CN114499157A - 电压变换单元、逆变器及光伏发电系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种电压变换单元、逆变器及光伏发电系统。本申请提供的电压变换单元中包括变压器、原边电路和副边电路；其中，原边电路中包括开关管，副边电路包括第一电路回路和第二电路回路，第一电路回路中包含变压器的副边绕组、第一开关单元和第一储能单元，第二电路回路中包含变压器的副边绕组、第一储能单元、第二开关单元和第二储能单元。本申请提供的电压变换单元，能够在开关管导通时，实现第一开关单元导通且第二开关单元不导通，而在开关管关断时，实现第二开关单元导通且第一开关单元不导通。

Description

电压变换单元、逆变器及光伏发电系统

技术领域

本申请涉及光伏发电技术领域，尤其涉及一种电压变换单元、逆变器及光伏发电系统。

背景技术

如图1所示，光伏发电系统包括光伏组件101与逆变电路102。光伏组件101的正极(PV+)和负极(PV-)与逆变电路102的电信号输入端口的相连，逆变电路102的电信号输出端口(包括零线端口L和火线端口N)用于连接交流电网。

光伏组件101在光照下会生成直流电压信号并输出至逆变电路102，然后逆变电路102再将该直流电压信号转换为交流电压信号并输入到交流电网中。光伏组件101在光照下生成直流电压信号的状态可以称为工作状态。

通常，光伏组件101在工作状态下，光伏组件101的负极(PV-)与光伏组件101的接地金属边框之间会产生负电压。光伏组件101的负极(PV-)与接地金属边框之间的负电压导致整个光伏发电系统的输出功率下降。该现象通常称为电势诱导衰减(potential induceddegradation，PID)效应。

因此，如何对PID效应进行修复，以减缓整个光伏发电系统的输出功率的下降，成为亟待解决的技术问题。

发明内容

本申请提供了一种电压变换单元、逆变器和光伏发电系统，能够用于减缓整个光伏发电系统的输出功率的下降，进一步地，还能够降低逆变器中的变压器所需的副边绕组的匝数，进而降低变压器体积大、成本高以及变压器的EMI特性差的问题。

第一方面，本申请提供一种光伏组件的电势诱导衰减效应的修复装置，所述修复装置中包括变压器、原边电路和副边电路，所述原边电路中包括开关管，所述副边电路包括第一电路回路，所述第一电路回路中包含所述变压器的副边绕组、第一开关单元和第一储能单元；所述副边电路还包括第二电路回路，所述第二电路回路中包含所述变压器的副边绕组、所述第一储能单元、第二开关单元和第二储能单元，所述第二储能单元的正极用于连接光伏发电系统中的光伏组件的负极，所述第二储能单元的负极用于与地连接；所述修复装置在所述开关管导通时，所述第一开关单元导通且所述第二开关单元不导通；所述修复装置在所述开关管关断时，所述第二开关单元导通且所述第一开关单元不导通。

在本实施例中，由于修复装置原边电路中的开关管导通时，第一开关单元导通且第二开关单元不导通，因此当修复装置的原边电路中的开关管导通时，可以实现为第一储能单元进行充电。而又由于原边电路中的开关管关断时，第二开关单元导通且第一开关单元不导通，因此当修复装置的原边电路中的开关管关断时，可以实现为第二储能单元充电。

由于本实施例中的第二储能单元的正极用于连接光伏发电系统中的光伏组件的负极，第二储能单元的负极用于与地连接，因此，修复装置在用于修复光伏组件的电势诱导衰减效应时的修复电压在数值上等于原边电路中的开关管导通时第一储能单元上的电压再加上原边电路中的开关管关断时的副边绕组上的电压。在这种情况下，若需要输出的第二储能单元上的电压是固定的，由于一部分电压可以通过第一储能单元来提供，因此，相比现有技术中的第二储能单元上的电压是全部依靠副边绕组上的电压来提供，就可以减少原边电路中的开关管在关断时的副边绕组上的电压，进一步地，由于副边绕组上的电压与副边绕组的匝数通常是相关的，通常情况下，若需要的副边绕组上的电压越多，对应的副边绕组的匝数也就越多。因此，本实施例中，由于可以减少原边电路中的开关管在关断时的副边绕组上的电压，因此可以实现减小副边绕组的匝数，进而降低变压器体积大和成本高等问题。进一步地，由于减小了副边绕组的匝数，从而也降低变压器的EMI特性差的问题。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述第一储能单元包括至少一个第一电容。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述第二储能单元包括至少一个第二电容。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述第一开关单元为第一二极管，所述第二开关单元为第二二极管。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述第一二极管的负极连接所述第二二极管的正极。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述第一电路回路还包括至少一个限流元件，所述至少一个限流元件与所述第一二极管和所述第一储能单元串联。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述限流元件包括以下任意一种：电阻、电感、热敏电阻。

