CN206226319U - 一种太阳能发电装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型所述的太阳能发电装置，通过在变压器的原边连接第一开关和第二开关，通过第一开关和第二开关的导通和关闭起到抑制原边电路产生的高频振荡的目的，由于第一开关和第二开关只是起到箝位作用，流过他们的电流较小，因此可以选用电流容量较小的开关管即可，因此不会产生损耗也不会影响原反激变换器的稳定工作特性。
Description
技术领域
本实用新型涉及光伏技术领域，具体地，涉及一种包括升压变换电路的太阳能发电装置。
背景技术
随着能源的进一步紧张，绿色能源得到越来越多国家的关注，典型的风能和太阳能这类可再生能源发电系统也更多的被大范围的应用，对于太阳能并网发电系统来说，基于太阳能微逆变器的分布式发电系统，尤为引人注目。太阳能微逆变器的核心是高效率升压电路、逆变电路及其控制技术，升压电路主要包括反激变换器及其衍生电路。
升压变换电路主要包括反激光变换器及其衍生电路。有源箝位反激电路由于可以实现变压器原边开关管的零电压开通和副边二极管的零电流关断，在很多中小功率变场合得到广泛应用。但是当该电路应用于太阳能微逆变器中时，它的主要问题是变压器副边的整流二极管与变压器原边的漏感之间的振荡会使副边二极管在关断时承受较高的振荡电压并有可能被高压击穿损坏。造成振荡的原因是副边使用的是高压二极管，其结电容较大。在高升压场合，该电容折算到原边的电容值足够大并与原边电路的谐振电感产生高频振荡。对于副边使用碳化硅二极管的场合，由于碳化硅二极管的结电容比普通硅二极管更大，最终上述高频振荡更为严重。
常用的抑制振荡的方法为添加吸收电路，加入吸收电路后可以令高频振荡得到衰减，但是增加了吸收电路之后会给系统带来额外的损耗。
另外，为了能够提高能源的利用效率，通常能源的转换都会使用DC/AC逆变器，将收集到的绿色能源回馈给电网，做分布式发电用。所述DC/AC的逆变器，其主要是由全桥结构的晶体开关所组成的逆变桥。由于逆变桥的存在，负载或者并网输出电流会流过逆变桥，随即产生损耗，降低逆变器的效率，而且逆变器的晶体开关由于损耗的存在还会产生热，这样逆变器还需要额外的考虑散热。不仅增加电路成本，还会增大体积。
实用新型内容
本实用新型的目的在于，针对现有的太阳能逆变器中存在高频振荡以及能量损耗等不足的问题提出一种既能够消除高频振荡又能有效降低系统损耗的太阳能无桥逆变器。
为解决上述技术问题，本实用新型提供一种太阳能发电装置，包括
多个太阳能电池板；
多个升压变换电路，其中每一升压变换电路的输入端与一块太阳能电池板的输出端连接，每一升压变换电路包括滤波器，脉宽调制器，第一开关,第二开关，变压器，第一整流二极管，第二整流二极管，滤波电感、滤波电容和反馈电路；其中：
所述滤波器，其输入端与所述太阳能电池板的输出端连接，其输出端与所述变压器的原边调节输入端、所述脉宽调制器的第一输入端连接；
所述脉宽调制器，其第一输出端与所述第一开关的栅极连接，第二输出端与所述第二开关的栅极连接；
所述第一开关的源极与所述变压器的原边第一端连接，漏极接地；
所述第二开关的源极与所述变压器的原边第二端连接，漏极接地；
所述变压器副边第一端与所述第一整流二极管正极连接，所述变压器副边第二端与所述第二整流管的正极连接，所述副边变压器调节输出端所述滤波电容的负极连接后作为所述升压变换电路的正极输出端；
所述第一整流二极管和所述第二整流二极管的负极与所述滤波电感第一端连接，所述滤波电感的第二端与所述滤波电容的正极连接后作为所述升压变换电路的负极输出端；
所述正极输出端与所述反馈电路的输入端连接，所述反馈电路的输出端与所述脉宽调制器的第二输入端连接；
多个所述升压变换电路的正极输出端连接在一起形成所述太阳能发电装置的正极输出端，多个所述升压变换电路的负极输出端连接在一起形成所述太阳能发电装置的负极输出端。
所述脉宽调制器为SPWM调制器。
还包括多个能量优化模块，每一所述能量优化模块设置于所述太阳能电池板和所述升压变换电路之间，其包括：
最大功率点跟踪控制器，其输入端与所述太阳能电池板的电输出端相连，采集所述太阳能电池板的输出电压和/或电流信号，得到所述太阳能电池板的最大输出功率作为控制参考信号输出；
功率变换器，其输入端与所述最大功率点跟踪控制器的输出端连接，在所述控制参考信号的控制下将所述太阳能电池板的输出电压和/或电流信号变换到所述最大功率点跟踪控制器跟踪出的最大功率值进行输出。
所述滤波器为无源滤波器。
所述第一开关和所述第二开关为MOSFET或IGBT晶体管。
本实用新型的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
(1)本实用新型所述的太阳能发电装置，通过在变压器的原边连接第一开关和第二开关，通过第一开关和第二开关的导通和关闭起到抑制原边电路产生的高频振荡的目的，由于第一开关和第二开关只是起到箝位作用，流过他们的电流较小，因此可以选用电流容量较小的开关管即可，因此不会产生损耗也不会影响原反激变换器的稳定工作特性。
