根據(jù)開關(guān)的狀態(tài)能夠操作在降壓模式(buck mode, step-down mode)或者操作在升壓模式(boost mode,step-up mode),而無需如采用傳統(tǒng)降壓-升壓轉(zhuǎn)換器所進(jìn)行的那樣將輸出電壓極性反轉(zhuǎn)。根據(jù)本發(fā)明的電路包括輸入濾波電容器Cui，其正極端子連接到電源PV的正極端子。電容器Cui的負(fù)極端子連接到電源PV的負(fù)極端子。電壓測(cè)量意味著當(dāng)電感器LI與電源并聯(lián)時(shí)，測(cè)量電容器Cui和電感器LI上的電壓VI。電容器Cui的正極端子連接到開關(guān)Swi4的第一端子。開關(guān)Swi4的第二端子連接到開關(guān)Swi2的第一端子以及電感器LI的第一端子。
開關(guān)Swi2的第二端子連接到電源PV的負(fù)極端子。電感器LI的第二端子連接到電流測(cè)量部件的第一端子。電流測(cè)量部件A的第二端子連接到二極管％的陽(yáng)極以及開關(guān)Swi3的第一端子。開關(guān)Swi3的第二端子連接到電源PV的負(fù)極端子。二極管％的陰極連接到電容器Ctj的正極端子并且電容器Ctj的負(fù)極端子連接到電源PV的負(fù)極端子。當(dāng)合并降壓/升壓轉(zhuǎn)換器操作于降壓模式時(shí)，開關(guān)Swi3始終處于OFF狀態(tài)并且二極管％始終處于導(dǎo)通狀態(tài)。根據(jù)為了得到期望的輸出電壓Vdc而調(diào)整的占空比的周期樣式，使開關(guān)Swi4處于導(dǎo)通狀態(tài)。開關(guān)Swi4為高的時(shí)間段稱作D。開關(guān)Swi4的命令信號(hào)為低的時(shí)間段稱作(1-D)。在D期間開關(guān)Swi2處于非導(dǎo)通狀態(tài)，并且在(I-D)期間開關(guān)Swi2處于導(dǎo)通狀態(tài)。當(dāng)合并降壓/升壓轉(zhuǎn)換器操作于升壓模式時(shí)，開關(guān)Swi4始終處于導(dǎo)通狀態(tài)并且開關(guān)Swi2從不處于導(dǎo)通狀態(tài)。在D期間開關(guān)Swi3處于導(dǎo)通狀態(tài)，并且在(I-D)期間開關(guān)Swi3處于非導(dǎo)通狀態(tài)。圖5是公開根據(jù)本發(fā)明的電路的開關(guān)的特定的實(shí)現(xiàn)模式的例子。例如，圖5的開關(guān)Swi4是IGBT晶體管IGl。開關(guān)Swi4的第一端子是IGBT晶體管IGl的集電極。IGBT晶體管IGl的發(fā)射極是開關(guān)Swi4的第二端子。圖5的開關(guān)Swi2是二極管D5。開關(guān)Swi2的第一端子是二極管D5的陰極并且開關(guān)Sffl2的第二端子是二極管D5的陽(yáng)極。圖5中的開關(guān)Swi3是NM0SFET M3。開關(guān)Swi3的第一端子是NM0SFET M3的漏極。開關(guān)Swi3的第二端子是NM0SFET M3的源極。圖6是根據(jù)本發(fā)明的用于確定電源的最大功率點(diǎn)的算法的例子。更準(zhǔn)確地，本算法由處理器300執(zhí)行。用于獲取使能電源的最大功率點(diǎn)的確定的信息的算法在監(jiān)測(cè)電容器Cui的電壓充電以得到使能電源的最大功率點(diǎn)的確定的信息之前，電容器Cui通過部分充電和放電的交織的子階段(interleaved sub-phase)而在電感器LI中放電。在步驟S600，階段PHl開始。階段PHl在圖7a到圖7c中示出。圖7a是根據(jù)本發(fā)明的所獲取的電源電壓變化的例子。
