专利名称：独立型发电系统的蓄电池充电装置及其方法
技术领域：
本发明涉及一种具最大功率追踪(Maximum Power Point Tracking,MPPT)功能的 独立型(stand-alone)发电系统的蓄电池充电装置及其方法，特别是关于应用于风力、太 阳能发电或其他再生能源发电等需要具最大功率追踪功能的独立型发电系统的蓄电池充 电装置及其方法。
背景技术：
传统小型独立型风力或太阳能发电系统是指将该发电系统所产生的电力直接输 出供应至负载使用，而再将多余电力储存于电池。当该发电系统的输出电力不足时，则由该 电池进行供电。此类型发电系统通常采用较小设备容量，故其相对适用于输配电系统无法 供电的偏远地区，且使用此类型发电系统的区域也大部份处于缺乏电力资源供应的环境， 故有必要尽可能提高此类型发电系统的能量利用率。 由于独立型风力或太阳能发电系统的输出功率不稳定，且有些时间可能低于负载 所需，因此一般独立型风力或太阳能发电系统均配备有蓄电池及其充电装置。为了有效运 用蓄电池在发电系统内储存能量的功能，因而必须充分利用发电系统产生的能量进行快速 充电至该蓄电池，以做为负载的电源。然而，若蓄电池进行不当快速充电时，易导致损坏蓄 电池，即縮短电池寿命。 传统蓄电池充电方法主要包含定电流充电法(constant current chargingmethod)、定电压充电法(constant voltage charging method)、混合定电流/电 压充电法(constant current/constant voltage charging method)及脉冲电流充电法 (pulse current charging method)等。 事实上，前述充电方法各自具有技术优点及缺点。例如小电流定电流充电法有充 电时间过长的缺点；大电流定电流充电法有因过度充电而损坏蓄电池的缺点。定电压充电 法有如因过度放电而导致蓄电池端电压过低时，在开始充电时，因产生过大充电电流而损 坏蓄电池的缺点。混合定电流/电压充电法仍无法改善因大电流充电导致损坏蓄电池的缺 点。至于脉冲电流充电法，其对蓄电池的损坏较小。 —般而言，习用具最大功率追踪功能的独立型发电系统(例如风力或太阳能发 电系统)的蓄电池大都采用定电流与定电压两段式充电，即采用混合定电流/电压充电法。 当该发电系统的输出电能小于负载所需能量Pa(负载功率)及蓄电池充电所需能量Pb(蓄 电池最大定电流的充电功率)时，该发电系统进入最大功率追踪模式；当该发电系统的输 出电能大于负载所需能量及蓄电池充电所需能量的总和Pa+Pb时，为了防止过大的充电电 流损害蓄电池，将该发电系统的输出电能限制低于该负载所需能量及最大充电电流的设定 值之和，亦即必须停止该发电系统的最大功率追踪机制；此时，该发电系统无法输出最大功 率，其所能产生的多余能量无法完全有效的被输出利用。 图1揭示习用具最大功率追踪功能的独立型发电系统的输出功率曲线图。当该独 立型发电系统为太阳能发电系统时，其输出功率特性曲线P1、P2、P3及P4分别代表在不同日照度下该太阳能发电系统输出功率与其输出端电压的关系，其中曲线P4的日照度最强， 而曲线P1的日照度最弱。另外，当该独立型发电系统为风力发电系统时，其输出功率特性 曲线P1、P2、P3及P4分别代表在不同风力下该风力发电系统输出功率与其发电机的转速关 系，其中曲线P4的风速最强、曲线P3的风速次强、曲线P2的风速次弱及曲线P1的风速最 弱。请参照图1所示，其中当曲线P3及P4的最大功率区域大于负载所需能量及蓄电池充 电所需能量的总和Pa+Pb时，将限制该独立型发电系统的输出功率在负载所需能量及蓄电 池充电所需能量的总和Pa+Pb，因而导致其无法完全有效利用该独立型发电系统的输出功 率(如图1中的网格区域所示)。 另一习用太阳能脉冲式充电装置，如中国台湾专利公告第566745号，其揭示的充 电方法与前述充电方法相似。