Texas Instruments C2000 2 Phase Interleaved Power Factor Correction Kit with integrated power metering TMDSILPFCKIT TMDSILPFCKIT 데이터 시트

The need to design in transformers varies by region. In the U.S., codes require the use of transformers,
while Germany, the major European market, does not require them. Transformers add weight, bulk and
cost, and they also cause a reduction in efficiency of about 2 percent. On the other hand, transformers
increase circuit protection and human safety by isolating the two sides of the circuit electrically, preventing
a DC fault from flowing to the AC side, and an AC leakage current from developing a potential between
the PV panels and ground.

System protection mandates a relay to protect the conversion and charging circuitry against voltage
surges and spikes on the grid. In addition, the design may include a residual current protection device
(RCD) that monitors the currents of all phases, including neutral, then trips the relay if the current exceeds
a certain value. Because of the risk of current leakage, RCDs are especially important in transformerless
systems.

Just as the efficiency of the DC/AC conversion depends on the input voltage, so does the battery
charging. But the PV input voltage is variable, due to factors such as the weather, time of day and heat of
the panels; and the battery conditions are different, too, depending on whether it is charged or discharged.
Sometimes lowering the voltage while raising the current to the battery may increase the total power
delivered and speed charging, while at other times sacrificing some current in order to achieve a higher
voltage may be necessary to charge at all. Maximum power output to the battery occurs when the product
of voltage × current is at its peak, the maximum power point (MPP). MPP tracking (MPPT) is designed to
determine this point and adjust the DC/DC voltage conversion in order to maximize the charging output.
MPPT can increase the overall efficiency of a solar system by a third or more during winter months, when
power is most needed.

shows how the determination of MPP can vary with different conditions.

The most common algorithm for determining MPP is for the controller to perturb the panel’s operating
voltage with every MPPT cycle and observe the output. The algorithm continues oscillating around the
MPP over a wide enough range to avoid local but misleading peaks in the power curve caused by, say,
movement in cloud cover or some other condition that affects the curve. The perturb and observe
algorithm is inefficient to the extent that it oscillates away from the MPP in each cycle. An alternative, the
incremental inductance algorithm, solves the derivative of the power curve for 0, which is by definition a
peak, then settles at the resolved voltage level. While this approach does not have the inefficiency caused
by oscillation, it risks other inefficiencies because it may settle at a local peak instead of the MPP. A
combined approach maintains the level determined by the incremental inductance algorithm, but scans at
intervals over a wider range to avoid selecting local peaks. This approach, while the most efficient, also
requires the greatest amount of performance on the part of the controller.

SPRAAE3 – May 2006

5