時(shí)間表不在圖7a的水平軸上并且電壓表不在圖7a的垂直軸上。圖7b是根據(jù)本發(fā)明的所獲取的電源電流變化的例子。時(shí)間表示在圖7b的水平軸上并且電流表示在圖7b的垂直軸上。圖7c是根據(jù)本發(fā)明的能量轉(zhuǎn)換裝置的輸出電壓變化的例子。時(shí)間表示在圖7c的水平軸上并且電壓表示在圖7c的垂直軸上。在階段PHl期間，能量轉(zhuǎn)換裝置Conv作為升壓轉(zhuǎn)換器起作用。根據(jù)為了得到期望的輸出電壓而調(diào)整的占空比的周期樣式，使NM0SFET M3和二極管Dq處于導(dǎo)通狀態(tài)和非導(dǎo)通狀態(tài)。NM0SFET M3的命令信號(hào)為高的時(shí)間段稱作D。NM0SFET M3的命令信號(hào)為高的時(shí)間段稱作(I-D) ο在階段PHl期間，IGBT晶體管IGl始終處于導(dǎo)通狀態(tài)，在D期間NM0SFET M3處于導(dǎo)通狀態(tài)，并且在(1-D)期間二極管％處于導(dǎo)通狀態(tài)。在階段PHl期間，二極管D5從不處于導(dǎo)通狀態(tài)，在(1_D)期間NM0SFET M3不處于導(dǎo)通狀態(tài)，并且在D期間二極管％不處于導(dǎo)通狀態(tài)。圖7a所示的電源PV所提供的電壓對(duì)應(yīng)于與由本算法以前確定的MPP對(duì)應(yīng)的電壓。圖7b所示的電源PV所提供的電流是與由本算法以前確定的MPP對(duì)應(yīng)的電流。圖7c所示的輸出處的電壓Vdc是從電源PV輸出電壓和占空比獲取的電壓。在階段PHl期間，將電流提供到負(fù)載。在下一步驟S601，處理器300決定中斷升壓轉(zhuǎn)換模式以確定另一 MPP并且轉(zhuǎn)到階段 PH2。如圖7a所示，在階段PH2中，通過部分充電和放電的交織子階段，電容器Cui通過電感器LI放電。為了避免高電流流經(jīng)LI和/或Cui,將階段PH2分為兩個(gè)子階段PH2a和PH2b并且最大電流在子階段PH2a中設(shè)置。子階段PH2a表示電容器Cui通過電感器LI部分地或完全地放電的時(shí)間段。子階段PH2b表示電感器LI在存儲(chǔ)裝置或負(fù)載上部分地或完全地放電的時(shí)間段和電容器Cui由電源部分地充電的時(shí)間段。在下一步驟S602，處理器300開始階段PH2a。在子階段PH2a中，IGBT晶體管IGl和NM0SFET M3設(shè)置為導(dǎo)通狀態(tài)并且二極管D5和％處于非導(dǎo)通狀態(tài)。如圖8a和圖Sb所示，在子階段PH2a期間，電容器Cui以諧振的方式將其能量傳遞到電感器LI。圖8a是根據(jù)本發(fā)明的在包括數(shù)個(gè)部分充電和放電的交織的子階段的電容器放電階段期間流經(jīng)電感器的電流的變化的例子。時(shí)間表示在圖8a的水平軸上并且電流表示在圖8a的垂直軸上。圖Sb是根據(jù)本發(fā)明的在包括數(shù)個(gè)部分充電和放電的交織的子階段的電容器放電階段期間流經(jīng)電容器的電流的變化的例子。時(shí)間表示在圖8b的水平軸上并且電流表示在圖8b的垂直軸上。在下一步驟S603，處理器300檢查流經(jīng)電感器LI的電流Iu是否大于第一預(yù)定值Thresl (其例如等于二十安培的最大電流)，或電容器Cui是否放電。當(dāng)電壓Vl等于第二預(yù)定值Thres2 (其例如等于零值)時(shí),認(rèn)為電容器Cui放電。如果流經(jīng)電感器LI的電流Iu低于或等于第一預(yù)定值ThresI或如果電容器Cui沒有放電，則處理器300返回步驟S603。否則，處理器300轉(zhuǎn)到步驟S604。如圖8a中可以看到的，直到時(shí)間Tl，經(jīng)過電感器LI的電流Iu數(shù)次到達(dá)20安培的最大電流。在T2，電容器Cui放電。在步驟S604，處理器300開始子階段PH2b。在子階段PH2b中，IGBT晶體管IGl和NM0SFET M3設(shè)置為非導(dǎo)通狀態(tài)并且二極管D5和Dtj處于導(dǎo)通狀態(tài)。
