一、光伏控制器功能 ?

光伏控制器的功能包括：將光伏組件（陣列）產生的直流電能充入蓄電池，防止蓄電池過充電或過放電，防止反充、過載、短路。 ? ?

二、光伏控制器分類 ?

根據輸出功率不同，光伏控制器可被分類為小功率光伏控制器、中功率光伏控制器、大功率光伏控制器。 ?

根據電路連接方式不同，光伏控制器可被分類為串聯型、并聯型、多路控制型、脈寬調制型、智能型等。 ? ?

三、光伏控制器工作原理 ?

如圖一所示，S1為充電控制開關、S2為放電控制開關。 ?

光伏控制器基本工作原理：當S1閉合時，光伏陣列對蓄電池充電，當蓄電池處于過充電狀態時，S1斷開，使光伏組件停止對蓄電池充電。當S2閉合時，蓄電池給負載供電，當蓄電池處于過放電時，S2切斷，停止向負載供電。 ?

S1、S2可代表的元器件包括：晶體管、晶閘管、固態繼電器、功率開關器件等。

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圖一，圖片來源：中國慕課大學《光伏發電工程技術》 ?

（1）串聯型控制器 ?

串聯型控制器工作原理示意圖如圖二所示。 ?

VD1為防反充二極管，只有當光伏陣列的輸出電壓大于蓄電池電壓時，VD1才能導通，從而保證夜晚或陰雨天氣不出現蓄電池向光伏陣列反向充電的現象。 ?

VD2為防反接二極管，當蓄電池反接時，VD2導通使蓄電池短路，產生較大的短路電流，熔斷熔斷器，以防止反接對蓄電池的損害。 ?

S1為充電控制開關，S2為放電控制開關。檢測控制電路隨時對蓄電池的電壓進行檢測，當蓄電池電壓大于過充電保護電壓時，S1斷開，電路處于過充電保護狀態；當電壓小于過放電保護電壓時，S2斷開，電路處于過放電保護狀態。 ?

串聯型控制器結構簡單，價格便宜，但控制器開關被串聯于充電回路中，充電回路電壓損失較大，充電效率降低。

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圖二，圖片來源：中國慕課大學《光伏發電工程技術》 ?

（2）并聯型控制器 ?

并聯型控制器工作原理示意圖如圖三所示。 ?

檢測控制電路對蓄電池電壓進行檢測。當蓄電池電壓大于蓄電池過充電保護電壓時，S1導通，VD1截止，光伏陣列輸出電流通過S1旁路泄放，以防止蓄電池過充電。當蓄電池電壓小于蓄電池過放電壓保護電壓時，S2關斷，以防止蓄電池過放電。 ?

并聯型控制器設計簡單，價格便宜，且電路系統被完全密封。由于并聯型控制器具有散熱器，其需要通風路徑。

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圖三，圖片來源：中國慕課大學《光伏發電工程技術》 ?

（3）多路控制器 ?

多路控制器工作原理示意圖如圖四所示。 ?

將光伏組件（或陣列）分成多個支路接入多路控制器，多路控制器可依據蓄電池的充電狀態，自動設定不同的充電電流。該控制器也是通過蓄電池電壓與過充電保護電壓和過放電壓保護電壓的比較實現蓄電池過充和過放保護。 ?

多路控制器的控制方式屬于增量控制法，可近似達到脈沖控制器的效果。該控制器路數越多，越接近線性調節。但該控制器路數越多，成本也越高。多路控制器主要用于超過千瓦數量級（個人理解：此值為裝機容量）的光伏發電系統。 ?



圖四，圖片來源：中國慕課大學《光伏發電工程技術》 ?

（4）脈寬調制型控制器 ?

脈寬調制型控制器工作原理示意圖如圖五所示。 ?

脈寬調制型控制器通過脈沖方式控制蓄電池的充電過程。該控制器既可保護蓄電池，又可充分利用能量，還可實現光伏發電系統最大功率跟蹤功能，但該控制器本身使電路損耗4%~8%的能量。脈寬調制型控制器可用于大型光伏發電系統。 ?



圖五，圖片來源：中國慕課大學《光伏發電工程技術》 ?

（5）智能控制器 ?

智能控制器采用MCU（微控制單元）或CPU對光伏發電系統的運行參數高速實時采集，并根據一定的控制規律，通過軟件程序對單路或多路光伏陣列進行切離、接通控制。 ?

審核編輯：劉清