另一习用具最大功率追踪功能的充电装置的充电方法，如美 国公开专利2006/0174939号揭示了太阳能发电系统充电装置的充电方法，其将太阳能经 一充电装置输出一稳定电压后，再输出至蓄电池及负载。当其输出功率小于蓄电池充电及 负载消耗功率的总和时，该充电装置可执行最大功率追踪机制；反之，当其输出功率大于蓄 电池充电及负载消耗功率的总和时，该充电装置停止执行最大功率追踪机制，并将其输出 功率设定于蓄电池充电及负载消耗功率的总和，以维持输出一固定电压，该充电方法为定 电压法。 显然，该2006/0174939号专利虽然可输出稳定电压，以避免该输出电压的剧烈变 动而损害负载，并进一步简化系统结构，但是当蓄电池处于低储能状态时，其电压较低；此 时，若充电装置开始启动在定电压充电模式时，由于蓄电池与充电装置的电压差距过大，因 而产生过大的充电电流，该过大充电电流除了縮短蓄电池的使用寿命之外，亦可能损坏该 充电装置。简言之，该2006/0174939号专利的充电方法仍有必要进一步改善其缺点，以避 免损坏该充电装置及蓄电池；换言之，当将具最大功率追踪功能的充电装置的充电法与其 他充电方法进行整合时，亦仍有必要适当改善其缺点。 中国台湾专利公开公报第200825278号揭示具最大功率追踪功能的风力发电系 统的蓄电池充电方法，但该方法需使用一直流-直流转换器及一脉冲控制(产生)电路，且 该风力发电系统的蓄电池充电方法包含五种工作模式。因此，无论硬件控制电路或控制方 式皆具有较复杂的缺点。
发明内容
有鉴于此，为了改良上述缺点，本发明的主要目的是提供一种具最大功率追踪功
能的独立型发电系统的蓄电池充电装置，该蓄电池充电装置包含一直流-直流转换器及一
控制电路；该控制电路控制该直流-直流转换器，以便该直流-直流转换器具有四个工作模 式，该四个工作模式包含最大功率追踪功能、脉冲充电功能、定电压充电功能或其组合，以 达成简化硬件电路及充电模式的目的。 本发明的另一目的是提供一种具最大功率追踪功能的独立型发电系统的蓄电池 充电方法，当该独立型发电系统的输出功率较小时，启动最大功率追踪功能，其充电电流为 一连续电流；当该独立型发电系统的输出功率较大时，其采用脉冲充电方法，并在未超过负 载功率及预定蓄电池最大脉冲充电功率的总和下，其能持续执行该最大功率追踪功能；一 旦该独立型发电系统的输出功率大于负载功率及预定最大脉冲充电功率的总和时，中止执行该最大功率追踪功能；及一旦当该蓄电池电压超过一预定的定电压充电电压时，采用定电压充电。 本发明的另一目的是提供一种具最大功率追踪功能的独立型发电系统的蓄电池
充电方法，其提供四个工作模式，当独立型发电系统的输出功率较小时，启动最大功率追踪
功能，其蓄电池的充电电流为一连续电流，若该发电系统的输出功率小于负载功率时，由该
发电系统及蓄电池共同供应电力至该负载，当该电池电压低于一预定最小放电电压值时，
切离该负载；当该独立型发电系统的输出功率大于该负载功率及蓄电池最大定电流的充
电功率的总和时，其改采用脉冲充电方法，并在未超过该负载功率及预定蓄电池最大脉冲
充电功率的总和下，其能持续执行该最大功率追踪功能；一旦该独立型发电系统的输出功
率超过该负载功率及预定蓄电池最大脉冲充电功率的总和时，中止执行该最大功率追踪功
能，当该蓄电池电压超过预定定电压充电电压时，采用定电压充电，以防止该蓄电池过度充
电，以达成有效提升独立型发电系统输出功率的利用率的目的。 为达到上述目的，本发明采用以下技术方案 —种具最大功率追踪功能的独立型发电系统的蓄电池充电装置，包含直流-直流转换器，其具有数个电力电子开关元件；控制电路，其控制所述直流_直流转换器的电力电子开关元件。 其蓄电池充电方法包含 当发电系统的输出功率较小时，该控制电路控制该直流-直流转换器启动最大功率追踪功能，其蓄电池的充电电流为一连续电流，若该发电系统的输出功率小于负载功率时，由该发电系统及蓄电池共同供应电力至该负载，当该蓄电池电压低于一预定最小放电电压值时，切离该负载； 当该发电系统的输出功率大于该负载功率及蓄电池最大定电流的充电功率的总
