CN109995128A - 光伏高频隔离充电电路以及高压光伏离网供电系统 - Google Patents

光伏高频隔离充电电路以及高压光伏离网供电系统 Download PDF

Info

Publication number
CN109995128A
CN109995128A CN201910332497.XA CN201910332497A CN109995128A CN 109995128 A CN109995128 A CN 109995128A CN 201910332497 A CN201910332497 A CN 201910332497A CN 109995128 A CN109995128 A CN 109995128A
Authority
CN
China
Prior art keywords
photovoltaic
circuit
full bridge
output end
frequency
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201910332497.XA
Other languages
English (en)
Inventor
焦喜立
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
WUXI SHANGDE YIJIA NEW ENERGY Co.,Ltd.
Original Assignee
Wuxi Shang De Yi Jia New Energy Co Ltd
Wuxi Suntech Power Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wuxi Shang De Yi Jia New Energy Co Ltd, Wuxi Suntech Power Co Ltd filed Critical Wuxi Shang De Yi Jia New Energy Co Ltd
Priority to CN201910332497.XA priority Critical patent/CN109995128A/zh
Publication of CN109995128A publication Critical patent/CN109995128A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H02J3/383
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/34Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering
    • H02J7/35Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering with light sensitive cells
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/56Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers

Abstract

本发明涉及光伏领域,具体涉及一种光伏高频隔离充电电路以及高压光伏离网供电系统。所述光伏高频隔离充电电路包括DC/AC全桥逆变电路、高频变压器和AC/DC全桥整流电路;所述DC/AC全桥逆变电路的输出端连接所述高频变压器的原边;所述AC/DC全桥整流电路的输入端连接所述高频变压器的副边。所述高压光伏离网供电系统包括:Boost电路、蓄电池、DC/AC逆变电路以及光伏高频隔离充电电路;所述Boost电路的输出端分别连接所述DC/AC逆变电路的输入端和光伏高频隔离充电电路的输入端,所述光伏高频隔离充电电路的输出端连接所述蓄电池的输出端。所述光伏高频隔离充电电路以及高压光伏离网供电系统可以提高系统效率,并节约系统成本。