如圖8a所示，電感器LI將其能量放電到電容器Ctj中并且也根據(jù)特定的特征放電到負(fù)載中。如圖8b所示，同時(shí)電容器Cui由電源PV充電。此處必須注意電容器C0的電容值大于電容器Cui的電容值，即電感器LI放電比電感器LI充電進(jìn)行得快很多，這意味著電容器Cui的充電總是比其放電(即電感器LI充電)慢很多。 在下一步驟S605，處理器300檢查經(jīng)過電感器LI的電流Iu是否小于第三預(yù)定值Thres3 (其例如等于零值)。如果經(jīng)過電感器LI的電流Iu大于第三預(yù)定值Thres3，則處理器300返回步驟S605。否則，處理器300轉(zhuǎn)到步驟S606。在下一步驟S606，處理器300檢查電壓Vl是否大于第二預(yù)定值Thres2 (其例如等于零值)。如果電壓Vl大于第二預(yù)定值Thres2，則處理器300返回步驟S603并且只要電壓Vl不小于或等于預(yù)定值Thres2(例如零值)，處理器300就連續(xù)地執(zhí)行子階段PH2a和PH2b。如果電壓Vl小于或等于第二預(yù)定值Thres2，則處理器300轉(zhuǎn)到步驟S607。在步驟S607，處理器300開始階段PH3。在階段PH3中，IGBT晶體管IGl和NM0SFET M3設(shè)置為非導(dǎo)通狀態(tài)并且二極管D5和％處于非導(dǎo)通狀態(tài)。如圖7a所示，電容器Cui從零電壓充電到開路電壓Vtj。，并且如圖7b所示，電流從短路電流轉(zhuǎn)到零值。在下一步驟S608，處理器300在抽樣周期Tsamp命令對(duì)于與電容器Cui上的電壓或電源PV的電壓對(duì)應(yīng)的電壓Vl的抽樣。在步驟S609，處理器300得到以前步驟確定的所有樣本并且根據(jù)參照?qǐng)D9將公開的算法進(jìn)行處理，并且形成如圖2所示的曲線。在同一步驟，由于從圖9的算法獲取的電壓和電流值，處理器300通過選擇從電壓和電流值獲取的最大功率來確定MPP。在步驟S610，階段PH4開始。階段PH4如圖7a到圖7c所示。此處必須注意階段PH3在預(yù)定的持續(xù)時(shí)間后或當(dāng)電壓導(dǎo)數(shù)dVl/dt等于零時(shí)結(jié)束，這意味著到達(dá)開路電壓\c。在階段PH4期間，能量轉(zhuǎn)換裝置作為升壓轉(zhuǎn)換器起作用?？紤]到新確定的MPP，根據(jù)為了得到期望的輸出電壓而調(diào)整的占空比的周期樣式，使NM0SFET M3和二極管Dq處于導(dǎo)通狀態(tài)以及非導(dǎo)通狀態(tài)。在階段PH4期間，IGBT晶體管IGl處于導(dǎo)通狀態(tài)，在D期間NM0SFET M3處于導(dǎo)通狀態(tài)，并且在(I-D)期間二極管Dtj處于導(dǎo)通狀態(tài)。在階段PH4期間，二極管D5不處于導(dǎo)通狀態(tài)，在(I-D)期間NM0SFET M3不處于導(dǎo)通狀態(tài)并且在D期間二極管％處于導(dǎo)通狀態(tài)。圖9是根據(jù)本發(fā)明的的實(shí)現(xiàn)模式的用于確定電源的電流和輸出電壓對(duì)以使能電源的最大功率點(diǎn)的確定的算法的例子。更準(zhǔn)確地，本算法由處理器300執(zhí)行。根據(jù)本發(fā)明的特定的實(shí)現(xiàn)模式，用于獲取使能電源的最大功率點(diǎn)的確定的信息的算法使用電壓Vl以確定在階段PH3期間經(jīng)過電容器Cui的電流。從一般的觀點(diǎn)看來，用本算法，用于給定樣本的電流由電容器Cui的電容值乘以給定樣本的電壓導(dǎo)數(shù)而確定，該電壓導(dǎo)數(shù)通過擬合數(shù)學(xué)函數(shù)(例如具有實(shí)系數(shù)的多項(xiàng)式函數(shù))獲取以濾波抽樣的電壓。擬合數(shù)學(xué)函數(shù)由在連續(xù)時(shí)間樣本Xi以及數(shù)學(xué)函數(shù)f (Xi)處最小化測(cè)量電壓Ji (其中i=l到N)之間的差的平方之和來獲取，以獲取給定時(shí)間樣本的已處理的電壓。其如下所述地完成。給定N個(gè)樣本(X1, yj、(x2, y2)…(xN, yN),所要求的擬合數(shù)學(xué)函數(shù)例如能夠?qū)懽魅缦滦问?br> f (X) =C1 · f1 (X) +C2 · f2 (X) +. · · +Ck · fK (X)