和时，该控制电路控制该直流-直流转换器采用脉冲充电方法，并在未超过该负载功率及
预定蓄电池最大脉冲充电功率的总和下，其能持续执行该最大功率追踪功能； —旦该发电系统的输出功率大于该负载功率及预定蓄电池最大脉冲充电功率的
总和时，该控制电路控制该直流_直流转换器中止执行该最大功率追踪功能，该控制电路
亦控制该直流_直流转换器维持在该预定蓄电池最大脉冲充电功率下进行充电；及 当该蓄电池电压超过一预定定电压充电电压时，该控制电路控制该直流_直流转
换器采用定电压充电，以防止该蓄电池过度充电。 本发明的优点在于 本发明的充电方法利用该控制电路及直流-直流转换器依该发电系统的输出功率及蓄电池状态选择最大功率追踪功能、脉冲充电功能、定电压充电功能或其组合，从而有效提升独立型发电系统输出功率的利用率。
图1为习用具最大功率追踪功能的独立型发电系统的输出功率曲线图。
图2为本发明较佳实施例的具最大功率追踪功能的独立型发电系统及蓄电池充
电装置的方块图。 图2A至图2C为本发明较佳实施例的具最大功率追踪功能的独立型发电系统的蓄电池充电装置中采用直流_直流转换器的电路图。 图3为本发明较佳实施例的具最大功率追踪功能的独立型发电系统的蓄电池充电方法输出功率曲线图。 图4为本发明较佳实施例的具最大功率追踪功能的独立型发电系统的蓄电池充电方法的流程图。 图5为本发明较佳实施例的具最大功率追踪功能的独立型发电系统采用最大功率追踪方法的流程图。
具体实施例方式
为了充分了解本发明，下文将例举较佳实施例并配合所附图式作详细说明，且其并非用以限定本发明。 本发明较佳实施例的具最大功率追踪功能的独立型发电系统的蓄电池充电装置可应用于风力发电、太阳能发电或其他再生能源发电，其并非用以限定本发明。
图2揭示本发明较佳实施例的具最大功率追踪功能的独立型发电系统及蓄电池充电装置的方块图。请参照图2所示，本发明较佳实施例具的最大功率追踪功能的独立型发电系统的电池充电装置包含独立型发电系统1、直流_直流转换器2、控制电路3、蓄电池4及开关6。该独立型发电系统1用以提供直流电源，该独立型发电系统1选择为太阳能蓄电池或经整流的风力发电系统。该直流_直流转换器2的输入连接至该独立型发电系统1的输出，该直流_直流转换器2的输出则并联连接至该蓄电池4，该蓄电池4经该开关6并联连接至负载5，以供应电能至该负载5。该控制电路3连接至该直流_直流转换器2，其用以控制该直流-直流转换器2，使其具有最大功率追踪功能、脉冲充电功能及定电压充电功能等。该控制电路3依该独立型发电系统1的输出功率及该蓄电池4的状态选择执行最大功率追踪功能、脉冲充电功能、定电压充电功能或其组合，以达成有效提升独立型发电系统输出功率的利用率的目的。该蓄电池4可用以储存或释放电能。当该独立型发电系统l的输出功率较小时，该控制电路3控制该直流-直流转换器2执行该最大功率追踪功能，以期利用该独立型发电系统1的最大输出功率；此时，该蓄电池4的充电功率为该独立型发电系统1的最大输出功率与该负载5的功率之差，其充电电流为连续电流；此时，采用连续电流对该蓄电池4充电可较脉冲充电充入更大的能量，而若该独立型发电系统1的输出功率小于该负载5的功率时，则由该蓄电池4与该独立型发电系统1共同供应电力至该负载5，当该蓄电池4的电压低于预定最小放电电压值时，则打开该开关6切离该负载5。当该独立型发电系统1的输出功率大于该蓄电池4的最大定电流的充电功率及该负载5的功率的总和时，该控制电路3控制该直流-直流转换器2执行脉冲充电方法，并在未超过该负载5的功率及蓄电池4的预定最大脉冲充电功率下，执行最大功率追踪功能，以期充分利用该独立型发电系统1的最大输出功率。 