CN117616681A - 构成多级的电力转换装置 - Google Patents

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Abstract

根据本发明的一个实施例的电力转换装置包括：多个转换器，其包括至少一个上部开关和至少一个下部开关，并且多个转换器分别连接至多个电池单元串；以及辅助供电单元，其用于向多个转换器中的每个转换器提供驱动电力，其中，辅助供电单元包括：初级侧电路，其用于接收多个电池单元串的输出端子中至少一个输出端子的电压；绝缘型转换器，其用于根据初级侧电路的电压向第一次级侧电路输出电压；以及多个第一次级侧电路，其用于通过使用从绝缘型转换器输出的电压向多个转换器中的每个上部开关提供驱动电力，其中，多个转换器构成多级。

Description

构成多级的电力转换装置
技术领域
根据本发明的示例性和非限制性实施例的教导涉及电力转换装置，尤其涉及使用构成多级的多个转换器的电力转换装置。
背景技术
光伏发电是一种环保型能源产生方法，其已被广泛用于替代传统的化学发电和核能发电。通常，独立发电由太阳能电池单元、蓄电池和电力转换装置组成，而并网(grid-connected)系统连接至商用电源，使得能够与负载电网交换电力。
太阳能电池单元模块的最大功率点根据光照、温度等因素而不同。为使光伏电池单元在其最大功率点运行，可以使用模块级电力电子器件(MLPE)，并在逐个模块的基础上进行最大功率点跟踪(MPPT)控制。然而，当模块中的每个电池单元具有不同的光照、温度等时，具有单个转换器的MLPE难以实现优化的MPPT控制。
如图1所示，在单个转换器应用方法中，所有电池单元串联连接并馈入MLPE，MLPE对整个太阳能电池单元模块执行最大功率点跟踪控制。在这种情况下，存在如下的问题，即由于电池单元串中不同的光照量，导致每个电池单元串的最大功率点不同，无法对各电池单元串进行最大功率点跟踪控制。
此外，如图2所示，在具有单个转换器的MLPE应用方法中，太阳能电池单元模块、DC/DC转换器和控制器被设计为具有相同的电势。因此，电压检测电路可以仅利用电阻器分配电路来实现，用于控制器检测PV电池单元模块电压和DC/DC转换器输出电压。然而，上述方法不能应用于构成多级的MLPE。
此外，在具有单个转换器的MLPE应用方法中，太阳能电池单元模块、DC/DC转换器、控制器和辅助电源都使用相同的接地。因此，可以配置辅助供电电路以从光伏电池单元模块接收电力并向转换器和控制器提供辅助电力，如图3和图4所示。然而，上述方法不能应用于构成多级的MLPE。
发明内容
[技术主题]
本发明旨在解决的技术主题是提供一种使用构成多级的多个转换器的电力转换装置。
[技术方案]
为了解决上述技术主题，一种根据本发明的示例性实施例的电力转换装置可以包括：
多个转换器，该多个转换器包括至少一个上部开关和至少一个下部开关，并且该多个转换器分别连接至多个电池单元串；以及
辅助供电单元，该辅助供电单元用于向多个转换器中的每个转换器提供驱动电力，其中，
辅助供电单元包括：
初级侧电路，该初级侧电路用于接收多个电池单元串的输出端子中至少一个输出端子的电压；
绝缘型转换器，该绝缘型转换器用于根据初级侧电路的电压向第一次级侧电路输出电压；以及
多个第一次级侧电路，该多个第一次级侧电路用于通过从绝缘型转换器输出的电压来向多个转换器的每个上部开关提供驱动电力；其中，
多个转换器构成多级。
此外，每个第一次级侧电路可以连接连接至将门信号提供到上部开关的上部门驱动器以及上部开关与下部开关之间的端子。
此外，电力转换装置可以包括多个单独的辅助供电单元，每个辅助供电单元向多个转换器的相应的下部开关提供驱动电力。
此外，单独的辅助供电单元可以包括连接在多个转换器的每个输入端两端之间的调节器，该调节器连接在输入端的(-)端子与向下部开关提供门信号的下部门驱动器之间。
此外，电力转换装置可以包括多个第二次级侧电路，多个第二次级侧电路用于使用从绝缘型转换器输出的电压向多个转换器的每个下部开关提供驱动电力，绝缘型转换器根据初级侧电路中的电压向第二次级侧电路输出电压。