其中fj (x) (j=l，2…K)是X的數(shù)學(xué)函數(shù)，并且Cj (j=l，2…K)是最初未知的常數(shù)。f (X)與y的實(shí)際值之間的差的平方之和給出為
￡ = Σ ^ ,r = Σ Γι./! tX ^ cJ: P …· O: Λ O >
--I--
通過相對(duì)于常數(shù)Cj (j=l, 2，…K)的每個(gè)取E的一階偏導(dǎo)數(shù)，并且將結(jié)果置為0，來使此誤差項(xiàng)最小化。因此，獲取K線性方程的對(duì)稱系統(tǒng)，并且對(duì)C1Xy…、Ck來求解。此過程又稱作最小均方(LMS)算法。使能最大功率點(diǎn)的確定的信息是從電流-電壓下垂特性直接獲取的電源PV的功率-電壓下垂特性。通過Vl的電壓樣本，在將對(duì)于每個(gè)樣本移動(dòng)的預(yù)定義窗口中基于適當(dāng)數(shù)學(xué)函數(shù)(例如具有實(shí)系數(shù)的多項(xiàng)式函數(shù))的擬合來獲取曲線。因此，對(duì)電壓濾波，并且能夠?qū)Υ翱谥械拿恳粋€(gè)中心點(diǎn)以非常簡(jiǎn)單并且直接的方式同時(shí)計(jì)算其導(dǎo)數(shù)，從而產(chǎn)生電流的確定而無需任何附加電流傳感器。在下一步驟S900，處理器300得到在階段ΡΗ3期間獲取的樣本。每個(gè)樣本是二維向量，其系數(shù)是電壓值以及測(cè)量電壓的時(shí)間。在下一步驟S901，處理器300確定移動(dòng)窗口的尺寸。移動(dòng)窗口的尺寸指示將要用于基于合適的數(shù)學(xué)函數(shù)(例如具有實(shí)系數(shù)的多項(xiàng)式函數(shù))的擬合確定曲線的樣本的數(shù)量Npt0移動(dòng)窗口的尺寸是奇數(shù)。例如，移動(dòng)窗口的尺寸等于71。在下一步驟S902，處理器300確定移動(dòng)窗口的中心點(diǎn)Ne。在下一步驟S903，處理器300將變量i設(shè)置為值Npt。在下一步驟S904，處理器300將變量j設(shè)置為i_Nc+l。在下一步驟S905，處理器300將變量k設(shè)置為一。在下一步驟S906，處理器300將x (k)的值設(shè)置為樣本j的時(shí)間系數(shù)。在下一步驟S907，處理器300將y (k)的值設(shè)置為樣本j的電壓系數(shù)。在下一步驟S908，處理器300將變量k遞增一。在下一步驟S909，處理器300將變量j遞增一。在下一步驟S910，處理器300檢查變量j是否嚴(yán)格低于i和Ne之和減去一。如果變量j嚴(yán)格低于i和Ne之和減去一，則處理器300返回步驟S906。否則，處理器300轉(zhuǎn)到步驟S911。
在步驟S911，處理器300使用最小均方算法以及在步驟S906和S907抽樣的所有X (k)和y (k)值來確定擬合數(shù)學(xué)函數(shù),例如多項(xiàng)式函數(shù)y (x) =ax2+bx+c,直到到達(dá)S910上的條件。處理器300然后獲取二階多項(xiàng)式函數(shù)的實(shí)系數(shù)a，b以及c ( [a, b, c] e 3)。在下一步驟S912，處理器300根據(jù)以下公式求出已濾波的電壓值和電流
權(quán)利要求