第二方面，本申请提供一种逆变器，包括如第一方面或其中任一方面任一项所述的修复装置。

第三方面，本申请提供一种光伏发电系统，包括如第二方面所述的逆变器。

第四方面，本申请提供一种电压变换单元，电压变换单元中包括变压器、原边电路和副边电路，所述原边电路中包括开关管，所述副边电路包括第一电路回路，第一电路回路中包含变压器的副边绕组、第一开关单元和第一储能单元；所述副边电路还包括第二电路回路，第二电路回路中包含变压器的副边绕组、第一储能单元、第二开关单元和第二储能单元；所述副边电路还包括第一输出端口和第二输出端口，第一输出端口连接第二储能单元的第一端口，第二输出端口连接第二储能单元的第二端口；开关管导通时，第一开关单元导通且第二开关单元不导通；开关管关断时，第二开关单元导通且第一开关单元不导通。

在本实施例中，由于原边电路中的开关管导通时，第一开关单元导通且第二开关单元不导通，因此当原边电路中的开关管导通时，可以实现为第一储能单元进行充电。而又由于原边电路中的开关管关断时，第二开关单元导通且第一开关单元不导通，因此当原边电路中的开关管关断时，可以实现为第二储能单元充电。

可以理解的是，若需要输出的第二储能单元上的电压是固定的，由于一部分电压可以通过第一储能单元来提供，因此，相比现有技术中的第二储能单元上的电压是全部依靠副边绕组上的电压来提供，就可以减少原边开关管在关断时的副边绕组上的电压，进一步地，由于副边绕组上的电压与副边绕组的匝数通常是相关的，通常情况下，若需要的副边绕组上的电压越多，对应的副边绕组的匝数也就越多。因此，本实施例中，可以实现减小副边绕组的匝数，进而降低变压器体积大和成本高等问题。进一步地，降低变压器的EMI特性差的问题。

结合第四方面，在一种可能的实现方式中，第一储能单元包括至少一个第一电容。

该实现方式中，在第一开关单元导通时，可以通过至少一个电容来实现存储电能。

结合第四方面，在一种可能的实现方式中，第二储能单元包括至少一个第二电容。

该实现方式中，在第二开关单元导通时，可以通过至少一个电容来实现存储电能。

结合第四方面，在一种可能的实现方式中，第一开关单元为第一二极管，第二开关单元为第二二极管。

结合第四方面，在一种可能的实现方式中，第一二极管的负极连接第二二极管的正极。

结合第四方面，在一种可能的实现方式中，所述第一电路回路还包括至少一个限流元件，所述至少一个限流元件与第一二极管和第一储能单元串联。示例性地，限流元件包括以下任意一种：电阻、电感、热敏电阻。