此外，多个转换器中的至少一个转换器使相应的转换器的上部开关连续导通运行。
此外，上部开关连续导通运行使相应的转换器的输入电压可以被旁路并输出。
此外，在初级侧电路中，多个电池单元串的每个输出端可以经由开关元件并联连接。
此外，绝缘型转换器可以包括反激转换器、正激转换器和LLC转换器中的至少一种。
此外，隔离型转换器可以通过参考具有与初级侧电路相同电势的次级侧电路的输出电压来执行初级侧调节(PSR)。
此外，多个转换器可以以级联(cascode)方式连接。
为了解决上述技术主题，根据本发明的另一个示例性实施例提供了一种电力转换装置，包括：多个转换器，每个转换器连接至多个电池单元串，多个转换器包括至少一个上部开关和至少一个下部开关；以及辅助供电单元，用于向多个转换器中的每个转换器提供驱动电力，辅助供电单元包括：第一初级侧电路，其接收多个电池单元串中的至少一个电池单元串的输出端的电压；以及第二初级侧电路，其接收多个电池单元串中的至少一个电池单元串的输出端的电压；第一隔离型转换器，根据第一初级侧电路的电压向第一次级侧电路输出电压；第二隔离型转换器，根据第二初级侧电路的电压向第二次级侧电路输出电压；以及多个第一次级侧电路，其使用从第一隔离型转换器输出的电压向多个转换器的每个上部开关提供驱动电力；以及多个第二次级侧电路，其使用从第二隔离型转换器输出的电压向多个转换器的每个下部开关提供驱动电力，其中多个转换器构成多级。
此外，可以输出多个转换器中的至少一个，使得当转换器的上部开关连续导通运行时，相应(对应)的转换器的输入电压被旁路。
[有益效果]
根据本发明的实施例，在使用构成多级的MLPE时，可以实施辅助供电电路，以平滑地向每个DC/DC转换器的上部开关和下部开关提供辅助电力。这里，可以通过将单个或多个绝缘型转换器应用于辅助供电电路来生成多个辅助电源，这有利于降低材料成本。此外，通过使用构成多级的MLPE，可以向每个DC/DC转换器的上部开关提供辅助电源，使得上部开关能够以100％占空比被激励并且进一步优化旁路模式中的运行。
附图说明
图1至图4是根据本发明的比较实施例的光伏模块的框图。
图5是用于说明最大功率点跟踪控制的图。
图6是根据本发明的一个实施例的电力转换装置的框图。
图7至图12是用于说明本发明的实施例的图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图详细描述本发明的示例性实施例。
然而，本发明不限于所描述的给定示例性实施例，而是可以以各种不同的形式来实现，并且在本发明的范围内，可以在实施例之间可选地组合或替换示例性实施例的部件中的一个或更多个部件。
此外，除非明确地定义和描述，在本发明的实施例中使用的术语(包括技术和科学术语)将按照本发明所属领域的普通技术人员将理解的意义来解释，并且通常使用的术语(诸如字典定义的术语)将根据它们在相关领域中的上下文含义来解释。
此外，本发明的实施例中使用的术语旨在描述实施例，而不旨在限制本发明。
在本说明书中，除非上下文另有要求，否则单数形式也可以包括复数形式，并且对“A和(或)B和C中的至少一个(或多个)”的引用可以包括可以组合的A、B和C的任何组合中的一个或更多个。
此外，术语第一、第二、A、B、(a)、(b)等可用于描述本发明的实施例的部件。这些术语仅旨在将一个部件与另一部件区分开，而不旨在通过这些术语来限制这些部件的性质、顺序或次序。
此外，当部件被描述为“连接”、“耦接”或“附接”至另一部件时，其可以包括该部件直接“连接”、“耦接”或“附接”至另一部件的情况，以及该部件“连接”、“耦接”或“附接”至该部件与该另一部件之间的又一部件的情况。
此外，当被描述为形成或设置在每个部件“上方”或“下方”时，“上方”或“下方”不仅包括两个部件彼此直接接触的情况，而且包括一个或更多个其他部件形成或设置在这两个部件之间的情况。此外，当表述为“上方”或“下方”时，其可以包括相对于单个部件向上以及向下的含义。
