CN113037209A - 一种碲化镉光伏组件的降压与功率优化装置 - Google Patents

一种碲化镉光伏组件的降压与功率优化装置 Download PDF

Info

Publication number
CN113037209A
CN113037209A CN202110254969.1A CN202110254969A CN113037209A CN 113037209 A CN113037209 A CN 113037209A CN 202110254969 A CN202110254969 A CN 202110254969A CN 113037209 A CN113037209 A CN 113037209A
Authority
CN
China
Prior art keywords
power tube
photovoltaic module
switching power
real
cadmium telluride
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
CN202110254969.1A
Other languages
English (en)
Inventor
李明
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.)
Hangzhou Zhongke Advanced Technology Research Institute Co ltd
Original Assignee
Hangzhou Zhongke Advanced Technology Research Institute 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 Hangzhou Zhongke Advanced Technology Research Institute Co ltd filed Critical Hangzhou Zhongke Advanced Technology Research Institute Co ltd
Priority to CN202110254969.1A priority Critical patent/CN113037209A/zh
Publication of CN113037209A publication Critical patent/CN113037209A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S40/00—Components or accessories in combination with PV modules, not provided for in groups H02S10/00 - H02S30/00
    • H02S40/30—Electrical components
    • H02S40/32—Electrical components comprising DC/AC inverter means associated with the PV module itself, e.g. AC modules
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F1/00—Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
    • G05F1/66—Regulating electric power
    • G05F1/67—Regulating electric power to the maximum power available from a generator, e.g. from solar cell
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/10—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers
    • H02H7/12—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers for static converters or rectifiers
    • H02H7/122—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers for static converters or rectifiers for inverters, i.e. dc/ac converters
    • H02H7/1225—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers for static converters or rectifiers for inverters, i.e. dc/ac converters responsive to internal faults, e.g. shoot-through
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/53—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/537—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/56—Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)
  • Control Of Electrical Variables (AREA)

Abstract

本发明涉及光伏发电领域，尤其涉及一种碲化镉光伏组件的降压与功率优化装置，包括微控制器和降压功率电路结构，降压功率电路结构包括第一开关功率管，第一开关功率管和第二开关功率管并联后与电感、第一电阻器和第二电阻器连接；第一开关功率管和第二开关功率管分别与第一控制引脚和第二控制引脚连接；第一采集引脚连接在第二电阻和第三电阻之间；第二采集引脚和第三采集引脚分别连接在第一电阻的两端；微控制器能够根据采集实时输出电压信号和实时输出电流信号控制第一开关功率管和第二开关功率管的开通时间比例。本发明提出的一种碲化镉光伏组件的降压与功率优化装置，解决了现有光伏组件在串联时存在电流失配的问题。