该实现方式中，可以通过限流元件来限制第一电路回路中的电流。

第五方面，本申请提供一种逆变器，包括如第一方面或其中任一方面所述的电压变换单元。

结合第五方面，在一种可能的实现方式中，所述逆变器还用于修复光伏组件产生的电势诱导衰减PID。

结合第五方面，在一种可能的实现方式中，所述第一输出端口用于连接光伏组件的负极，第二输出端口用于与地连接。

该实现方式中，由于第一输出端口能够与光伏组件的负极相连，因此可以将光伏组件的负极对地的电压抬高至第一输出端口的电压，从而达到修复光伏组件产生的PID效应。

第六方面，本申请提供一种光伏发电系统，包括如第五方面或其中任一方面所述的逆变器。

附图说明

图1为本申请一个实施例提供的光伏发电系统的结构性示意图；

图2为本申请提供的现有技术中的用于修复PID的电路结构示意图；

图3为本申请一个实施例提供的电压变换单元的电路结构示意图；

图4为本申请另一个实施例提供的电压变换单元的电路结构示意图；

图5为本申请又一个实施例提供的电压变换单元的结构性示意图。

具体实施方式

光伏发电技术是一种低碳、环保、绿色的能源技术，目前正得到日益广泛的应用。通常，光伏发电技术可以通过光伏发电系统实现。

图1为本申请一个实施例提供的光伏发电系统的结构性示意图。如图1所示，光伏发电系统包括光伏组件101以及逆变电路102。光伏组件101的正极(PV+)和负极(PV-)与逆变电路102的电信号输入端口的相连，逆变电路102的电信号输出端口(包括零线端口L和火线端口N)用于连接交流电网。

在此说明的是，图1仅是示例性地给出了一个光伏组件101，在实际场景中，逆变电路102还可以同时连接多个光伏组件101，本申请实施例对此不做限定。

还在此说明的是，本申请对逆变电路的具体形式不做限定。例如，逆变电路可以为集中式逆变器或者组串式逆变器。其中，集中式逆变器包括汇流模块、逆变器和变压器，组串式逆变器包括逆变器和变压器。其中，汇流模块主要作用是将多个光伏组件的输出电流进行汇流，然后再送入逆变器中。当然，上述两种结构的逆变器也仅仅是举例，本申请实施例中的逆变电路也可以采用其他结构的逆变器实现，本申请对此不做限定。另外，光伏发电系统除了光伏组件和逆变电路外还可以包括其他电路结构，例如是最大功率点跟踪(maximum power point tracking，MPPT)电路等。

对于图1所示的光伏发电系统，太阳光照射在光伏组件101上，光伏组件101会将该太阳光转换成直流电压信号并经正极(PV+)和负极(PV-)输出至逆变电路102，然后逆变电路102再将该直流电压信号转换为交流电压信号并输入到交流电网中。其中，光伏组件101在光照下生成直流电压信号的状态可以称为工作状态。

通常，光伏组件101在工作状态下，光伏组件101的负极(PV-)与光伏组件101的接地金属边框之间会产生负电压。光伏组件的负极(PV-)与接地金属边框之间的负电压导致整个光伏发电系统的输出功率下降。具体地，当光伏组件101在白天工作时，光伏组件的负极(PV-)对地会存在负电压，导致光伏组件的负极(PV-)和金属边框之间会产生几百伏甚至几千伏的电势差，在电势差的作用下，封装玻璃(钢化玻璃)中的碱金属离子(如钠离子)会向光伏组件中的电池串迁移，当碱金属离子进入电池串(例如进入电池串的负电极)时，就会导致光伏组件的发电性能持续衰减，进而导致光伏组件的输出功率发生较大幅度的下降。

作为一种示例，当光伏组件工作时，该光伏组件的负极(PV-)的电压为-300伏(V)，此时该光伏组件的负极(PV-)会与接地的金属边框之间存在-300V的电压，而由于该-300V的电压，会造成光伏组件发电性能的持续衰减，进而导致光伏组件的输出功率发生较大幅度的下降。该现象通常称为电势诱导衰减(potential induced degradation，PID)效应。

因此，如何对PID效应进行修复，以减缓整个光伏发电系统的输出功率的下降，成为亟待解决的技术问题。

目前，相关技术中提供了一种用于修复PID的方法。图2为现有技术中一种用来修复PID的电路示意图。如图2所示，通过在光伏发电系统的逆变器中增加电压变换单元产生直流电压源，然后将该直流电压源加在光伏组件的负极(PV-)与地之间，并且该产生的直流电压源的方向与光伏组件在白天工作时的负极PV-与地之间的直流电压的方向相反，从而达到修复PID的效果。