一旦该独立型发电系统1的输出功率大于该负载5的功率及蓄电池4的预定最大脉冲充电功率的总和时，该控制电路3控制该直流-直流转换器2中止执行该最大功率追踪功能，该控制电路3亦控制该直流_直流转换器2将该独立型发电系统1的输出功率限制在该负载5的功率及蓄电池4的预定最大脉冲充电功率的总和，此时该控制电路3控制该直流-直流转换器2仍持续执行脉冲充电功能，以脉冲方式对该蓄电池4充电。当该蓄电池4的电压大于预定的定电压充电电压值时，该控制电路3终止脉冲充电功能，此时该控制电路3控制该直流-直流转换器2执行定电压充电功能，以定电压对该蓄电池4进行充电。 图2A至图2C揭示本发明较佳实施例的具最大功率追踪功能的独立型发电系统的蓄电池充电装置中采用直流-直流转换器的电路图。请参照图2A至图2C所示，本发明可采用非隔离式直流_直流转换器充电架构，其选自图2A的降压式转换器(buckconverter)、图2B的升压式转换器(boost converter)或图2C的升-降压式转换器(buck-boostconverter)等，其并非用以限定本发明的范围。该降压式转换器、升压式转换器及升_降压式转换器的架构系属习用直流-直流转换器充电架构，于此不予赘述。所述控制电路3即用以控制该直流_直流转换器2 (降压式转换器、升压式转换器或升_降压式转换器)的电力电子开关元件，以执行最大功率追踪、脉冲充电、定电压充电等功能或其组合。
图3揭示本发明较佳实施例的具最大功率追踪功能的独立型发电系统的蓄电池充电方法输出功率曲线图。当该独立型发电系统1为太阳能发电系统时，其输出功率特性曲线P1、P2、P3及P4分别代表在不同日照度下该太阳能发电系统输出功率与其输出端电压的关系，其中曲线P4的日照度最强，而曲线Pl的日照度最弱。另外，当该独立型发电系统1为风力发电系统时，其输出功率特性曲线P1、P2、P3及P4分别代表在不同风力下该风力发电系统输出功率与其发电机的转速关系，其中曲线P4的风速最强，而曲线P1的风速最弱。请参照图3所示，其标示第一限制功率Pa、第二限制功率Pa+Pb及第三限制功率Pa+Pc ;其中Pa为负载功率、Pb为蓄电池最大定电流的充电功率，Pc为预定蓄电池最大脉冲充电功率，且第三限制功率Pa+Pc大于第二限制功率Pa+Pb。在曲线P4的最大功率区域(如图3的网格区域所示)大于该第三限制功率Pa+Pc，因而其仅在太阳光照度或风力很强导致产生的功率曲线P4时，无法执行最大功率追踪功能。将图3与图1比较时，本发明无法完全有效利用该独立型发电系统l的输出功率部分远小于习用独立型发电系统的充电装置(如图l所示)；因此，本发明的具最大功率追踪功能的独立型发电系统的蓄电池充电装置相对于习用独立型发电系统的充电装置更能有效利用该独立型发电系统1的输出能量，以加速蓄电池充电速率及縮短蓄电池充电时间。 请再参照图2及图3所示，本发明较佳实施例的具最大功率追踪功能的独立型发电系统的蓄电池充电装置提供四个工作模式，以执行最大功率追踪、脉冲充电、定电压充电或其组合。当独立型发电系统1的输出功率等于或大于该第一限制功率Pa、但小于第二限制功率Pa+Pb时，执行第一工作模式，控制电路3控制直流_直流转换器2执行最大功率追踪功能，以期利用该独立型发电系统l的最大输出功率；此时，开关6闭合，输出一功率至负载5，蓄电池4的充电功率为独立型发电系统1的最大输出功率与负载5功率之差，其充电电流为连续电流，此时采用连续电流对蓄电池4充电可较脉冲充电充入更大的能量；而当独立型发电系统1的输出功率小于第一限制功率Pa时，控制电路3控制直流-直流转换器2执行最大功率追踪功能，此时独立型发电系统1与蓄电池4共同供应电力至负载5。 一旦蓄电池4的电压低于预定最小放电电压值时，藉由控制开关6形成开路，而切离负载5，以避免蓄电池4过度放电；在切离负载5后，仍利用独立型发电系统1的输出功率充电至蓄电池4，蓄电池4的较佳预定最小电压值由蓄电池厂建议的最低放电电压值获得。