Description

一种碲化镉光伏组件的降压与功率优化装置
技术领域
本发明涉及光伏发电领域，尤其涉及一种碲化镉光伏组件的降压与功率优化装置。
背景技术
现代光伏组件，尤其是碲化镉(CdTe)材料的，通常输出有100～220伏左右的直流电压，应用在建筑材料时，对人体安全有一定风险。多个组件进行串联发电后，在输出上受到阴影遮挡时存在一定的串联电流失配的问题，造成功率损失；且断电后，单个组件的电压有可能仍然超过人体安全电压。
发明内容
本发明提出一种碲化镉光伏组件的降压与功率优化装置，以解决现有光伏组件在串联时存在电流失配的问题。
本发明解决上述问题的技术方案是：一种碲化镉光伏组件的降压与功率优化装置，集成在单个碲化镉光伏组件的背面，包括微控制器和降压功率电路结构；
微控制器，设有用于输出控制信号的第一控制引脚和第二控制引脚；设有用于采集实时输出电压信号的第一采集引脚；设有用于采集实时输出电流信号的第二采集引脚和第三采集引脚；
降压功率电路结构，包括第一开关功率管和第二开关功率管，所述第一开关功率管和所述第二开关功率管并联后与电感、第一电阻器和第二电阻器连接；第二开关功率管的一端与第三电阻器连接；
所述第一控制引脚和第二控制引脚分别与第一开关功率管和第二开关功率管连接；第一采集引脚连接在第二电阻和第三电阻之间；第二采集引脚和第三采集引脚分别连接在第一电阻的两端；
微控制器被配置为：根据采集实时输出电压信号和实时输出电流信号控制第一开关功率管和第二开关功率管的开通时间比例。
优选的是，微控制器根据采集实时输出电压信号和实时输出电流信号控制第一开关功率管和第二开关功率管的开通时间比例的具体步骤包括：
采集实时输出电压信号和实时输出电流信号；
根据采集到的实时输出电压和实时输出电流计算当前光伏组件的输出功率；
判断当前光伏组件的输出功率是否大于上一次计算得到的光伏组件的输出功率，若是则扩大第一开关功率管和第二开关功率管的开通时间比例，若否则减小第一开关功率管和第二开关功率管的开通时间比例。
优选的是，所述第一开关功率管和第二开关功率管每秒可开关100千次到200千次。
优选的是，还包括用于稳定电压的第一电容器，第一电容器与降压功率电路并联。
优选的是，所述第一开关功率管和第二开关功率管均为mos管。
优选的是，所述第一开关功率管的G极与第一控制引脚连接，第二开关功率管的G极与第二控制引脚连接。
优选的是，还包括第二电容器。
相比于现有技术，本发明的有益效果在于：本发明集成在单个碲化镉光伏组件的背面，断电时，降低每个碲化镉光伏组件的输出连接线的电压，同时在工作输出电能时，跟踪碲化镉光伏组件的最大功率点并适当压低输出电压，降低对逆变器的电压要求；保证建筑消防安全，能实时关断所有碲化镉光伏组件的电力输出，输出电压30秒内降到30V以下满足建筑消防需要；优化阴影遮挡时的功率输出。
附图说明
图1为本发明降压与功率优化装置的电路原理图；
图2为实施例2的电路原理图。
具体实施方式
为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。
实施例1：如图1所示的降压与功率优化装置，集成在单个碲化镉光伏组件的背面，包括微控制器和降压功率电路结构。图1中Q1、Q2分别表示第一开关功率管、第二开关功率管，R0、R1、R2分别表示第一电阻器、第二电阻器和第三电阻器，L1表示电感，CPU表示微控制器，C1、C2分别表示第一电容器、第二电容器。
微控制器设有用于输出控制信号的第一控制引脚和第二控制引脚；设有用于采集实时输出电压信号的第一采集引脚；设有用于采集实时输出电流信号的第二采集引脚和第三采集引脚。
降压功率电路结构，包括第一开关功率管、第二开关功率管、第一电阻器、第二电阻器、第三电阻器、第一电容器和第二电容器，其中第一开关功率管和第二开关功率管均为mos管且每秒可开关100千次到200千次，第一电容器用于稳定电压。第二电容在使用时必须一端接地，一端接正级，才能正常工作，起滤波作用。
第一开关功率管和第二开关功率管并联后与电感、第一电阻器和第二电阻器连接；第二开关功率管的一端与第三电阻器连接；第一电容器与降压功率电路并联；第一开关功率管的G极和第二开关功率管的G极分别与第一控制引脚和第二控制引脚连接；第一采集引脚连接在第二电阻和第三电阻之间；第二采集引脚和第三采集引脚分别连接在第一电阻的两端。
微控制器被配置为：根据采集实时输出电压信号和实时输出电流信号计算得到碲化镉光伏组件的当前输出功率，并实时判断当前输出功率是否大于上一次计算得到的输出功率，若是则扩大第一开关功率管和第二开关功率管的开通时间比例，若否则减小第一开关功率管和第二开关功率管的开通时间比例；标定输出电压，限制最大输出电压。
实施例2：如图2所示的优化电路原理图，由至少两个碲化镉光伏组件和两套降压与功率优化装置串联而成。图2中，Q1，Q2，Q3和Q4均是开关功率管，R0、R1、R2、R3、R4和R5均是电阻器，L1和L2为电感，CPU和CPU1为微控制器。