如图2所示，电压变换单元中包括原边电路和副边支路两部分。其中，原边电路的输入为市电的相电压或者线电压，原边电路通过控制开关为副边支路提供能量。副边支路包括绕组L1、二极管D1、电容C1，绕组L1用于提供副边支路所需的直流电压源，二极管D1和电容C1串联，电容C1的一端接地，电容C1的另一端通过开关K1接入到光伏组件的负极(PV-)上。在具体实施时，通常在原边电路的控制开关控制原边电路导通期间，该原边电路将能量储存在铁芯上，然后，当原边电路的控制开关控制原边电路关断期间，储存在铁芯上的能量释放，为副边支路提供直流电压源，二极管D1导通，副边支路的电流流经二极管D1和电容C1，此时，电容C1与二极管D1相连的一端即为电容C1的正极(对应的电压即为正电压)，在这种情况下，当开关K1闭合时，光伏组件的负极(PV-)对地的电压值就会等于该电容C1的电压值，进一步地，负极(PV-)与接地金属边框之间就会存在正电压，从而将光伏组件的负电极(PV-)对地的电压抬高为正电压。

并且，可以理解的是，为了达到修复效果，需要满足电容C1上的电压值高于或等于光伏组件在白天工作时的负极(PV-)与接地金属边框之间的负电压的绝对值。

然而，由于光伏组件在白天工作时的负极(PV-)与接地金属边框之间的负电压较高，此时需要的电容C1上的电压值就会较高(也称为抗PID电压较高)，例如大于300V，导致绕组L1上的匝数较多，进而导致变压器体积大且成本高等问题。同时，由于绕组L1上的匝数较多，也导致变压器的电磁干扰(electromagnetic interference，EMI)特性差。

鉴于此，本申请实施例提供一种电压变换单元、逆变器及光伏发电系统，能够在达到修复PID的效果的同时，还能够降低绕组L1上的匝数，进而降低变压器体积大和成本高等问题。进一步地，降低变压器的EMI特性差的问题。

在此说明的是，本申请实施例在修复光伏组件产生的PID效应时，待修复的光伏组件既可以是一个，也可以是多个。

图3为本申请一个实施例提供的电压变换单元的电路结构示意图。在此说明的是，本实施例中的电压变换单元的电路可以包含于逆变器中。此外，逆变器中还可以包括其他更多的电路结构，例如包括逆变电路等，本实施例对此不做限定。

如图3所示，所述电压变换单元中包括：副边电路301、原边电路302和变压器。其中，变压器包括副边电路301中的绕组3011和原边电路302中的绕组3021以及铁心。在此说明的是，本实施例中也将绕组3011称为副边绕组3011。

具体地，原边电路中包括开关管3022。副边电路301包括第一电路回路，第一电路回路中包含副边绕组3011、第一开关单元3012和第一储能单元3013。

副边电路301还包括第二电路回路，第二电路回路中包含副边绕组3011、第一储能单元3013、第二开关单元3014和第二储能单元3015；副边电路301还包括第一输出端口3017和第二输出端口3019，第一输出端口3017连接第二储能单元的第一端口3016，第二输出端口3019连接第二储能单元的第二端口3018；所述开关管3022导通时，第一开关单元3012导通且第二开关单元3015不导通，所述开关管3022关断时，第二开关单元3015导通且第一开关单元3012不导通。

本实施例中，副边绕组3011是副边电路中的绕组，通常情况下，该副边绕组3011与原边电路302中的绕组3021位于同一个铁芯上。具体地，原边电路302可以通过原边开关管的控制，使得绕组3021上加上电压来使得铁芯中产生交变的磁通，进一步地，在磁通的作用下，使得副边绕组3011上感应出电动势，以使得副边电路可以工作。

在此说明的是，本申请实施例对原边电路302的具体电路结构不做限定。例如，原边电路302通常可以包括连接市电获得交流电的电路结构，以及通过整流器获得整流电压的电路结构。

在此说明的是，本实施例对副边绕组3011的具体材质不做限定。例如可以使用双丝包绝缘扁线或漆包原线绕成。其中，有关绕组的概念也可以参考相关技术中的描述，此处不再赘述。