请再参照图2及图3所示，当独立型发电系统1的输出功率大于第二限制功率Pa+Pb、但小于第三限制功率Pa+Pc时，执行第二工作模式，此时蓄电池4不宜再采用连续电
8流充电，否则蓄电池4可能过热而影响寿命，在第二工作模式下控制电路3控制直流_直流转换器2执行脉冲充电方法，并持续执行最大功率追踪功能，以期利用独立型发电系统1的最大输出功率；此时，开关6闭合，以输出一功率至负载5。 请再参照图2及图3所示，当独立型发电系统1的输出功率大于第三限制功率Pa+Pc时，执行第三工作模式，此时不宜再执行最大功率追踪功能，否则会縮短蓄电池4的寿命。在第三工作模式下，控制电路3中止执行最大功率追踪功能，控制电路3控制直流_直流转换器2将独立型发电系统1的输出功率限制在负载5的功率及蓄电池4的预定最大脉冲充电功率的总和，此时控制电路3仍持续执行脉冲充电功能，以脉冲方式对蓄电池4进行充电；此时，开关6闭合，以输出一功率至负载5。 请再参照图2所示，当蓄电池4的电压大于等于预定定电压充电电压值Al时，执行第四工作模式，此时不宜再利用脉冲充电或连续电流充电方式对蓄电池4充电，否则造成蓄电池4过充电而縮短蓄电池4的寿命。在第四工作模式下，控制电路3终止脉冲充电功能，此时控制电路3控制直流-直流转换器2执行定电压充电功能，以定电压对蓄电池4进行充电。该较佳预定定电压充电电压值A1由蓄电池厂的建议值获得。此时，开关6闭合，以输出-功率至负载5。 图4揭示本发明较佳实施例的具最大功率追踪功能的独立型发电系统的蓄电池充电方法的流程图。 请再参照第2至4图所示，首先，本发明较佳实施例的具最大功率追踪功能的独立型发电系统的蓄电池充电方法判断蓄电池4的电压是否小于预定定电压充电电压值Al 。
若蓄电池4的电压不小于预定定电压充电电压值A1时，直接执行第四工作模式，控制电路3控制直流_直流转换器2执行定电压充电功能，以定电压对蓄电池4进行充电；
若蓄电池4的电压小于预定定电压充电电压值Al时，选择执行第一工作模式或第二工作模式或第三工作模式。其中 当蓄电池4的电压小于预定定电压充电电压值A1时，判断独立型发电系统1的输出功率是否小于第二限制功率Pa+Pb ;若独立型发电系统1的输出功率小于第二限制功率Pa+Pb时，执行第一工作模式，由控制电路3控制直流_直流转换器2执行最大功率追踪功能，以期利用独立型发电系统1的最大输出功率；此时开关6闭合，输出一功率至负载5，蓄电池4的充电功率为独立型发电系统1的最大输出功率与负载5的功率之差，其充电电流为连续电流，若该独立型发电系统1的输出功率小于第一限制功率Pa时，蓄电池4进行放电，蓄电池4与独立型发电系统1共同提供负载5所需的功率。因此，在执行第一工作模式时，判断蓄电池4的电压是否低于预定最小电压值；若蓄电池4的电压低于该预定最小电压值时，藉由控制开关6形成开路，而切离负载5，以避免蓄电池4过度放电，并利用独立型发电系统1的输出功率向蓄电池4充电。 若独立型发电系统1的输出功率大于或等于第二限制功率Pa+Pb时，接着再判断独立型发电系统1的输出功率是否小于第三限制功率Pa+Pc。其中 若独立型发电系统1的输出功率小于第三限制功率Pa+Pc时，执行第二工作模式，在第二工作模式下该控制电路3控制直流_直流转换器2执行脉冲充电方法，并持续执行最大功率追踪功能，以期利用独立型发电系统1的最大输出功率；此时开关6闭合，输出一功率至负载5。除了脉冲充电功能外，控制电路3仍控制直流_直流转换器2执行最大功率