CPU上设有六个引脚，1脚和2脚分别控制Q1、Q2的导通和关闭；CPU的3脚连接在R1、R2之间，用于采集实时输出电压，使得CPU能实时知道输出电压，并做出调整控制；5脚和4脚连接在R0的两端，用于采集实时输出电流，并做出调整控制。
当CPU给Q1一个高的控制信号时，Q1导通，正级的电能量向L1充磁，L1存储磁能量；CPU给Q1一个低的控制信号时，Q1关闭；同时，CPU给Q2一个高的信号，使得Q2和L1成为一个通路，L1的磁能量向后级释放。在一个周期内，Q1开的时候Q2关闭，Q2开的时候Q1关闭，各占一定的时间比例。
CPU从输出电流与输出电压计算得到当前碲化镉光伏组件的输出功率，并实时比较当前功率和上一次计算的输出功率，如果输出功率有提升，则继续扩大Q1和Q2的开通时间比例，反之，则减小，从而最大化的输出每一个碲化镉光伏组件的功率。
CPU1上也设有六个引脚，其中CPU1的控制方式、连接方式与CPU相同。
本发明能够降压的同时，输出碲化镉光伏组件的最大功率，同时由微控制器做各种过压，过流，过温等保护，并且支持输出电压关断，以适应建筑消防要求；支持串联输出以并入电网，适应光伏电站需要；CPU能跟据4和5脚的输出电流，自动调整VOUT输出电压，以控制自身的功率输出，保证输出碲化镉光伏组件的最大功率；标定输出电压，限制最大输出电压，从而可以串联更多的碲化镉光伏组件到一个组串。
以上仅为本发明的实施例，并非以此限制本发明的保护范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的系统领域，均同理包括在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种碲化镉光伏组件的降压与功率优化装置，其特征在于，集成在单个碲化镉光伏组件的背面，包括
微控制器，设有用于输出控制信号的第一控制引脚和第二控制引脚；设有用于采集实时输出电压信号的第一采集引脚；设有用于采集实时输出电流信号的第二采集引脚和第三采集引脚；
降压功率电路结构，包括第一开关功率管和第二开关功率管，所述第一开关功率管和所述第二开关功率管并联后与电感、第一电阻器和第二电阻器连接；第二开关功率管的一端与第三电阻器连接；
所述第一控制引脚和第二控制引脚分别与第一开关功率管和第二开关功率管连接；第一采集引脚连接在第二电阻和第三电阻之间；第二采集引脚和第三采集引脚分别连接在第一电阻的两端；
微控制器配置为：根据采集实时输出电压信号和实时输出电流信号控制第一开关功率管和第二开关功率管的开通时间比例。
2.根据权利要求1所述的一种碲化镉光伏组件的降压与功率优化装置，其特征在于，微控制器根据采集实时输出电压信号和实时输出电流信号控制第一开关功率管和第二开关功率管的开通时间比例的具体步骤包括：
采集实时输出电压信号和实时输出电流信号；
根据采集到的实时输出电压和实时输出电流计算当前光伏组件的输出功率；
判断当前光伏组件的输出功率是否大于上一次计算得到的光伏组件的输出功率，若是则扩大第一开关功率管和第二开关功率管的开通时间比例，若否则减小第一开关功率管和第二开关功率管的开通时间比例。
3.根据权利要求2所述的一种碲化镉光伏组件的降压与功率优化装置，其特征在于，所述第一开关功率管和第二开关功率管每秒可开关100千次到200千次。
4.根据权利要求3所述的一种碲化镉光伏组件的降压与功率优化装置，其特征在于，还包括用于稳定电压的第一电容器，第一电容器与降压功率电路并联。
5.根据权利要求4所述的一种碲化镉光伏组件的降压与功率优化装置，其特征在于，所述第一开关功率管和第二开关功率管均为mos管。
6.根据权利要求5所述的一种碲化镉光伏组件的降压与功率优化装置，其特征在于，所述第一开关功率管的G极与第一控制引脚连接，第二开关功率管的G极与第二控制引脚连接。
7.根据权利要求6所述的一种碲化镉光伏组件的降压与功率优化装置，其特征在于，还包括第二电容器。
CN202110254969.1A 2021-03-09 2021-03-09 一种碲化镉光伏组件的降压与功率优化装置 Pending CN113037209A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110254969.1A CN113037209A (zh) 2021-03-09 2021-03-09 一种碲化镉光伏组件的降压与功率优化装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110254969.1A CN113037209A (zh) 2021-03-09 2021-03-09 一种碲化镉光伏组件的降压与功率优化装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN113037209A true CN113037209A (zh) 2021-06-25