Description

光伏高频隔离充电电路以及高压光伏离网供电系统
技术领域
本发明涉及光伏领域,具体涉及一种光伏高频隔离充电电路以及高压光伏离网供电系统。
背景技术
目前市场上10KW以下的离网系统所使用的控制器输入侧电压基本都在150V左右。如下图1所示,光伏阵列的电压不能超过150V,按照目前60片电池275W主流光伏组件来计算,单块组件开路电压在40V左右,则最多只能串联三块组件。低压控制器采用直流降压电路(Buck电路),将150V的光伏电压将为稳定的48V电压给蓄电池(500)充电。如下图2所示,该控制器的降压电路主要由Q1和Q2两个MOS管组成,结构简单,效率高,体积小,但是缺点是无变压器。无变压器结构,电路本身从性能上来说无法支持高电压转换比例,即PV输入电压无法做的很高,一般为150V。从安全可靠性上来说无变压器就无法做到输入和输出侧的电气隔离,安全可靠性较差。
从光伏系统应用来说,这种结构最大的缺点是会增加很多系统成本。如下图3所示为4KW(15片275W组件)离网系统示意图,其中组件为3X5的阵列,需要5串组件先用4平方光伏电缆连接至汇流箱,汇流后再用10平方光伏电缆连接至离网控制器。5串组件的汇流不仅增加了汇流箱部件,还增加了很多4平方和10平方光伏电缆。另外低压在相同的功率下就会有更大的工作电流,更大的欧姆损失,和更低的系统效率。
综上所述目前市场上离网控制器厂家单纯考虑本部件的成本便宜,工艺简单,没有从系统的成本考虑,使得整体系统效率和成本变得更高。
发明内容
为了解决现有技术中存在的不足,本发明提供一种光伏高频隔离充电电路以及高压光伏离网供电系统,所述光伏高频隔离充电电路以及高压光伏离网供电系统可以提高系统效率,并节约系统成本。
根据本发明提供的技术方案,作为本发明的第一方面,提供一种光伏高频隔离充电电路,所述光伏高频隔离充电电路包括DC/AC全桥逆变电路、高频变压器和AC/DC全桥整流电路;
所述DC/AC全桥逆变电路的输出端连接所述高频变压器的原边;
所述AC/DC全桥整流电路的输入端连接所述高频变压器的副边。
进一步地,所述光伏高频隔离充电电路的输入端Uin为所述DC/AC全桥逆变电路的输入端,所述光伏高频隔离充电电路的输出端Uout为所述AC/DC全桥整流电路的输出端。
进一步地,所述光伏高频隔离充电电路的输入端之间连有第一电容C1;所述AC/DC全桥整流电路的输出端之间连有第二电容C2。
进一步地,所述高频变压器用于将高频高压交流电转换成高频低压交流电,所述高频变压器的原边和副边上分别连有第一电感L1和第二电感L2。
作为本发明的第二方面,提供一种高压光伏离网供电系统,所述高压光伏离网供电系统包括: Boost电路、蓄电池、DC/AC逆变电路以及光伏高频隔离充电电路;
所述Boost电路的输出端分别连接所述DC/AC逆变电路的输入端和光伏高频隔离充电电路的输入端,所述光伏高频隔离充电电路的输出端连接所述蓄电池的输出端。
进一步地,所述Boost电路的输入端用于连接PV阵列的输出端;所述DC/AC逆变电路的输出端用于连接负载。
进一步地,所述Boost电路的输出端通过高压直流母线分别连接所述DC/AC逆变电路的输入端和光伏高频隔离充电电路的输入端。
进一步地,所述光伏高频隔离充电电路包括高频变压器、DC/AC全桥逆变电路和AC/DC全桥整流电路;
所述DC/AC全桥逆变电路的输出端连接所述高频变压器的原边;
所述AC/DC全桥整流电路的输入端连接所述高频变压器的副边。
进一步地,所述光伏高频隔离充电电路的输入端为所述DC/AC全桥逆变电路的输入端,所述光伏高频隔离充电电路的输出端为所述AC/DC全桥整流电路的输出端。
进一步地,所述光伏高频隔离充电电路的输入端之间连有第一电容C1;所述AC/DC全桥整流电路的输出端之间连有第二电容C2。
从以上所述可以看出,本发明提供的高压光伏离网供电系统,与现有技术相比具备以下优点:
其一,所述高频变压器可以支持很大的电压转换比例,所以支持600V以上光伏电压输入,克服了工频变压器体积大效率低的缺点。在实现上述优点的同时和传统控制器相比保证了系统效率没有明显损失。并且,与如图3所示的现有技术相比,所述光伏高频隔离充电电路在使用时无需光伏组件并联汇流,这样就省去了之前的汇流箱和光伏电缆线,而且提高了系统效率,降低成产成本。
其二,由于在PV阵列和蓄电池之间连接有所述Boost电路和光伏高频隔离充电电路,所述Boost电路用于将PV阵列输出端直流电转换为高频高压的直流电,所述光伏高频隔离充电电路用于将所述Boost电路输出的高频高压的直流电转换为高频低压的直流电,从而能够拓宽PV阵列需要输出的电压范围,并且省去光伏汇流箱。
附图说明
图1为传统低压离网充电系统拓扑图。
图2为传统低压离网充电系统中的Buck电路示意图。
图3为采用传统低压控制器的4KW离网系统示意图。
图4为本发明第一方面所述的光伏高频隔离充电电路的电路示意图。
图5为本发明第二方面所述的高压光伏离网供电系统的拓扑图。