(2)本实用新型所述的太阳能发电装置，可以将原来的DC/DC加DC/AC的方案简化为一级，通过脉宽控制器实现交流电流输出，提高效率，省去了逆变桥，因此降低了成本，同时还降低了系统的损耗。
附图说明
为了使本实用新型的内容更容易被清楚的理解，下面结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明，其中，
图1为本实用新型一个实施例所述太阳能发电装置的结构示意图；
图2为本实用新型一个实施例所述升压变换电路的电气原理图；
图3为本实用新型另一个实施例所述太阳能发电装置的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本实施例提供一种太阳能发电装置，包括：
多个太阳能电池板，用于将太阳能转换为电能。
多个升压变换电路，其中每一升压变换电路的输入端与一块太阳能电池板的输出端连接。如图2所示，每一升压变换电路包括滤波器，脉宽调制器，第一开关VT1,第二开关VT2，变压器，第一整流二极管D1，第二整流二极管D2，滤波电感L、滤波电容C和反馈电路；其中：
所述滤波器，其输入端与所述太阳能电池板的输出端连接，其输出端与所述变压器的原边调节输入端、所述脉宽调制器的第一输入端连接。
所述脉宽调制器，其第一输出端与所述第一开关VT1的栅极连接，第二输出端与所述第二开关VT2的栅极连接；
所述第一开关VT1的源极与所述变压器的原边第一端连接，漏极接地；
所述第二开关VT2的源极与所述变压器的原边第二端连接，漏极接地；
所述变压器副边第一端与所述第一整流二极管D1正极连接，所述变压器副边第二端与所述第二整流管D2的正极连接，所述副边变压器调节输出端所述滤波电容C的负极连接后作为所述升压变换电路的正极输出端；
所述第一整流二极管D1和所述第二整流二极管D2的负极与所述滤波电感第一端连接，所述滤波电感L的第二端与所述滤波电容C的正极连接后作为所述升压变换电路的负极输出端；
所述正极输出端与所述反馈电路的输入端连接，所述反馈电路的输出端与所述脉宽调制器的第二输入端连接；
多个所述升压变换电路的正极输出端连接在一起形成所述太阳能发电装置的正极输出端，多个所述升压变换电路的负极输出端连接在一起形成所述太阳能发电装置的负极输出端。
上述方案通过在变压器的原边连接第一开关和第二开关，通过第一开关和第二开关的导通和关闭起到抑制原边电路产生的高频振荡的目的，由于第一开关和第二开关只是起到箝位作用，流过他们的电流较小，因此可以选用电流容量较小的开关管即可，因此不会产生损耗也不会影响原反激变换器的稳定工作特性。而且通过输出端反馈的信息到脉宽调制器可以对脉宽比例进行调整，已使太阳能电池的输出功率尽可能的达到最大。
上述方案中，所述脉宽调制器可选择已有的PWM调制器，将一个周期划分为两个时间段，一个时间段中导通第一开关VT1，其余时间段导通第二开关VT2。优选地，可以选择所述脉宽调制器为SPWM调制器，通过调整所述第一开关VT1和所述第二开关VT2的导通时间或截止时间，可以调整最后输出的电压。
进一步优选地，如图3所示，上述方案中的太阳能发电装置还包括多个能量优化模块，每一所述能量优化模块设置于所述太阳能电池板和所述升压变换电路之间，其包括：最大功率点跟踪控制器，其输入端与所述太阳能电池板的电输出端相连，采集所述太阳能电池板的输出电压和/或电流信号，得到所述太阳能电池板的最大输出功率作为控制参考信号输出；功率变换器，其输入端与所述最大功率点跟踪控制器的输出端连接，在所述控制参考信号的控制下将所述太阳能电池板的输出电压和/或电流信号变换到所述最大功率点跟踪控制器跟踪出的最大功率值进行输出。
即每一太阳能发电装置均包括多个太阳能电池板与多个能量优化模块，每个能量优化模块的输入端用于与一个太阳能电池板连接，当太阳能电池板部分遮挡或者电部分损坏时能量优化模块输出的电压或者电流曲线相对简单，峰值为一个或者有限的几个，可方便实现一个太阳能发电装置输出能量的最大化，进而实现整个太阳能系统输出能量的最大化。并且，升压变换电路直接使用SPWM调制(正弦脉宽调制)实现交流电流输出，提高效率，减少元器件的数量，同时降低成本；从而可以克服现有技术中损耗大、能量利用率低的缺陷，具有损耗小、能量利用率高的优点。
上述方案中，所述滤波器为无源滤波器，所述第一开关和所述第二开关为MOSFET或IGBT晶体管。进一步地，所述反馈电路可以由信号调理电路构成，能够有效降低噪声信号的影响。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之中。
Claims (5)
1.一种太阳能发电装置，其特征在于，包括
多个太阳能电池板；
多个升压变换电路，其中每一升压变换电路的输入端与一块太阳能电池板的输出端连接，每一升压变换电路包括滤波器，脉宽调制器，第一开关,第二开关，变压器，第一整流二极管，第二整流二极管，滤波电感、滤波电容和反馈电路；其中：
所述滤波器，其输入端与所述太阳能电池板的输出端连接，其输出端与所述变压器的原边调节输入端、所述脉宽调制器的第一输入端连接；
所述脉宽调制器，其第一输出端与所述第一开关的栅极连接，第二输出端与所述第二开关的栅极连接；