1.一種用于獲取使能電源的例如最大功率點(diǎn)的特性的確定的信息的器件，所述器件包括至少電感器以及電容器，所述使能所述電源特性的確定的信息通過監(jiān)測(cè)所述電容器的電壓充電來獲取，其特性為，所述用于獲取使能所述電源特性的確定的器件包括用于在監(jiān)測(cè)所述電容器的充電之前通過所述電感器放電所述電容器的部件。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的器件，其特性為，所述器件包括用于在所述電容器放電期間監(jiān)測(cè)流經(jīng)所述電感器的電流的部件，以及只要流經(jīng)所述電感器的電流到達(dá)第一預(yù)定值或只要所述電容器沒有放電，所述電容器就在所述電感器中放電。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的器件，其特性為，所述器件包括當(dāng)流經(jīng)所述電感器的電流到達(dá)所述第一預(yù)定值或當(dāng)所述電容器放電時(shí)，用于將所述電感器放電到至少一個(gè)裝置中的部件。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的器件，其特性為，所述另一裝置是能量存儲(chǔ)裝置或負(fù)載。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的器件，其特性為，所述器件包括用于在監(jiān)測(cè)所述電容器的充電期間獲取所述電源所輸出的電流的部件。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的器件，其特性為，所述電源所輸出的電流由電流傳感器獲取或由在監(jiān)測(cè)所述電容器的電壓充電期間所獲取的電壓值導(dǎo)出。
7.一種直流轉(zhuǎn)換器，其特性為，其包括根據(jù)權(quán)利要求I到6的任一項(xiàng)所述的器件。
8.一種用于獲取使能連接到直流轉(zhuǎn)換器的電源的例如最大功率點(diǎn)的特性的確定的信息的方法，所述直流轉(zhuǎn)換器包括至少電感器以及電容器，其特性為，所述方法包括以下步驟 -通過所述電感器放電所述電容器， -監(jiān)測(cè)所述電容器的電壓充電以獲取使能所述電源特性的確定的信息。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特性為，所述方法還包括在所述電容器放電期間監(jiān)測(cè)流經(jīng)所述電感器的電流的步驟，以及只要流經(jīng)所述電感器的電流到達(dá)第一預(yù)定值或只要所述電容器沒有放電，所述電容器就在所述電感器中放電。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特性為，所述方法還包括當(dāng)流經(jīng)所述電感器的電流到達(dá)所述第一預(yù)定值或所述電容器放電時(shí)，將所述電感器放電到至少另一裝置中的步驟。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特性為，只要所述電容器的電壓到達(dá)第二預(yù)定值，則反復(fù)執(zhí)行通過所述電感器放電所述電容器以及將所述電感器放電的步驟。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于獲取使能電源的例如最大功率點(diǎn)的特性的信息的器件，該器件包括至少電感器以及電容器，使能電源特性的確定的信息通過監(jiān)測(cè)電容器的電壓充電來獲取，其特性為，用于獲取使能電源特性的確定的信息的器件包含用于在監(jiān)測(cè)電容器的充電之前通過電感器放電電容器的部件。
文檔編號(hào)G05F1/67GK102667659SQ201080056568
公開日2012年9月12日 申請(qǐng)日期2010年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月14日
發(fā)明者G.比亞蒂 申請(qǐng)人:三菱電機(jī)株式會(huì)社, 三菱電機(jī)研發(fā)中心歐洲有限公司