根据本发明的示例性实施例的变型可以包括每个实施例的一些配置连同其他实施例的一些配置。也就是说，变型可以包括各种实施例中的一个实施例，但省略一些配置并且包括相应的其他实施例的一些配置。可选地，也可以反过来。实施例中描述的特征、结构、效果等被包括在至少一个实施例中，并且不一定限于一个实施例。此外，每个实施例中例示的特征、结构、效果等可以由所属领域的普通技术人员在其他实施例中组合或修改。因此，与这些组合和修改相关的内容应当被解释为在实施例的范围内。
图6是根据本发明的一个实施例的电力转换装置的框图，图7至图12是用于说明本发明的实施例的图。
根据本发明的一个实施例的电力转换装置(100)可以包括多个转换器(110)和辅助供电单元(120)，并且可以包括多个电池单元串(130)和控制单元(未示出)。
多个转换器(110)中的每个转换器可以包括至少一个上部开关和至少一个下部开关，并且多个转换器(110)中的每个转换器可以连接至多个电池单元串中的每个电池单元串。
多个电池单元串(130)中的每个电池单元串可以包括至少一个电池单元，并且当包括多个电池单元时，多个电池单元可以串联连接。电池单元串(130)可以是包括光伏电池单元的太阳能电池单元串。太阳能电池单元串可以形成太阳能电池单元板。太阳能电池单元可以是光伏(PV)的，其使用光电效应来发电。光电效应是当高于特定频率的光照撞击特定金属材料时发射电子，并且通过使用P型半导体和N型半导体形成PN结、并使用由光电效应产生的电子生成电流来生成电力。光伏电池单元使用硅和其他材料形成，并且能够以晶片的形式形成。光伏电池单元位于能够接收良好光照的地方，在建筑物的外墙上、屋顶上等，并且使用光照发电。在这种情况下，光伏电池单元可以形成为与建筑物一体的BIPV(建筑物一体化光伏发电)。
因为由单个太阳能电池单元生成的电力的量不足以供负载或电网使用，所以可以将多个太阳能电池单元而不是单个太阳能电池单元串联连接以形成太阳能电池单元串，从而生成适合大小的电力以供使用。太阳能电池单元串可以是发电的基本单元。多个电池单元串可以形成到面板中以形成太阳能电池单元板。光伏电池单元具有不同的电压-电流特性，其最大功率点(MPP)根据光照、空气温度等而波动，如图5所示。(生成的功率＝电压X电流)电力转换装置用于控制太阳能电池单元，从而在最大功率点(MPP)处运行，最大功率点是太阳能电池单元在各种条件下生成最大功率的工作点。这被称为最大功率点跟踪(MPPT)，它可以用于提高太阳能发电的效率。根据太阳能发电中电流与电压之间的关系以及电压与功率之间的关系的性质，最大功率可以不是最大电压，而是最大电压的约80％处的功率。由于该最大功率点根据太阳能电池单元板生成的电压和电流的大小而不断地变化，因此有必要保持对能够出现最大功率点的点进行搜索。换句话说，为了跟踪最大功率而不是最大电压，可以改变电压和电流的大小，从而实现最大功率。即，沿增加功率的方向，可以降低电压并增加电流，或者可以增加电压并降低电流。
转换器包括与多个电池单元串(130)的数量对应的多个转换器(110)。每个转换器(110)连接至相应(对应)电池单元串(130)，接收由电池单元串(130)生成的电力，转换电压并输出电压。如图1所示，当所有电池单元串串联连接并且使用单个转换器执行最大功率点跟踪控制时，难以在电池单元串之间的光照量等存在差异时执行最佳最大功率点跟踪，因此为了有效地进行最大功率点跟踪控制，包括了连接至多个电池单元串中的每个电池单元串的多个转换器，以在电池单元串的基础上执行最大功率点跟踪。
转换器(110)是DC-DC转换器，并且可以将具有第一电压的信号转换为具有第二电压的信号并输出该信号。可选地，可以将具有第一电流的信号转换为具有第二电流的信号并输出该信号。在这种情况下，多个转换器(110)可以构成多级。多个转换器(110)可以级联连接以构成多级。这里，级联意味着输出在多个级中连接，并且转换器的输出根据级联连接叠加以构成多级。多级是指将每个转换器的输出信号组合成单个信号并输出的结构。在这种情况下，上级转换器的输出的(-)端子顺序地连接至相邻的下级转换器的输出的(+)端子，并且顶层转换器的输出和底层转换器的输出被组合并输出为一个信号。