所述第一开关的源极与所述变压器的原边第一端连接，漏极接地；
所述第二开关的源极与所述变压器的原边第二端连接，漏极接地；
所述变压器副边第一端与所述第一整流二极管正极连接，所述变压器副边第二端与所述第二整流管的正极连接，所述副边变压器调节输出端所述滤波电容的负极连接后作为所述升压变换电路的正极输出端；
所述第一整流二极管和所述第二整流二极管的负极与所述滤波电感第一端连接，所述滤波电感的第二端与所述滤波电容的正极连接后作为所述升压变换电路的负极输出端；
所述正极输出端与所述反馈电路的输入端连接，所述反馈电路的输出端与所述脉宽调制器的第二输入端连接；
多个所述升压变换电路的正极输出端连接在一起形成所述太阳能发电装置的正极输出端，多个所述升压变换电路的负极输出端连接在一起形成所述太阳能发电装置的负极输出端。
2.根据权利要求1所述的太阳能发电装置，其特征在于：
所述脉宽调制器为SPWM调制器。
3.根据权利要求1或2所述的太阳能发电装置，其特征在于，还包括多个能量优化模块，每一所述能量优化模块设置于所述太阳能电池板和所述升压变换电路之间，其包括：
最大功率点跟踪控制器，其输入端与所述太阳能电池板的电输出端相连，采集所述太阳能电池板的输出电压和/或电流信号，得到所述太阳能电池板的最大输出功率作为控制参考信号输出；
功率变换器，其输入端与所述最大功率点跟踪控制器的输出端连接，在所述控制参考信号的控制下将所述太阳能电池板的输出电压和/或电流信号变换到所述最大功率点跟踪控制器跟踪出的最大功率值进行输出。
4.根据权利要求1-3任一项所述的太阳能发电装置，其特征在于，所述滤波器为无源滤波器。
5.根据权利要求4所述的太阳能发电装置，其特征在于，所述第一开关和所述第二开关为MOSFET或IGBT晶体管。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201621273478.2U CN206226319U (zh) | 2016-11-24 | 2016-11-24 | 一种太阳能发电装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN201621273478.2U CN206226319U (zh) | 2016-11-24 | 2016-11-24 | 一种太阳能发电装置 |
Publications (1)
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| CN206226319U true CN206226319U (zh) | 2017-06-06 |
Family
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| CN201621273478.2U Active CN206226319U (zh) | 2016-11-24 | 2016-11-24 | 一种太阳能发电装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN206226319U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109388155A (zh) * | 2017-09-07 | 2019-02-26 | 天津市畅悦电子科技股份有限公司 | 一种太阳能自动跟踪系统信号处理器 |
-
2016
- 2016-11-24 CN CN201621273478.2U patent/CN206226319U/zh active Active
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|---|---|---|---|---|
| CN109388155A (zh) * | 2017-09-07 | 2019-02-26 | 天津市畅悦电子科技股份有限公司 | 一种太阳能自动跟踪系统信号处理器 |
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Effective date of registration: 20221028 Address after: No. 78, Yuegang Village, Henghe Dayou Administrative District, Qingcheng District, Qingyuan, Guangdong 511500 Patentee after: Du Jiahong Address before: 214135 No. A308 and A309, Building 530, University Science Park, Sensor Network, Taihu International Science Park, Wuxi New Area, Jiangsu Province Patentee before: LEADSOLAR ENERGY Co.,Ltd. |