本实施例中，副边电路可以认为由两部分构成：由副边绕组3011、第一开关单元3012和第一储能单元3013构成的第一电路回路，和由副边绕组3011、第一储能单元3013、第二开关单元3014和第二储能单元3015构成的第二电路回路。

需要说明的是，在变压器中，通常需要在原边电路中的一次绕组与副边电路中的绕组(也称为二次绕组)上标记同名端，以使得能够确认副边电路中的二次绕组的感应电动势的方向。

作为一种示例，如图3所示，原边电路302中的黑点(位于绕组3021的一端)和副边电路中的黑点(位于副边绕组3011的一端)表示了同名端。此时，若对于原边电路，其黑点处表示的是负极，则副边绕组3011的黑点处表示的是负极；相应地，与绕组3021的黑点所在端相对应的另一端表示的是正极，在这种情况下，若不考虑电路回路是否导通的问题，那么对于第一电路回路，其电流方向应该是从副边绕组3011的正极出发，经过第一开关单元3012和第一储能单元3013，然后回到副边绕组3011的负极。而对于第二电路回路，其电流方向应该是从副边绕组3011的正极出发，先经过第二储能单元3015、再经过第二开关单元3014和第一储能单元3013，然后回到副边绕组3011的负极。

作为另一种示例，仍以图3为例，此时，若对于原边电路，其黑点处表示的是正极，则表示副边绕组3011的黑点处表示的是正极，相应地，与副边绕组3011的黑点所在端相对应的另一端表示的是负极，在这种情况下，若不考虑电路回路是否导通的问题，那么对于第一电路回路，其电流方向应该是从副边绕组3011的正极出发，先经过第一储能单元3013后，再经过第一开关单元3012，然后回到副边绕组3011的负极。而对于第二电路回路，其电流方向应该是从副边绕组3011的正极出发，先经过第一储能单元3013、再经过第二开关单元3014和第二储能单元3015，然后回到副边绕组3011的负极。

其中，有关同名端的详细概念可以参考相关技术中的描述，此处不再赘述。

本实施例中，第一储能单元3013或者第二储能单元3015是指用于存储电能的元件，例如可以是电容。

本实施例中，第一开关单元3012是指能够控制第一电路回路导通或者不导通的开关，例如该第一开关单元3012是二极管，又或者是其他与二极管具有相同功能的元件，本申请实施例对此不做限定。

本实施例中，第二开关单元3014是指能够控制第二电路回路导通或者不导通的开关，例如该第二开关单元3014是二极管，又或者是其他与二极管具有相同功能的元件，本申请实施例对此不做限定。

本实施例中，在原边电路中的开关管3022导通时，第一开关单元3012导通且第二开关单元3014不导通。在原边电路中的开关管3022关断时，第二开关单元3014导通且第一开关单元3012不导通。

可以理解的是，当第一开关单元3012导通且第二开关单元3014不导通时，说明第一电路回路是导通的，进一步地，由于第一电路回路是导通的，这样就会为第一储能单元3013进行充电，从而使得第一储能单元3013可以存储电能。可以理解的是，由于此时第二开关单元3014不导通，此时对于第一输出端口3017和第二输出端口3019之间的电压可以依靠第二储能单元3015进行维持。

还可以理解的是，当第二开关单元3014导通且第一开关单元3012不导通时，说明第二电路回路是导通的，进一步地，由于第二电路回路是导通的，这样就会为第二储能单元3015进行充电，从而使得第二储能单元3015可以存储电能。并且，可以理解的是，在本实施例中，当第二电路回路导通以使得能够为第二储能单元3015充电时，第二储能单元3015上的电压等于副边绕组3011上的电压加上第一储能单元3013上的电压。

