CN101820179A - 一种光伏系统防逆充电路及其控制算法 - Google Patents

Abstract

一种用在太阳能光伏系统中的防逆充的电路及其控制算法。该防逆充电路在硬件上，是由一个可控的电子开关和一个肖特基二极管(或其他二极管)并联组成，在控制算法上，通过检测电子开关断开时的太阳能电池电压Vs和蓄电池电压Vb，要求Vs-Vb＞Vf-Ue时，接通电子开关，否则，断开电子开关，其中Ue是系统电压检测的最大误差。本发明可以使防逆充电路既具有高效率又具有判断的准确性。

Description

一种光伏系统防逆充电路及其控制算法

所属技术领域：

本发明涉及一种光伏系统防逆充电路及其控制算法。

背景技术：

在光伏系统应用中，太阳能电池白天有较高的电压，可以提供电流，但到了晚上，太阳能电池两端电压很低，几乎为零，这时太阳能电池可能会被连在其上的蓄电池等设备反充电，而被损坏。

为了防止这一点的发生，通常的做法是在太阳能电池和蓄电池之间加上一个防逆充二极管，如附图1。由于防逆充二极管在导通时有正向压降Vf，所以在该二极管上会有电能的损耗，通常硅二极管的导通正向压降在0.5～0.7V之间，肖特基二极管的导通正向压降在0.2～0.3V之间，而且当电流较大时该导通压降还会进一步加大。

还有一种方案是用MOSFET(场效应)等可控电子开关来代替防逆充二极管，这样由于MOSFET(场效应)等可控电子开关的导通电压可以做的很低，甚至接近零，这样可以降低导通损耗，但这样又产生了一个问题：因为导通时电子开关两端的太阳能电池电压Vs和蓄电池电压Vb非常接近，因此在电压检测误差Ue的干扰下，容易造成误判断，造成Vs＜Vb时，却打开了电子开关，Vs＞Vb正常充电时，却断开了电子开关。

发明内容：

为了克服现有的防逆充电路的低效率和误判断，本发明提出了一种新颖的防逆充电路，它既具有高效率又具有判断的准确性。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：

下面结合附图说明本发明的实施方法，可以有以下几种但是不限于这几种实施方法：

如附图2，其中的电子可控开关K可以是MOSFET、IGBT、继电器等，二极管D可以是硅二极管，也可以是肖特基二极管，但肖特基二极管压降较小，性能要好。本电路的核心点在于由一个电子可控开关和一个肖特基二极管(其它二极管也行，但性能比不上肖特基二极管)并联组成防逆充电路。本电路还有一种简化方案，如附图4：如电子可控开关选用的是带有体二极管(或叫寄生二极管)的MOSFET等元件，那么并联的肖特基二极管可以去掉，但是此时性能会稍差些，因为MOSFET等元件的体二极管是硅管，导通压降较大，一般在0.5V左右。

检测控制算法如下：1)当电子开关K断开时，肖特基二极管正向压降为Vf，检测太阳能电池电压Vs和电池电压Vb，若Vs-Vb＞Vf-Ue(式中Ue是电路电压检测的最大误差)，则接通电子开关K，否则断开电子开关K；2)当电子开关K导通时，每过一段时间t1，断开电子开关K，断开的时间为t2，在断开的过程中检测Vs和Vb，若Vs-Vb＞Vf-Ue，则接通电子开关K，否则断开电子开关K，一般让t1远大于t2。这种控制算法的核心在于检测电子开关断开时的电压Vs和Vb，要求Vs-Vb＞Vf-Ue时，接通电子开关，否则，断开电子开关。

附图3中，电子开关(1)采用了P沟道增强型场效应管MOSFET来实现，图中D1是MOSFET内部的寄生体二极管，D2是并联的肖特基二极管

附图4是简化方案的电路图，省去了肖特基二极管，电子开关(1)采用了P沟道增强型场效应管MOSFET来实现，图中D1是MOSFET内部的寄生体二极管。

本发明的有益效果是使防逆充电路既具有高效率又具有判断的准确性。

附图说明：

图1是由防逆充二极管构成的防逆充电路图；

图2是防逆充电路原理图；

图3是一种由P沟道增强型场效应管和肖特基二极管构成的实施方案图；

图4是一种省去肖特基二极管的简化实施方案图。

 

Claims (3)

1.一种光伏系统防逆充电路及其控制算法，其特征是：该防逆充电路在硬件上，是由一个可控的电子开关和一个肖特基二极管(或其他二极管)并联组成，在控制算法上，通过检测电子开关断开时的太阳能电池电压Vs和蓄电池电压Vb，要求Vs-Vb＞Vf-Ue时，接通电子开关，否则，断开电子开关，其中Ue是系统电压检测的最大误差。

2.根据权利要求1所述的防逆充的电路，其特征是：可控的电子开关可以是由场效应管、绝缘栅双极型晶体管IGBT、继电器等元件。

3.根据权利要求1所述的防逆充的电路，其特征是：对于内部含有寄生二极管的场效应管等电子可控开关，肖特基二极管可以省去，控制算法不变，构成本发明的简化方案。

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