9追踪功能。 反之，若独立型发电系统1的输出功率大于或等于第三限制功率Pa+Pc时，执行第三工作模式，在第三工作模式下，控制电路3中止执行最大功率追踪功能，控制电路3控制直流_直流转换器2将独立型发电系统1的输出功率限制在负载5功率及蓄电池4的预定最大脉冲充电功率的总和，此时控制电路3仍持续执行脉冲充电功能，以脉冲方式对蓄电池4进行充电；此时开关6闭合，输出一功率至负载5。 接着，在执行第一工作模式、第二工作模式、第三工作模式及第四工作模式后，再返回判断蓄电池4的电压是否小于预定定电压充电电压值Al，以重新执行工作模式的判断。 图5揭示本发明较佳实施例的具最大功率追踪功能的独立型发电系统的蓄电池充电装置中控制电路使用的最大功率追踪流程机制，其采用责任周期(duty cycle)扰动方式来追踪该独立型发电系统1的最大功率，责任周期为该直流-直流转换器2的电力电子开关导通时间与切换周期之比，然其并非用以限定本发明的范围。请参照图5所示，最大功率追踪流程机制首先读取该独立型发电系统1的输出电压Vs。，及电流13。 _，并计算
其功率P，M(n)，再经由前一次功率P，Jn-l)和本次计算功率P，M(n)的比较方式判断其责任周期扰动方向，当本次计算功率Ps。u^(n)大于前一次功率Ps。u^(n-l)时，表示责任周期扰动方向正确，不须改变责任周期扰动方向，即D(k+l) =D(k) + AD。 (D为责任周期，AD为责任周期的变化量)当本次计算功率Ps。，(n)小于前一次功率Ps。u^(n-l)时，表示责任周期扰动方向不正确，需改变责任周期扰动方向，因此先执行ADX(-l)，即D(k+l)=D (k) - A D，如此一直重复以上步骤便可顺利达到最大功率点，并停留在最大功率点附近来回扰动。 前述较佳实施例仅举例说明本发明及其技术特征，该实施例的技术仍可适当进行各种实质等效修饰及/或替换方式于以实施；因此，本发明的权利范围应视权利要求书所界定的范围为准。
权利要求
一种独立型发电系统的蓄电池充电装置，其特征在于包含直流-直流转换器，其具有数个电力电子开关元件；控制电路，其控制所述直流-直流转换器的电力电子开关元件；其中，独立型发电系统的输出功率等于或大于第一限制功率但小于第二限制功率时，该控制电路控制该直流-直流转换器执行最大功率追踪功能；而当该独立型发电系统的输出功率小于第一限制功率时，该控制电路控制该直流-直流转换器执行最大功率追踪功能，此时该独立型发电系统与该蓄电池共同供应电力至负载；当独立型发电系统的输出功率大于第二限制功率但小于第三限制功率时，该控制电路控制该直流-直流转换器执行脉冲充电方法，并持续执行最大功率追踪功能；当该独立型发电系统的输出功率大于第三限制功率时，该控制电路中止执行最大功率追踪功能，该控制电路控制该直流-直流转换器，将该独立型发电系统的输出功率限制在该负载的功率及蓄电池的预定最大脉冲充电功率的总和，该控制电路仍持续执行脉冲充电功能，以脉冲方式对该蓄电池进行充电。
2. 如权利要求1所述的独立型发电系统的蓄电池充电装置，其特征在于 当该蓄电池的电压大于预定定电压充电电压值时，该控制电路终止脉冲充电功能，该控制电路控制该直流_直流转换器执行定电压充电功能，以定电压对该蓄电池进行充电。
3. 如权利要求1所述的独立型发电系统的蓄电池充电装置，其特征在于 该独立型发电系统经该直流-直流转换器连接至该蓄电池，该蓄电池经由开关供应电能至该负载。
4. 如权利要求1所述的独立型发电系统的蓄电池充电装置，其特征在于 该控制电路连接至该直流_直流转换器，以控制该直流_直流转换器具有最大功率追踪功能、定电压充电、脉冲充电功能或其组合。
5. 如权利要求1所述的独立型发电系统的蓄电池充电装置，其特征在于 当该独立型发电系统的输出功率小于该负载功率时，其启动该最大功率追踪功能，该蓄电池及独立型发电系统共同供电至该负载，并判断该蓄电池的电压是否低于预定最小放 电电压值，若该蓄电池的电压低于该预定最小放电电压值时，藉由控制一开关形成开路，而 切离该负载。
6. 如权利要求5所述的独立型发电系统的蓄电池充电装置，其特征在于 该预定最小放电电压值为该蓄电池的最低放电电压值。
7. 如权利要求1所述的独立型发电系统的蓄电池充电装置，其特征在于 该控制电路采用责任周期扰动方式追踪该独立型发电系统的最大功率。