可以理解的是，在现有技术中，第二储能单元3015上的电压是全部依靠副边绕组3011上的电压的提供的，而在本实施例中，由于在第二开关单元不导通的时候，第一开关单元是导通的(即可以实现为第一储能单元3013进行充电)，因此，在这种情况下，当第二开关单元导通以使得能够为第二储能单元3015充电时，若需要输出的第二储能单元3015上的电压是固定的，由于一部分电压可以通过第一储能单元3013来提供，那么就可以减少原边开关管在关断时的副边绕组3011上的电压，进一步地，由于副边绕组3011上的电压与副边绕组3011的匝数通常是相关的，通常情况下，若需要的副边绕组3011上的电压越多，对应的副边绕组3011的匝数也就越多。因此，本实施例中，由于可以减少原边开关管在关断时的副边绕组3011上的电压，因此可以减小副边绕组3011的匝数，进而降低变压器体积大和成本高等问题。进一步地，降低变压器的EMI特性差的问题。

在此说明的是，本申请实施例中对原边电路301中的具体电路结构不做限定，可以根据实际场景而定。

在一种可能的实现方式中，第一储能单元包括至少一个第一电容，第二储能单元包括至少一个第二电容，第一开关单元为第一二极管，第二开关单元为第二二极管，第一二极管的负极连接第二二极管的正极。

示例性地，图4为本申请另一个实施例提供的电压变换单元的电路结构示意图。如图4所示，所述电压变换单元包括：副边电路401、原边电路402和变压器。其中，变压器包括副边电路401中的绕组4011和原边电路402中的绕组4021以及铁心。在此说明的是，本实施例中也将绕组4011称为副边绕组4011。

具体地，原边电路中包括开关管4022。副边电路401包括第一电路回路，第一电路回路中包含副边绕组4011、第一二极管4012和第一电容4013。

副边电路401还包括第二电路回路，第二电路回路中包含副边绕组4011、第二电容4013、第二二极管4014和第二电容4015；副边电路401还包括第一输出端口4017和第二输出端口4019，第一输出端口4017连接第二电容4015的第一端口4016，第二输出端口4019连接第二电容4015的第二端口4018；开关管4022导通时，第一开关单元4012导通且第二开关单元4015不导通，所述开关管4022关断时，第二开关单元4015导通且第一开关单元4012不导通。

本实施例相比图3所示的实施例，使用第一二极管4012作为第一开关单元，第二二极管4014作为第二开关单元，第一电容4013作为第一储能单元，第二电容4015作为第二储能单元，并且第一二极管的负极连接第二二极管的正极。

本实施例中，在原边电路中的开关管4022导通时，第一二极管4012导通且第二二极管4014不导通。在原边电路中的开关管4022关断时，第二二极管4014导通且第一二极管4012不导通。

如图4所示，当第一二极管4012导通且第二二极管4014不导通时，说明第一电路回路是导通的，此时在第一电流回路中的电流流向是：从副边绕组4011的下面一端出发，流经第一二极管4013、再流经第一电容4013，最后回到副边绕组4011的上面。这样就会为第一电容4013进行充电，从而使得第一储能单元4013可以存储电能。并且，由于此时第二二极管4014不导通，此时对于第一输出端口4017和第二输出端口4019之间的电压可以依靠第二电容4015进行维持。

还可以理解的是，当第二二极管4014导通且第一二极管4012不导通时，说明第二电路回路是导通的，此时在第二电流回路中的电流流向是：从副边绕组4011的上面一端出发，流经第一二极管4013、再流经第二二极管4014，然后再流经第二电容4015，最后回到副边绕组4011的下面。这样就会为第二电容4015进行充电。

并且，可以理解的是，在本实施例中，当为第二电容4015进行充电时，第二电容4015上的电压等于原边开关管在关断时的副边绕组4011上的电压加上原边开关管在导通时的第一电容4013上的电压。因此，若需要输出的第二电容4015上的电压是固定的，由于一部分电压可以通过第一电容4013来分担，那么就可以减少原边开关管在关断时的副边绕组4011上的电压，因此可以减小副边绕组4011的匝数，进而降低变压器体积大和成本高等问题。进一步地，降低变压器的EMI特性差的问题。

作为一个可选的实施例，第一电路回路还包括至少一个限流元件，至少一个限流元件与第一二极管和第一储能单元串联。示例性地，限流元件包括以下任意一种：电阻、电感、热敏电阻。