控制单元将控制信号施加到多个转换器(110)中的每一个。多个转换器(110)接收控制信号并执行电力转换。此时，可以执行最大功率点跟踪控制，或者可以执行旁路操作。
多个转换器(110)中的每个转换器从控制单元接收控制信号，并执行最大功率点跟踪，使得每个连接的电池单元串(130)的功率是最大功率。当在特定区域上形成由多个电池单元串形成的光伏模块时，当电池单元串之间的光照量不同时，电池单元串的最大功率点变化，并且多个转换器中的每个转换器对每个电池单元串执行最大功率点跟踪控制，使得在每个电池单元串中生成最大功率。这实现了每个电池单元串的经优化的最大功率点跟踪控制。
多个转换器(110)可能需要执行旁路功能，由此，根据情况原样输出电池单元串的电压。
后面将更详细地描述旁路操作。
辅助供电单元(120)可以向多个转换器(110)中的每个转换器提供驱动电力。多个转换器(110)各自可以包括至少一个上部开关和至少一个下部开关，并且通过控制上部开关和下部开关导通和关断来执行电力转换。上部开关和下部开关可以彼此互补地布线。每个开关可以通过保持开关导通的时间(即，特定占空比)进行控制。这里，占空比是指一定时间段内的导通率(on-in ratio)，也称为时间比。
每个开关可以是通过接收驱动电力来操作的开关元件，需要辅助电源来操作每个开关。开关元件可以是半导体开关元件，诸如FET或IGBT。
如图7和图8所示，可以生成辅助电源并将其提供给每个转换器。图7可以包括相对于每个转换器的参考电势，生成并提供辅助电源(V_AUX.X)的辅助电力电路。用于每个转换器的辅助电源(V_AUX.X)可以向用于驱动FET的门驱动器提供驱动电力，FET是包括在每个转换器中的开关元件。
如图8所示，在下部开关(LOW-SIDE FET)的情况下，源极端子可以直接连接至辅助供电(V_AUX.X)的阴极，因此可以直接使用辅助供电来驱动FET。然而，由于上部开关(HIGH-SIDE FET)的源极端子不直接连接至辅助供电的阴极，并且门驱动器不能直接使用辅助供电，所以必须使用自举电路来生成和使用单独的电源(V_HS X)。为了使自举电路生成电压，必须激励下部开关以形成电容器的充电路径。因此，不可能在不对下部开关进行操作的情况下连续地激励(导通)上部开关，并且有必要间歇地激励下部开关，即使是较短的时间，以维持自举的输出电压。
如前所述，根据情况，多个转换器(110)中的至少一个转换器可能需要旁路操作，以将电池单元串的电压直接传递到输出侧。例如，如果多个电池单元串(130)中的一些电池单元串由于遮蔽等原因而生成比其他电池单元串更低的电压，则其他电池单元串的电压可以被直接旁路到输出，以便减小每个电池单元串之间的电压差，以减少损耗并提高效率。为了将输入电压旁路，必须持续地激励(导通)上部开关，使得输入电压施加到电容器，该电容器两端施加的是输出电压，即，上部开关的占空比必须维持在100％，但是在图7和图8的实施例中，存在上部开关不能被持续地激励的限制。由于下部开关必须被激励，即使是较短的时间，因此可能出现效率降低的问题。
为了保持上部开关被激励用于旁路操作，辅助供电单元(120)可以包括：初级侧电路，其接收多个电池单元串的输出端中至少一个输出端的电压；绝缘型转换器，其基于初级侧电路的电压向第一次级侧电路输出电压；以及多个第一次级侧电路，其使用从绝缘型转换器输出的电压来向多个转换器的上部开关中的每个上部开关提供驱动电力。
如图9至图12所示，绝缘型转换器可以用于从下部开关向多个转换器的上部开关提供单独的驱动电源，从而以100％占空比激励上部开关。
根据本发明的示例性实施例的电力转换装置的描述集中于辅助供电单元的配置，该辅助供电单元生成用于驱动转换器的开关的辅助电源，并且应当理解，可以省略对一些配置的描述，还可以包括根据本发明的实施例的配置。