100. DC/AC全桥逆变电路,200. 高频变压器,300. AC/DC全桥整流电路,400.Boost电路,500. 蓄电池,600. DC/AC逆变电路。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,以下结合具体实施例,并参照附图,对本发明进一步详细说明。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是,下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向。使用的词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
作为本发明的第一方面,提供一种光伏高频隔离充电电路,如图4所示,所述光伏高频隔离充电电路包括DC/AC全桥逆变电路100、高频变压器200和AC/DC全桥整流电路300;
所述DC/AC全桥逆变电路100的输入端为所述光伏高频隔离充电电路的输入端Uin,DC/AC全桥逆变电路100的输出端连接所述高频变压器200的原边;所述DC/AC全桥逆变电路100用于将直接由PV阵列输出的高频高压直流电转换为高频高压交流电。具体地,所述光伏高频隔离充电电路的输入端之间连有第一电容C1,所述DC/AC全桥逆变电路100包括四组IGBT开关,分别为第一IGBT开关S1、第二IGBT开关S2、第三IGBT开关S3和第四IGBT开关S4,每组所述IGBT开关均包括一个开关管和反向并联在所述开关管上的二极管。
所述高频变压器200用于将所述DC/AC全桥逆变电路100输出的高频高压交流电转换为高频低压交流电,同时就所述高频变压器200的输入端和输出端之间能够起到电气隔离的作用,安全可靠性强。所述高频变压器200的原边和副边上分别连有第一电感L1和第二电感L2。所述第一电感L1和第二电感L2用于提高高频变压器200输入端和输出端的电流稳定性。
所述AC/DC全桥整流电路300的输入端连接所述高频变压器200的副边,所述AC/DC全桥整流电路300的输出端为所述光伏高频隔离充电电路的输出端Uout;所述AC/DC全桥整流电路300用于将所述高频变压器200输出的高频低压交流电整流成48V直流电,从而给蓄电池500充电,所述AC/DC全桥整流电路300的作用为整流稳压。具体地,所述AC/DC全桥整流电路300的输出端之间连有第二电容C2,AC/DC全桥整流电路300包括四个二极管,分别为第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3和第四二极管D4。
可以理解的是,所述高频变压器200可以支持很大的电压转换比例,所以支持600V以上光伏电压输入,克服了工频变压器体积大效率低的缺点。在实现上述优点的同时和传统控制器相比保证了系统效率没有明显损失。并且,与如图3所示的现有技术相比,所述光伏高频隔离充电电路在使用时无需光伏组件并联汇流,这样就省去了之前的汇流箱和光伏电缆线,而且提高了系统效率,降低成产成本。
作为本发明的第二方面,提供一种高压光伏离网供电系统,如图5所示,所述高压光伏离网供电系统包括: Boost电路400、蓄电池500、DC/AC逆变电路600以及光伏高频隔离充电电路;
所述Boost电路400的输出端分别连接所述DC/AC逆变电路600的输入端和光伏高频隔离充电电路的输入端,所述光伏高频隔离充电电路的输出端连接所述蓄电池500的输出端;所述Boost电路400的输入端用于连接PV阵列的输出端;所述DC/AC逆变电路600的输出端用于连接负载。
可以理解的是,由于在PV阵列和蓄电池500之间连接有所述Boost电路400和光伏高频隔离充电电路,所述Boost电路400用于将PV阵列输出端直流电转换为高频高压的直流电,所述光伏高频隔离充电电路用于将所述Boost电路400输出的高频高压的直流电转换为高频低压的直流电,从而能够拓宽PV阵列需要输出的电压范围,并且省去光伏汇流箱。
所述高压光伏离网供电系统包括:Boost电路400、蓄电池500、DC/AC逆变电路600以及光伏高频隔离充电电路;
所述Boost电路400的输出端通过高压直流母线连接所述DC/AC逆变电路600的输入端,从而无需经过升压,可直接通过所述DC/AC逆变电路600就可以转换成AC220V,用于给负载供电。同样地所述Boost电路400的输出端通过高压直流母线连接所述DC/AC逆变电路600的输入端,所述光伏高频隔离充电电路的输出端连接所述蓄电池500的输出端,所述PV阵列输出的电流经过所述光伏高频隔离充电电路,可直接给蓄电池500充电,从而能够减少光伏电缆的用量,增加电气隔离功能,提高系统可靠性和安全性。
具体地,如图4所示,本发明第二方面中所述的光伏高频隔离充电电路包括DC/AC全桥逆变电路100、高频变压器200和AC/DC全桥整流电路300;
所述DC/AC全桥逆变电路100的输入端为所述光伏高频隔离充电电路的输入端Uin,DC/AC全桥逆变电路100的输出端连接所述高频变压器200的原边;所述DC/AC全桥逆变电路100用于将直接由PV阵列输出的高频高压直流电转换为高频高压交流电。具体地,所述光伏高频隔离充电电路的输入端之间连有第一电容C1,所述DC/AC全桥逆变电路100包括四组IGBT开关,分别为第一IGBT开关S1、第二IGBT开关S2、第三IGBT开关S3和第四IGBT开关S4,每组所述IGBT开关均包括一个开关管和反向并联在所述开关管上的二极管。