应理解，本申请中电路变换单元可以包含于逆变器中，在这种情况下，本申请中的逆变器还可以用于修复光伏组件产生的PID。具体地，当用于修复PID时，本实施例中的第一输出端口可以用于连接光伏组件的负极(PV-)，第二输出端口用于接地。

还在此说明的是，本申请中的逆变器中，副边电路还可以包括更多的支路，例如还可以包括一些用于其他应用(例如用于供电)的支路，例如主反馈支路。其中，主反馈支路可以认为是要求输出的电压比较稳定的，精度要求很高的支路。

下面，结合图5，具体地说明本申请提供的电压变换单元能够降低副边绕组上的匝数的原因。

图5为本申请又一个实施例提供的电压变换单元的结构性示意图。其中，在图5中，位于左边的电路表示原边电路，与原边绕组相连的电路中包括开关管Q1且原边电路中的绕组称为L1，为便于描述，本实施例将该开关管Q1也称为原边开关管Q1。本实施例中，位于右边的副边电路包括两个支路，分别为主反馈支路和用于修复PID的支路。

其中，对于主反馈支路中的绕组称为L2。具体地，主反馈支路中包括二极管D3和电容C3。本实施例中，将电容C3的输出电压用Vout表示。

对于用于修复PID的支路中的绕组称为L3。具体地，用于修复PID的支路中包括二极管D1、电阻Z1、电容C1、二极管D2和电容C2。其中，电容C2的一端输出正电压(如图中的PID+)，一端与地连接。其中，每个部件之间的连接关系可以参考图5。

对于图5所示的电压变换单元，在具体实施时，在原边开关管Q1导通期间，原边电路中的绕组L1处于上面为正极下面为负极的状态，此时变压器处于充磁阶段，电流不断增大；对于副边电路中的主反馈支路，二极管D3反向截止，主反馈支路中的绕组L2中没有电流；对于用于修复PID的支路，二极管D1正向导通，电流经过绕组L3、电阻Z1，二极管D1和电容C1，电容C1在这个期间被充电，并且电容C1的电压处于左边为负极，右边为正极的状态。而对于用于修复PID的支路中的二极管D2反向截止，此时的PID输出电压主要依靠电容C2维持。

在原边开关管Q1关断期间，原边电路中的绕组L1处于上面为负极下面为正极的状态，电流为0，此时变压器处于退磁阶段；对于副边电路中的主反馈支路中的绕组L2处于上面为正极下面为负极的状态，此时二极管D3正向导通，给主反馈支路中的电容C3进行充电；对于用于修复PID的支路中的绕组L3处于上面为正极下面为负极的状态，此时二极管D1反向截止，二极管D2正向导通，用于修复PID的支路中的电流经过绕组L3、电容C1，二极管D2和电容C2。可以看出，此时的PID输出电压等于Q1关断期间的绕组L3上电压加上在Q1导通时的电容C1上的电压。

现假设原边绕组L1的匝数为N1，原边电路的输入电压为Vin，主反馈支路中的绕组L2的匝数为N2，主反馈支路的输出电压为Vout(即电容C3上的电压)，用于修复PID的支路中的绕组L3的匝数为N3，用于修复PID的支路的输出电压为Vpid(即电容C2上的电压)。那么，在原边开关管Q1导通期间，用于修复PID的支路中的绕组L3对应的感应电压为：Vin*N3/N1；而在原边开关管Q1关断期间，用于修复PID的支路中的绕组L3对应的感应电压为：Vout*N3/N2；则，可以得出：Vpid＝Vin*N3/N1+Vout*N3/N2。

可以理解，由于抗PID电压在数值上等于原边开关管Q1导通时电容C1上的电压再加上原边开关管Q1关断时绕组L3上的电压，所以可以降低绕组L3的匝数，进而减小变压器的体积，从而也改善了变压器的EMI特性。

上述实施例，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或其他任意组合来实现。当使用软件实现时，上述实施例可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令或计算机程序。在计算机上加载或执行所述计算机指令或计算机程序时，全部或部分地产生按照本申请实施例所述的流程或功能。所述计算机可以为通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集合的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质。半导体介质可以是固态硬盘。

