CN205829465U - 光伏系统的电源转换器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提出一种光伏系统的电源转换器，涉及太阳能发电，包括太阳能电池阵列、直流/直流转换器、电压电流感测器、最大功率追踪控制器及闸极驱动器。本实用新型的电源转换器，获取直流/直流转换器2的输出功率以及输出电压信号变化率，通过最大功率追踪控制器来驱动栅极驱动器，并以扰动观察法对直流/直流转换器责任周期的调变，达到阻抗匹配的目的，使得太阳能电池陈列能够工作在最大功率点，可将太能能电池做最大功率输出以及对太阳能光伏系统进行节能控制。
Description
技术领域
本实用新型涉及太阳能发电，尤其涉及光伏系统的电源转换器。
背景技术
如图1所示，现有的太阳能光伏系统，该太阳能电池阵列11经过直流/直流转换器12、电压电流感测器13以及最大功率追踪控制器14、闸极驱动器15提供电源供蓄电池16使用；同时，当太阳能光伏系统欲将其由太阳能转换成电能供消费者使用时，需于直流/直流转换器12的输出端接设直流/交流变频器17，然而，此系统于实际实施上具有以下缺点：
1.直流/直流转换器12需外加辅助电源141来驱动栅极驱动器；
2.最大功率追踪控制器14需通过外加辅助电源141，经过桥式整流电路142及可产生不同降压的稳压IC143、144降压稳定后，所得的工作电压输出之最大功率追踪控制器14、电压电流感测器13及闸极驱动器15，使最大功率追踪控制器14、电压电流感测器13及闸极驱动器15正常工作；
3.太阳光照较低时，最大功率追踪控制器14与直流/直流转换器12中的栅极驱动器仍继续维持动作，造成功率上不必要的损失；
4.蓄电池16在供载状况除了占据空间外，还有必须定期更换，增加成本，且不利用环保；
5.太阳能电池阵列11作为能源的来源，但是电路中的闸极驱动器15、最大功率追踪控制器14及电压电流感测器13等都必须外加市电整流降压以辅助电源141提供电力来源，这样不利用节能环保，且电路元件过多，成本高。
实用新型内容
为解决上述技术问题，本实用新型提出的光伏系统的电源转换器，可将太阳能的光电转换效率达到最大利用，且减少电路成本。
本实用新型具体采用如下技术方案实现：
一种光伏系统的电源转换器，包括太阳能电池阵列、直流/直流转换器、电压电流感测器、最大功率追踪控制器及闸极驱动器，所述直流/直流转换器耦合出耦合绕组电压，且所示耦合绕组电压输出至电压电流感测器的电压感测器及电流感测器，以分别获取电压与电流信号，并将所获取的电压与电流信号供给所述最大功率追踪控制器和所述闸极驱动器。
作为优选，所述直流/直流转换器耦合出的耦合绕组电压由耦合电感耦合形成。
作为优选，所述直流/直流转换器的输出端设有感测电阻，所述感测电阻两端的电压分别输出至所述电压感测器及电流感测器。
作为优选，所述最大功率追踪控制器将最佳功率工作点以PWM脉冲输出，且PWM脉冲输出为所述直流/直流转换器中栅极驱动器的驱动信号。
作为优选，所述直流/直流转换器的输出端连接由感测电阻及电容组成的动态负载，以提供稳定的直流电压。
作为优选，所述直流/直流转换器的输出端连接直流交流变频器，以提供稳定的交流电压。
本实用新型的有益效果是：
1.本申请获取直流/直流转换器2的输出功率以及输出电压信号变化率，通过最大功率追踪控制器来驱动栅极驱动器，并以扰动观察法对直流/直流转换器责任周期的调变，达到阻抗匹配的目的，使得太阳能电池陈列能够工作在最大功率点，可将太能能电池做最大功率输出以及对太阳能光伏系统进行节能控制。
2.本申请获取直流/直流转换器2的输出电压，作为电压电流感测器、最大功率追踪控制器及闸极驱动器的电能来源，而令太能源光伏系统电压转换器只需一个太阳能电池电源，无需再在电路中外加任何辅助电源，达到绿色环保，节约成本的目的。
附图说明
图1是现有技术中太阳能光伏系统电源转换器的方框图；
图2是本实用新型光伏系统的电源转换器的方框图；
图3是本实用新型光伏系统的电源转换器的电路图；
图4是本实用新型的电路动作时栅极驱动器的电压波形图；
图5是本实用新型太阳能光伏系统所转换的电能以直流电形式供给消费者使用的示意图；
图6是本实用新型直流/直流转换器输出端电压大于蓄电池端电压的电流流向示意图；
图7是本实用新型直流/直流转换器输出端电压小于蓄电池端电压的电流流向示意图；
图8是本实用新型直流/直流转换器输出端电压的波形图；
图9是本实用新型太阳能光伏系统所转换的电能以交流电形式供给消费者使用的示意图。
图中：11-太阳能电池阵列；12-直流/直流转换器；13-电压电流感测器；14-最大功率追踪控制器；15-闸极驱动器；16-蓄电池；17-直流/交流变频器；141-辅助电源；142-桥式整流电路；143-稳压IC；144-稳压IC；2-直流/直流转换器；21-耦合电感；22-感测电阻；23-栅极驱动器；3-电压电流感测器；31-电压感测器；32-电流感测器；4-最大功率追踪控制器；5-闸极驱动器；6-太阳能电池阵列；7-动态负载；71-感测电阻；72-蓄电池。