多个转换器(110)各自以级联方式连接至多个电池单元串(130)以构成多级。将从多个转换器(110)输出的最高级到最低级的信号组合并作为单个信号输出。
辅助供电单元(120)可以向多个转换器中的每个转换器提供驱动电力。与图3和图4中电池单元串、转换器、控制单元和辅助电源都使用相同的接地不同，在多级配置的情况下，辅助供电单元(120)必须为每级提供辅助电力。
为此，辅助供电单元(120)可以包括绝缘型转换器。绝缘型转换器的初级侧电路被施加多个电池单元串的输出端的至少一个输出端的电压，绝缘型转换器根据初级侧电路的电压向次级侧电路输出电压，并且多个第一次级侧电路使用从绝缘型转换器输出的电压向多个转换器的每个上部开关提供驱动电力。
初级侧电路可以接收多个电池单元串的至少一个输出的电压，其中初级侧电路可以使多个电池单元串的每个输出经由开关元件并联连接。这里，开关元件可以是如图9所示的二极管。通过经由二极管连接多个电池单元串中的每个电池单元串的所有输出，可以选择性地施加最高的电池单元串电压，即，即使一些电池单元串缺少光照，也可以使用生成足够电力的其他电池单元串的电压来为所有转换器提供驱动电力，由此可以获得冗余。可选地，显然在没有二极管的情况下，可以将特定电池单元串的电压作为输入，并使用它来提供辅助电力。
绝缘型转换器可以包括反激转换器、正激转换器和LLC转换器中的至少一种。绝缘型转换器可以执行初级侧调节(PSR)。可以参考具有与初级电路相同的参考电势的第一次级类型电路的输出电压来执行PSR。可以通过参考经由变压器反映到初级侧的电压来控制第一次级电路的输出。绝缘型转换器还可以使用三级绕组来控制第一次级电路输出。绝缘型转换器还可以通过仅参考第二次级电路输出电压来控制，该第二次级电路输出电压参考与初级电路相同的电势。例如，如果初级电路以地为参考，则可以通过参考以地为参考的第一次级电路输出电压来控制。
为了通过绝缘型转换器和第一次级类型电路向上部开关和下部开关提供驱动电力，可以包括单独的辅助供电单元或第二次级类型电路。
首先，可以包括多个单独的辅助供电单元，以向多个转换器的每个下部开关提供驱动电力。如图10所示，单独的辅助供电单元可以与第一次级侧电路分离地向下部开关提供驱动电力。
单独的辅助供电单元可以包括连接在多个转换器的每个输入端的两端之间的调节器，并且调节器可以连接在向下部开关提供门信号的下部门驱动器与输入端的(-)端子之间。如图10所示，单独的辅助供电单元可以向每个转换器的输入端的(-)端子提供驱动电力。
向上部开关提供驱动电力的每个第一次级侧电路可以连接至向上部开关提供门信号的上部门驱动器以及上部开关与下部开关之间的端子。如图10所示，可以基于上部开关与下部开关之间的端子来提供驱动电力。
绝缘型转换器可以用于向每个上部开关提供驱动电力，并且可以应用单独的调节器向每个下部开关提供驱动电力。
由于MLPE的特性，能够在大部分时间中运行在旁路模式下，并且如上所述的每个辅助电源的单独的实现方式使得能够针对旁路模式来优化辅助供电，即，绝缘型转换器可以用于以100％占空比连续地导通上部开关。此外，由于没有应用自举电路，因此可以通过将单独的调节器的负载部分地转移到绝缘型转换器来减小单独的调节器的功率容量，使得能够以较低的材料成本来配置在旁路模式中不频繁使用的单独的辅助电源。
单独的辅助供电单元可以包括单个调节器。单个调节器可以包括线性调节器、电荷泵、升压转换器和降压转换器中的至少一种。单个调节器可以选择性地使用线性调节器、电荷泵、升压(升降压型buck-boost)转换器或增压(boost)转换器。在单个调节器中实现单独的辅助供电单元具有简化电路构造的优点。
由于电池单元串电压根据太阳能电池单元的状况不时地变化，因此应当根据串电压的变化范围与辅助电源的目标电压(V_AUX)之间的关系适当地应用电池单元串电压。如果辅助电源的目标电压(V_AUX)低于最低电池单元串电压，则需要降压，这可以利用线性调节器或减压(buck)转换器来实现。如果辅助电源的目标电压(V_AUX)高于最高电池单元串电压，则需要升压，这可以利用电荷泵或增压转换器来实现。如果仅需要降压或升压，则电路配置相对简单并且能够以低材料成本实现。然而，如果辅助电源的目标电压(V_AUX)低于最高电池单元串电压并且高于最低电池单元串电压，则需要升压/降压电压，应当使用非反相升降压型转换器，其中输出电压不被反相为负电压。非反相升降压型转换器需要四个半导体开关，导致相对复杂的电路和较高的材料成本。