8. 如权利要求7所述的独立型发电系统的蓄电池充电装置，其特征在于 该控制电路的最大功率追踪系读取该独立型发电系统的输入电压及电流，并计算其功率，再经由前一次功率和本次计算功率的比较方式判断其责任周期扰动方向；当本次计算 功率大于前一次功率时，责任周期扰动方向正确，不须改变责任周期扰动方向；当本次计算 功率小于前一次功率时，责任周期扰动方向不正确，需改变责任周期扰动方向。
9. 一种独立型发电系统的蓄电池充电方法，其特征在于包含以下步骤 当该独立型发电系统的输出功率小于负载功率及蓄电池最大定电流的充电功率的总和时，控制电路控制直流-直流转换器执行启动最大功率追踪功能，其充电电流为连续电流；当该独立型发电系统的输出功率大于负载功率及蓄电池最大定电流的充电功率的总 和时，该控制电路控制该直流_直流转换器执行脉冲充电方法，并在该独立型发电系统的 输出功率未超过该负载功率及蓄电池最大脉冲充电功率的总和下，其持续执行该最大功率 追踪功能；当该独立型发电系统的输出功率大于负载功率及蓄电池最大脉冲充电功率的总和时， 该控制电路控制该直流-直流转换器中止执行该最大功率追踪功能，且将该独立型发电系 统的输出功率维持控制在该负载功率及蓄电池最大脉冲充电功率的总和，并进行脉冲充 电。
10. 如权利要求9所述的独立型发电系统的蓄电池充电方法，其特征在于 当该蓄电池的电压大于预定定电压充电电压值时，该控制电路终止脉冲充电功能，该控制电路控制该直流_直流转换器执行定电压充电功能，以定电压对该蓄电池进行充电。
11. 如权利要求9所述的独立型发电系统的蓄电池充电方法，其特征在于 该独立型发电系统经该直流-直流转换器连接至该蓄电池，该蓄电池经由一开关供应电能至该负载。
12. 如权利要求9所述的独立型发电系统的蓄电池充电方法，其特征在于 该控制电路连接至该直流_直流转换器，以控制该直流_直流转换器具有最大功率追踪功能、定电压充电、脉冲充电功能或其组合。
13. 如权利要求9所述的独立型发电系统的蓄电池充电方法，其特征在于 当该独立型发电系统的输出功率小于该负载功率时，其启动该最大功率追踪功能，该蓄电池及独立型发电系统共同供电至该负载，并判断该蓄电池的电压是否低于预定最小放 电电压值，若该蓄电池的电压低于该预定最小放电电压值时，藉由控制一开关形成开路，而 切离该负载。
14. 如权利要求13所述的独立型发电系统的蓄电池充电方法，其特征在于 该预定最小放电电压值为该蓄电池的最低放电电压值。
15. 如权利要求9所述的独立型发电系统的蓄电池充电方法，其特征在于 采用责任周期扰动方式来追踪该独立型发电系统的最大功率。
16. 如权利要求15所述的独立型发电系统的蓄电池充电方法，其特征在于该控制电路的最大功率追踪系读取该独立型发电系统的输入电压及电流，并计算其功 率，再经由前一次功率和本次计算功率的比较方式判断其责任周期扰动方向；当本次计算 功率大于前一次功率时，责任周期扰动方向正确，不须改变责任周期扰动方向；当本次计算 功率小于前一次功率时，责任周期扰动方向不正确，需改变责任周期扰动方向。
全文摘要
本发明涉及一种具最大功率追踪功能的独立型发电系统的蓄电池充电装置及其方法。其装置包含直流-直流转换器及控制电路，该控制电路控制该直流-直流转换器；其蓄电池充电方法为当独立型发电系统的输出功率较小时，启动最大功率追踪功能，其充电电流为连续电流；当独立型发电系统的输出功率较大时，采用脉冲充电方法，并在未超过负载功率及预定蓄电池最大脉冲充电功率的总和下，持续执行最大功率追踪功能；一旦独立型发电系统的输出功率大于负载功率及预定最大脉冲充电功率的总和时，中止执行最大功率追踪功能；一旦当该蓄电池电压超过预定的定电压充电电压时，采用定电压充电。本发明可有效提升独立型发电系统输出功率的利用率。
文档编号H01M10/44GK101752879SQ20081018049
公开日2010年6月23日 申请日期2008年11月28日 优先权日2008年11月28日
发明者冯雅聪, 吴坤德, 吴长举, 戴宏原, 李玠庭 申请人:盈正豫顺电子股份有限公司