具体实施方式
为进一步说明各实施例，本实用新型提供有附图。这些附图为本实用新型揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本实用新型的优点。图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。
现结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。
参阅图2～4所示，本实施例提出的光伏系统的电源转换器，由直流/直流转换器2的耦合电感21产生耦合绕组电压，并在直流/直流转换器2输出端设有感测电阻22，以将感测电阻22两段的电压分别输出之电压电流感测器3的电压感测器31及电流感测器32，再分别通过电压感测器31及电流感测器32获取电压和电流信号，并将所获取的电压和电流信号供给最大功率追踪控制器4和闸极驱动器5，使最大功率追踪控制器4与闸极驱动器5得到所需的工作电压及电流，在通过最大功率追踪控制器4判断不同光照强度变化下的太阳能电池阵列6的最佳功率工作点，使太阳能电池阵列6能够工作在最大功率点，以作最大功率输出；另外，受最大功率工作点以PWM(脉冲宽度调制)脉冲输出，且以此PWM脉冲输出提供在直流/直流转换器2中的栅极驱动器23的驱动信号，当光照强度低时，最大功率追踪控制器4进入睡眠状态，并将栅极驱动器23去使能，减少损失，以达到节能控制的目的。
因此，当欲将太阳能光伏系统所转换的电能以直流电形式供给消费者使用时，参阅图5～7，须在直流/直流转换器2输出端处接设感测电阻71及蓄电池72，利用感测电阻71及蓄电池72模拟动态负载7，以当直流/直流转换器2输出端电压大于蓄电池72的端电压时，直流/直流转换器2输出电流除了流经感测电阻71之外，其余的电流将流进蓄电池72，一对蓄电池72充电；反之，若直流/直流转换器2输出端电压小于蓄电池72的端电压时，除直流/直流转换器2的输出电流会流经感测电阻71之外，此时的蓄电池72相当于一个电压，所以蓄电池72将对感测电阻放电，而由于蓄电池72在放电及充电时的电压变动较为缓慢，因此可以视直流/直流转换器2输出端所输出的电压为稳定电压，如图8所示，同时将此稳定输出的电压供给电压电流感测器3、最大功率追踪控制器4及闸极驱动器5，使其不需再外加市电整流降压作为辅助电源，实现绿色节能。
而当将太阳能光伏系统所转换的电能以交流电形式给消费者使用时，如图9所示，需在直流/直流转换器2输出端接设直流/交流变频器8，以将直流/直流转换器2输出的直流电经直流/交流变频器8转换成交流电，形成市电。
经由以上的实施说明，可知本申请具有以下优点：
1.本申请获取直流/直流转换器2的输出功率以及输出电压信号变化率，通过最大功率追踪控制器来驱动栅极驱动器，并以扰动观察法对直流/直流转换器责任周期的调变，达到阻抗匹配的目的，使得太阳能电池陈列能够工作在最大功率点，可将太能能电池做最大功率输出以及对太阳能光伏系统进行节能控制。
2.本申请获取直流/直流转换器2的输出电压，作为电压电流感测器、最大功率追踪控制器及闸极驱动器的电能来源，而令太能源光伏系统电压转换器只需一个太阳能电池电源，无需再在电路中外加任何辅助电源，达到绿色环保，节约成本的目的。
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本实用新型做出各种变化，均为本实用新型的保护范围。
Claims (6)
1.一种光伏系统的电源转换器，包括太阳能电池阵列、直流/直流转换器、电压电流感测器、最大功率追踪控制器及闸极驱动器，其特征在于，所述直流/直流转换器耦合出耦合绕组电压，且所示耦合绕组电压输出至电压电流感测器的电压感测器及电流感测器，以分别获取电压与电流信号，并将所获取的电压与电流信号供给所述最大功率追踪控制器和所述闸极驱动器。
2.根据权利要求1所述的光伏系统的电源转换器，其特征在于：所述直流/直流转换器耦合出的耦合绕组电压由耦合电感耦合形成。
3.根据权利要求1所述的光伏系统的电源转换器，其特征在于：所述直流/直流转换器的输出端设有感测电阻，所述感测电阻两端的电压分别输出至所述电压感测器及电流感测器。
4.根据权利要求1所述的光伏系统的电源转换器，其特征在于：所述最大功率追踪控制器将最佳功率工作点以PWM脉冲输出，且PWM脉冲输出为所述直流/直流转换器中栅极驱动器的驱动信号。
5.根据权利要求1所述的光伏系统的电源转换器，其特征在于：所述直流/直流转换器的输出端连接由感测电阻及电容组成的动态负载，以提供稳定的直流电压。
6.根据权利要求1所述的光伏系统的电源转换器，其特征在于：所述直流/直流转换器的输出端连接直流交流变频器，以提供稳定的交流电压。
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