在构造单独的辅助供电单元时，可以使用两级或更多级级联连接的调节器。两级或更多级调节器可以包括线性调节器、电荷泵、升压转换器和降压转换器中的至少两种。可以使用两级相同或不同类型的调节器。在实现具有升压/降压电压能力的辅助供电电路中，升压调节器和降压调节器可以被配置为级联。在这种情况下，无论升压调节器和降压调节器的放置次序如何，都能够实现电路。在两级调节器配置中，升压/降压型意味着辅助供电电压(V_AUX)可以相对于电池单元串电压升压和降压。
此时，如图23所示，两级或更多级调节器可以包括降压调节器和升压调节器。这里，降压调节器可以包括线性调节器和降压转换器中的至少一种，并且升压调节器可以包括电荷泵和升压转换器中的至少一种。
线性调节器、电荷泵、升压转换器、降压转换器和增压转换器的组合可以用作两级调节器，降压调节器和升压调节器的组合可以用于实现具有两级调节器的升压功能。如图24所示，可以使用线性调节器-电荷泵组合、线性调节器-增压转换器组合、减压转换器-电荷泵组合以及减压转换器-增压转换器组合来形成辅助供电单元。在这些组合中，与非反相类型的升降压型转换器相比，组合1至3可以降低材料成本。
此外，可以包括用于向多个转换器(110)的下部开关中的每个下部开关提供驱动电力的多个第二次级侧电路，使用从绝缘型转换器输出的电压，并且可以根据初级侧电路中的电压将电压输出到第二次级侧电路。
如图11所示，第一次级侧电路和第二次级侧电路可以包括向包括在每个转换器中的上部开关提供辅助电力的第一次级侧电路，以及向包括在每个转换器中的下部开关提供辅助电力的第二次级侧电路。上部开关和下部开关可以各自设置有单独的驱动电源。
辅助供电单元(120)可以是多输出绝缘型转换器，其中多输出绝缘型转换器可以包括向包括在每个转换器中的上部开关提供辅助电力的第一输出和向包括在每个转换器中的下部开关提供辅助电力的第二输出。具有多输出能力的绝缘型转换器也可以应用为单个调节器。对于具有多输出能力的绝缘型转换器，可以向转换器中包括的下部开关和上部开关中的每一个提供驱动电力。辅助电力也可以通过组合单独的转换器、将次级电路的输出作为其输入的线性调节器来生成。
可以包括控制单元，该控制单元监测多个转换器的输入信号、输出信号和在多个转换器中的每个转换器中包括的电感器中流动的电流中的至少一个，并将其经由电力线通信(PLC)传输到外部，或者该控制单元生成控制信号并将控制信号施加到多个转换器中的每个转换器，并且可以包括向控制单元提供驱动电力的第三次级侧电路。除了对应于每个转换器的次级电路之外，还可以使用用于单独目的的附加次级电路。另外，可以将辅助电力提供到需要电力(诸如，驱动电力)的各种模块。
根据本发明的另一实施例的电力转换装置可以包括至少一个上部开关及至少一个下部开关、各自连接至多个电池单元串的多个转换器以及向多个转换器中的每个转换器提供驱动电力的辅助供电单元。
根据本发明的另一实施例的电力转换装置的详细描述对应于参照图1至图11描述的电力转换装置的详细描述，下文将省略冗余描述。
根据本发明的另一示例性实施例的电力转换装置的辅助供电单元可以包括：第一初级侧电路，其接收多个电池单元串的至少一个输出端的电压；第二初级侧电路，其接收多个电池单元串的至少一个输出端的电压；第一绝缘型转换器，其根据第一初级侧电路的电压向第一次级侧电路输出电压；及第二绝缘型转换器，其根据第二初级侧电路的电压向第二次级侧电路输出电压；多个第一次级侧电路，其用于使用从第一绝缘型转换器输出的电压向多个转换器的每个上部开关提供驱动电力；以及多个第二次级侧电路，其用于使用从第二绝缘型转换器输出的电压向多个转换器的每个下部开关提供驱动电力，其中多个转换器构成多级。