所述高频变压器200用于将所述DC/AC全桥逆变电路100输出的高频高压交流电转换为高频低压交流电,同时就所述高频变压器200的输入端和输出端之间能够起到电气隔离的作用,安全可靠性强。所述高频变压器200的原边和副边上分别连有第一电感L1和第二电感L2。所述第一电感L1和第二电感L2用于提高高频变压器200输入端和输出端的电流稳定性。
所述AC/DC全桥整流电路300的输入端连接所述高频变压器200的副边,所述AC/DC全桥整流电路300的输出端为所述光伏高频隔离充电电路的输出端Uout;所述AC/DC全桥整流电路300用于将所述高频变压器200输出的高频低压交流电整流成48V直流电,从而给蓄电池500充电,所述AC/DC全桥整流电路300的作用为整流稳压。具体地,所述AC/DC全桥整流电路300的输出端之间连有第二电容C2,AC/DC全桥整流电路300包括四个二极管,分别为第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3和第四二极管D4。
可以理解的是,所述高频变压器200可以支持很大的电压转换比例,所以支持600V以上光伏电压输入,克服了工频变压器体积大效率低的缺点。在实现上述优点的同时和传统控制器相比保证了系统效率没有明显损失。并且,与如图3所示的现有技术相比,所述光伏高频隔离充电电路在使用时无需光伏组件并联汇流,这样就省去了之前的汇流箱和光伏电缆线,而且提高了系统效率,降低成产成本。
所属领域的普通技术人员应当理解:以上所述仅为本发明的具体实施例而已,并不用于限制本发明,凡在本发明的主旨之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种光伏高频隔离充电电路,其特征在于,所述光伏高频隔离充电电路包括DC/AC全桥逆变电路(100)、高频变压器(200)和AC/DC全桥整流电路(300);
所述DC/AC全桥逆变电路(100)的输出端连接所述高频变压器(200)的原边;
所述AC/DC全桥整流电路(300)的输入端连接所述高频变压器(200)的副边。
2.如权利要求1所述的光伏高频隔离充电电路,其特征在于,所述光伏高频隔离充电电路的输入端Uin为所述DC/AC全桥逆变电路(100)的输入端,所述光伏高频隔离充电电路的输出端Uout为所述AC/DC全桥整流电路(300)的输出端。
3.如权利要求2所述的光伏高频隔离充电电路,其特征在于,所述光伏高频隔离充电电路的输入端之间连有第一电容C1;所述AC/DC全桥整流电路(300)的输出端之间连有第二电容C2。
4.如权利要求1所述的光伏高频隔离充电电路,其特征在于,所述高频变压器(200)用于将高频高压交流电转换成高频低压交流电,所述高频变压器(200)的原边和副边上分别连有第一电感L1和第二电感L2。
5.一种高压光伏离网供电系统,其特征在于,所述高压光伏离网供电系统包括: Boost电路(400)、蓄电池(500)、DC/AC逆变电路(600)以及光伏高频隔离充电电路;
所述Boost电路(400)的输出端分别连接所述DC/AC逆变电路(600)的输入端和光伏高频隔离充电电路的输入端,所述光伏高频隔离充电电路的输出端连接所述蓄电池(500)的输出端。
6.如权利要求5所述的高压光伏离网供电系统,其特征在于,所述Boost电路(400)的输入端用于连接PV阵列的输出端;所述DC/AC逆变电路(600)的输出端用于连接负载。
7.如权利要求5所述的高压光伏离网供电系统,其特征在于,所述Boost电路(400)的输出端通过高压直流母线分别连接所述DC/AC逆变电路(600)的输入端和光伏高频隔离充电电路的输入端。
8.如权利要求5所述的高压光伏离网供电系统,其特征在于,所述光伏高频隔离充电电路包括高频变压器(200)、DC/AC全桥逆变电路(100)和AC/DC全桥整流电路(300);
所述DC/AC全桥逆变电路(100)的输出端连接所述高频变压器(200)的原边;
所述AC/DC全桥整流电路(300)的输入端连接所述高频变压器(200)的副边。
9.如权利要求8所述的高压光伏离网供电系统,其特征在于,所述光伏高频隔离充电电路的输入端为所述DC/AC全桥逆变电路(100)的输入端,所述光伏高频隔离充电电路的输出端为所述AC/DC全桥整流电路(300)的输出端。
10.如权利要求9所述的高压光伏离网供电系统,其特征在于,所述光伏高频隔离充电电路的输入端之间连有第一电容C1;所述AC/DC全桥整流电路(300)的输出端之间连有第二电容C2。
CN201910332497.XA 2019-04-24 2019-04-24 光伏高频隔离充电电路以及高压光伏离网供电系统 Pending CN109995128A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910332497.XA CN109995128A (zh) 2019-04-24 2019-04-24 光伏高频隔离充电电路以及高压光伏离网供电系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910332497.XA CN109995128A (zh) 2019-04-24 2019-04-24 光伏高频隔离充电电路以及高压光伏离网供电系统