Family

ID=76467210

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110254969.1A Pending CN113037209A (zh) 2021-03-09 2021-03-09 一种碲化镉光伏组件的降压与功率优化装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113037209A (zh)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN203352246U (zh) * 2013-07-18 2013-12-18 新疆希望电子有限公司 一种基于超级电容储能器的小型光伏控制器
CN104281191A (zh) * 2014-09-29 2015-01-14 苏州克兰兹电子科技有限公司 一种光伏电池mppt系统
CN104578221A (zh) * 2013-10-28 2015-04-29 东南大学 带mppt功能的电压自适应太阳能充电器及其使用方法
CN105474406A (zh) * 2013-04-13 2016-04-06 速力斯公司 智能光伏电池和模块
CN106612072A (zh) * 2015-10-22 2017-05-03 中兴通讯股份有限公司 基于buck拓扑的开关电源控制电路及太阳能控制器
CN110784171A (zh) * 2019-12-04 2020-02-11 浙江佳明新能源装备有限公司 一种可识别逆变器有无连接的功率优化接线盒及方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105474406A (zh) * 2013-04-13 2016-04-06 速力斯公司 智能光伏电池和模块
CN203352246U (zh) * 2013-07-18 2013-12-18 新疆希望电子有限公司 一种基于超级电容储能器的小型光伏控制器
CN104578221A (zh) * 2013-10-28 2015-04-29 东南大学 带mppt功能的电压自适应太阳能充电器及其使用方法
CN104281191A (zh) * 2014-09-29 2015-01-14 苏州克兰兹电子科技有限公司 一种光伏电池mppt系统
CN106612072A (zh) * 2015-10-22 2017-05-03 中兴通讯股份有限公司 基于buck拓扑的开关电源控制电路及太阳能控制器
CN110784171A (zh) * 2019-12-04 2020-02-11 浙江佳明新能源装备有限公司 一种可识别逆变器有无连接的功率优化接线盒及方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105958823B (zh) 一种电流连续型高增益开关升压准z源变换器电路
CN102820808B (zh) 光伏阵列汇流箱
CN105939112B (zh) 一种高增益准开关升压dc-dc变换器
CN105939107B (zh) 一种混合型准开关升压dc-dc变换器
CN102780398A (zh) 智能太阳能光伏电池板的组件优化器及其控制方法
CN204886147U (zh) 一种可调间歇时间的过流保护电路
CN103825457A (zh) 一种准z源直流-直流升压变换器电路
CN108695928B (zh) 一种隔离式光伏充电装置与方法
CN103647448B (zh) 集成降压-反激式高功率因数恒流电路及装置
CN107843806B (zh) 一种接线检测方法、装置和光伏发电系统
CN108964459A (zh) 一种dc-dc升压电路和控制方法
CN108768190B (zh) 具有宽输入电压范围的电路、高频开关电源、控制方法
CN203722474U (zh) 一种准z源直流-直流升压变换器电路
WO2018129832A1 (zh) 一种基于维也纳pfc的智能型半桥修正波电压转换电路
CN108899876A (zh) 开关电源中电流检测端的短路保护系统
CN113037209A (zh) 一种碲化镉光伏组件的降压与功率优化装置
CN105978322B (zh) 一种开关电容型高增益准z源dc-dc变换器
CN105915045B (zh) 基于igbt振铃时间的变频空调pfc控制方法
CN217846447U (zh) Ac电压过零检测电路和控制芯片
CN207426984U (zh) 一种推杆电源转换器恒功率点自动调节电路
CN102946186A (zh) 一种有源谐波抑制机构
CN113517805A (zh) 一种磁吸灯电源
CN104467420A (zh) 一种开关电源稳压电路
CN209120063U (zh) 开关电路的控制电路及开关电路
CN211405863U (zh) Dc-dc转换电路

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
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20210625

RJ01 Rejection of invention patent application after publication