在提供辅助电力时，可以使用多个绝缘型转换器而不是单个绝缘型转换器，即，通过使用用于向上部开关提供驱动电力的第一绝缘型转换器和用于向下部开关提供驱动电力的第二绝缘型转换器，可以单独地操作互补地导通的上部开关和下部开关，从而降低功耗。
如图12所示，第一初级侧电路、第一绝缘型转换器和第一次级型电路可以用于向转换器的上部开关提供驱动电力，第二初级侧电路、第二绝缘型转换器和第二次级型电路可以用于向转换器的下部开关提供驱动电力。
与使用用于上部开关和下部开关两者的单个绝缘型转换器相比，可以减少输出的数量和峰值输出功率，从而有利于转换器设计。此外，由于MLPE主要在旁路模式下运行的特性，较不频繁使用的用于下部开关的辅助供电单元可以利用单个转换器来实现，从而降低材料成本。
根据本发明的一个实施例的光伏模块可以包括多个电池单元串(130)、多个转换器(110)和辅助供电单元(120)。根据本发明实施例的光伏模块的详细描述与参照图1至图12描述的电力转换装置的详细描述对应，将省略冗余描述。通过向转换器的上部开关提供单独的驱动电力，可以以100％占空比连续地导通上部开关，从而进一步优化旁路模式下的运行，并且可以减少用于向下部开关提供驱动电力的辅助供电电路上的负担，从而使得能够以较低的材料成本来构造更简单、不太频繁使用的辅助供电电路。
本公开所属领域的技术人员将理解，在不脱离上述主题的基本特征的情况下可以实施变型。因此，所公开的方法应从说明性而非限制性的观点来考虑。本发明的范围在专利的权利要求中而不是前面的描述中示出，并且等同物的范围内的所有差异都应被解释为包括在本发明中。

Claims (10)

1.一种电力转换装置，包括：
多个转换器，所述多个转换器包括至少一个上部开关和至少一个下部开关，并且所述多个转换器分别连接至多个电池单元串；以及
辅助供电单元，所述辅助供电单元用于向所述多个转换器中的每个转换器提供驱动电力，
其中，所述辅助供电单元包括：
初级侧电路，所述初级侧电路用于接收所述多个电池单元串的输出端子中至少一个输出端子的电压；
绝缘型转换器，所述绝缘型转换器用于根据所述初级侧电路的电压向第一次级侧电路输出电压；以及
多个第一次级侧电路，所述多个第一次级侧电路用于通过使用从所述绝缘型转换器输出的电压来向所述多个转换器的每个所述上部开关提供驱动电力，其中，
所述多个转换器构成多级。
2.根据权利要求1所述的电力转换装置，其中，每个所述第一次级侧电路连接至将门信号提供到所述上部开关的上部门驱动器以及所述上部开关与所述下部开关之间的端子。
3.根据权利要求1所述的电力转换装置，包括多个单独的辅助供电单元，每个辅助供电单元向所述多个转换器的相应的下部开关提供驱动电力。
4.根据权利要求3所述的电力转换装置，其中，所述单独的辅助供电单元包括连接在所述多个转换器的每个输入端两端之间的调节器，所述调节器连接在所述输入端的(-)端子与向所述下部开关提供门信号的下部门驱动器之间。
5.根据权利要求1所述的电力转换装置，包括多个第二次级侧电路，所述多个第二次级侧电路用于使用从所述绝缘型转换器输出的电压向所述多个转换器的每个所述下部开关提供驱动电力，所述绝缘型转换器根据所述初级侧电路中的电压向所述第二次级侧电路输出电压。
6.根据权利要求1所述的电力转换装置，其中，所述多个转换器中的至少一个转换器使相应的转换器的上部开关连续导通运行。
7.根据权利要求6所述的电力转换装置，其中，所述上部开关连续导通运行使相应的转换器的输入电压被旁路并输出。
8.根据权利要求1所述的电力转换装置，其中，在所述初级侧电路中，所述多个电池单元串的每个输出端经由开关元件并联连接。
9.根据权利要求1所述的电力转换装置，其中，所述绝缘型转换器包括反激转换器、正激转换器和LLC转换器中的至少一种。
10.根据权利要求1所述的电力转换装置，其中，所述绝缘型转换器通过参考具有与所述初级侧电路相同电势的次级侧电路的输出电压来执行初级侧调节(PSR)。
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