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN109995128A true CN109995128A (zh) 2019-07-09

Family

ID=67132951

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910332497.XA Pending CN109995128A (zh) 2019-04-24 2019-04-24 光伏高频隔离充电电路以及高压光伏离网供电系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109995128A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112865672A (zh) * 2021-01-07 2021-05-28 佛山科学技术学院 一种光伏微型逆变器系统

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140268931A1 (en) * 2013-03-14 2014-09-18 Combined Energies LLC Power conversion system with a dc to dc boost converter
CN106505859A (zh) * 2016-11-03 2017-03-15 北京科诺伟业科技股份有限公司 一种小功率双向光储变流器

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140268931A1 (en) * 2013-03-14 2014-09-18 Combined Energies LLC Power conversion system with a dc to dc boost converter
CN106505859A (zh) * 2016-11-03 2017-03-15 北京科诺伟业科技股份有限公司 一种小功率双向光储变流器

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112865672A (zh) * 2021-01-07 2021-05-28 佛山科学技术学院 一种光伏微型逆变器系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN202841003U (zh) 一种新型三相光伏并网逆变器系统结构
CN104539187A (zh) 一种新型有源前端控制器拓扑结构
CN208386212U (zh) 一种不间断电源
CN105529925B (zh) 基于开关电感的Boost变换器
CN109039074A (zh) 一种无桥三整流Boost电源电路
CN108400709A (zh) 一种交错并联磁集成双极性三电平双向dc/dc变换器
CN103887981A (zh) 一种全桥dc-dc变换器
CN206379880U (zh) Boost升压与半桥llc两级组合振动控制电源电路
CN105846674B (zh) 非隔离高变比双向直流变换器
CN205622509U (zh) 具有电能双向传输功能的机车车辆直流电压变换器
CN109995128A (zh) 光伏高频隔离充电电路以及高压光伏离网供电系统
CN202818129U (zh) 一种dsp控制的可调式大功率分布式直流电源
CN113364265B (zh) 一种野战用多模电源转换器及控制方法
CN105553283B (zh) 一种升压型直直变换器的控制方法
CN104868574A (zh) 车载充电装置
CN204967611U (zh) 一种复合型高效功率因数校正电路
CN209516948U (zh) 一种隔离双向dc-dc变换器
CN102761266A (zh) 一种具有多路输出的大功率开关电源电路
CN103887996A (zh) 一种蓄电池用变压器隔离型软换流斩波电源主电路
CN203883678U (zh) 一种全桥dc-dc变换器
CN208597030U (zh) 一种10kw无人机电源
CN206226031U (zh) 一种包括全桥逆变器的太阳能系统
CN104993721A (zh) 三相三倍压整流电路
CN202713157U (zh) 一种具有多路输出的大功率开关电源电路
CN216312950U (zh) 一种纹波噪声抑制电路及其开关电源

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
TA01 Transfer of patent application right
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20200513

Address after: 214028 Jiangsu Province, Wuxi New District No. 9 Xinhua Road Wu

Applicant after: WUXI SHANGDE YIJIA NEW ENERGY Co.,Ltd.

Address before: 214028 Jiangsu Province, Wuxi New District No. 9 Xinhua Road Wu

Applicant before: WUXI SHANGDE YIJIA NEW ENERGY Co.,Ltd.

Applicant before: WUXI SUNTECH POWER Co.,Ltd.

RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20190709