应理解，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况，其中A,B可以是单数或者复数。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系，但也可能表示的是一种“和/或”的关系，具体可参考前后文进行理解。

本申请中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a,b,或c中的至少一项(个)，可以表示：a,b,c,a-b,a-c,b-c,或a-b-c，其中a,b,c可以是单个，也可以是多个。

应理解，在本申请的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器、随机存取存储器、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (19)

1.一种光伏组件的电势诱导衰减效应的修复装置，其特征在于，所述修复装置中包括变压器、原边电路和副边电路，所述原边电路中包括开关管，所述副边电路包括第一电路回路，所述第一电路回路中包含所述变压器的副边绕组、第一开关单元和第一储能单元；

所述副边电路还包括第二电路回路，所述第二电路回路中包含所述变压器的副边绕组、所述第一储能单元、第二开关单元和第二储能单元，所述第二储能单元的正极用于连接光伏发电系统中的光伏组件的负极，所述第二储能单元的负极用于与地连接；

所述修复装置在所述开关管导通时，所述第一开关单元导通且所述第二开关单元不导通；

所述修复装置在所述开关管关断时，所述第二开关单元导通且所述第一开关单元不导通。

2.根据权利要求1所述的修复装置，其特征在于，所述第一储能单元包括至少一个第一电容。

3.根据权利要求1或2所述的修复装置，其特征在于，所述第二储能单元包括至少一个第二电容。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的修复装置，其特征在于，所述第一开关单元为第一二极管，所述第二开关单元为第二二极管。

5.根据权利要求4所述的修复装置，其特征在于，所述第一二极管的负极连接所述第二二极管的正极。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的修复装置，其特征在于，所述第一电路回路还包括至少一个限流元件，所述至少一个限流元件与所述第一二极管和所述第一储能单元串联。

7.根据权利要求6所述的修复装置，其特征在于，所述限流元件包括以下任意一种：电阻、电感、热敏电阻。

8.一种逆变器，其特征在于，包括如权利要求1至7中任一项所述的修复装置。

9.一种光伏发电系统，其特征在于，包括如权利要求8所述的逆变器。

10.一种电压变换单元，其特征在于，所述电压变换单元中包括变压器、原边电路和副边电路，所述原边电路中包括开关管，所述副边电路包括第一电路回路，所述第一电路回路中包含所述变压器的副边绕组、第一开关单元和第一储能单元；

所述副边电路还包括第二电路回路，所述第二电路回路中包含所述变压器的副边绕组、所述第一储能单元、第二开关单元和第二储能单元；

所述副边电路还包括第一输出端口和第二输出端口，所述第一输出端口连接所述第二储能单元的第一端口，所述第二输出端口连接所述第二储能单元的第二端口；

所述开关管导通时，所述第一开关单元导通且所述第二开关单元不导通；

所述开关管关断时，所述第二开关单元导通且所述第一开关单元不导通。

11.根据权利要求10所述的电压变换单元，其特征在于，所述第一储能单元包括至少一个第一电容。

12.根据权利要求10或11所述的电压变换单元，其特征在于，所述第二储能单元包括至少一个第二电容。

13.根据权利要求10至12中任一项所述的电压变换单元，其特征在于，所述第一开关单元为第一二极管，所述第二开关单元为第二二极管。

14.根据权利要求13所述的电压变换单元，其特征在于，所述第一二极管的负极连接所述第二二极管的正极。

15.根据权利要求10至14中任一项所述的电压变换单元，其特征在于，所述第一电路回路还包括至少一个限流元件，所述至少一个限流元件与所述第一二极管和所述第一储能单元串联。

16.根据权利要求15所述的电压变换单元，其特征在于，所述限流元件包括以下任意一种：电阻、电感、热敏电阻。

17.一种逆变器，其特征在于，包括如权利要求10至16中任一项所述的电压变换单元。

18.根据权利要求17所述的逆变器，其特征在于，所述逆变器还用于修复光伏组件产生的电势诱导衰减PID。

19.根据权利要求18所述的逆变器，其特征在于，所述第一输出端口用于连接所述光伏组件的负极，所述第二输出端口用于与地连接。

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