DE112019004775T5 - Stromversorgungsschaltung und photovoltaisches Stromerzeugungssystem mit dieser Stromversorgungsschaltung - Google Patents

Stromversorgungsschaltung und photovoltaisches Stromerzeugungssystem mit dieser Stromversorgungsschaltung Download PDF

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Abstract

Die vorliegende Erfindung stellt eine Stromversorgungsschaltung und ein photovoltaisches Stromerzeugungssystem mit der Stromversorgungsschaltung bereit, die mittels einer Entladung eines Kondensators eine Spannung ausgibt, und die Spannung eine zeitlich abfallende Gleichspannung ist, und hinter dem Kondensator ist eine CCFL-Wandlerschaltung verbindet, und die CCFL-Wandlerschaltung wandelt die zeitlich abfallende Eingangsgleichspannung in einen sinusförmigen Wechselstromausgang um, und da die CCFL-Wandlerschaltung in der offenen Schleife arbeitet, ist der Spitze-Spitze-Wert des sinusförmigen Wechselstroms, der von der CCFL-Wandlerschaltung ausgegeben wird, proportional zur Betriebsspannung der CCFL-Wandlerschaltung, und diese Spannung nimmt mit der Zeit ab, d. h. der Spitze-Spitze-Wert des sinusförmigen Wechselstroms, der von der CCFL-Wandlerschaltung ausgegeben wird, nimmt ebenfalls mit der Zeit ab, dann nimmt auch der Effektivwert des sinusförmigen Wechselstroms mit der Zeit ab, und zuletzt wird eine abklingende sinusförmige Wechselspannung erhält. Sie wirkt auf beide Enden eines zu aktivierenden Photovoltaik-Strings, sodass die Wellenform ΔU/Δt der von der Stromversorgungsschaltung ausgegebenen Spannung klein ist, wodurch eine verlängerte Lebensdauer des Photovoltaik-Strings und eine wenige Abstrahlung an die Umwelt ermöglicht wird, und wodurch die Stromversorgungsschaltung in der vorliegenden Erfindung einfach und kostengünstig realisierbar ist.

Description

  • Technischer Bereich
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Stromversorgungsschaltung für photovoltaisches Stromerzeugungssystem, insbesondere auf eine Stromversorgungsschaltung zum Aktivieren von gealterten Photovoltaik-Strings.
  • Hintergrundtechnik
  • Angesichts der zu erwartenden Erschöpfung fossiler Energien und der damit verbundenen Umweltverschmutzung werden die Forschung und Anwendung erneuerbarer und sauberer Energien von Ländern auf der ganzen Welt hoch geschätzt, und die Technologien zur Stromerzeugung aus Windkraft und Photovoltaik werden zu den wichtigsten Forschungsschwerpunkten entwickelt, und Solarstrom wird als photovoltaische Stromerzeugung bezeichnet. Die Entwicklung und Erforschung der photovoltaischen Stromerzeugung in China begannen in den 1970er Jahren, wurden in den 1990er Jahren stetig entwickelt, im 21. Jahrhundert wurde auf die solare photovoltaische Stromerzeugung fokussiert und ab 2000 wurde die Photovoltaik-Technologie in die Stufe der groß angelegten netzgekoppelten Stromerzeugung betreten.
  • Im Bereich der photovoltaischen Stromerzeugung entdeckte und schlug die USamerikanische Firma SunPower im Jahr 2005 erstmals den PID-Effekt vor, die vollständige englische Bezeichnung ist: Potential Induced Degradation, also potentielle induzierte Degradation. SunPower entdeckte den PID-Effekt und schlug vor: in Reihe geschaltete PV-Module können höhere Systemspannungen bilden (typischerweise 600 V für die USA und typischerweise 1.000 V für Europa), und wenn die Module lange Zeit bei hohen Spannungen arbeiten, gibt es die Leckströme zwischen dem Deckglas, dem Verkapselungsmaterial und der Rahmen und sammelt sich eine große Menge an Ladung auf der Zellplatte-Oberfläche, wodurch sich der Passivierungseffekt auf der Zellplatte-Oberfläche verschlechtert, was zum Sinken des Füllfaktors (FF), des Kurzschlussstroms (Isc) und der Leerlaufspannung (Voc) führt, wodurch die Leistung des Moduls unter dem Auslegungsstandard liegt. SunPower nennt das Phänomen den Oberflächenpolarisationseffekt, aber diese Degradation ist reversibel. Seitdem haben sich Ingenieure und Technikern in dem PV-Bereich mit der Forschung und Diskussion von PID beschäftigt.
  • Ab 2012 traten PID-induzierte Modulqualitätsprobleme in PV-Kraftwerken in großer Zahl auf und das PID-Phänomen rückte damit in den Blickpunkt der Öffentlichkeit. Im Dezember desselben Jahres hat PV Evolution Labs (PVEL), das ein unabhängiges PV-Modultestlabor in den Vereinigten Staaten ist, zuerst ein PID-Test an fünf internationalen Tier-1-Modulherstellern durchgeführt, darunter Yingli Solar, JA Solar, Trina Solar in China, Kyocera in Japan und Solarworld in Deutschland.
  • Seitdem haben sich immer mehr PV-Modulhersteller auf PID konzentriert. Im zweiten Quartal 2015 haben inländische und internationale wichtige PV-Hersteller wie Panasonic, Canadian, Jinneng, ReneSola, Hanwha und ET Solar nacheinander bekannt gegeben, dass ihre Module PID-Tests von Dritten bestanden haben.
  • Nach den Angaben der dritten Prüfstelle, bezieht sich PID auf, wenn eine hohe negative Spannung zwischen den Solarmodulen und Boden gebildet wird, wird die damit gebildete Potentialdifferenz zusätzlich zu den Schäden der Solarzellen oder Module verursachen, sondern auch zum Problem der Verschlechterung des Wirkungsgrads der Stromerzeugung verursachen.
  • PID kann sich auf die Stromerzeugungskapazität und die Gesamtausgangsleistung des gesamten Systems auswirken, im schwerwiegenden Fall werden die Rendite von PV-Kraftwerken direkt reduziert, in den letzten Jahren ist es zu einem der Hauptthemen von Beschwerden der internationalen Einkäufer über die Qualität chinesischer Module geworden.
  • Die wichtigsten Methoden zur Abschwächung oder Vermeidung von PID-Effekten im Stand der Technik sind wie folgt:
    • 1. Modul-Erdung Wenn die negative Vorspannung an ein Modul angelegt wird (die Zellplatte-Spannung ist relativ zum Rahmen negativ), kann die oben angesammelte negative Ladung zur Erde entladen werden und die Batterieleistung wird wiederhergestellt, was der Polarisationseffekt ist, der die Batterieleistung wiederherstellen kann. Basierend auf der obigen Analyse schlug SunPower zur Vermeidung von Polarisationseffekten bei der Verwendung von Modulen in Reihe vor, eine positive Erdung für Solarzellen mit n-Typ-Frontfläche und eine negative Erdung für Zellen mit p-Typ-Frontfläche zu verwenden.
    • 2. Verbesserung der Isolierung und Wasserdichtigkeit von Modulen sowie Reduzierung des Leckstroms Es werden z. B. Verkapselungsmaterialien mit besserer Stabilität verwendet, kein Metallrahmen verwendet, der Körperwiderstand der Zelle erhöht, die Dicke und die Eigenschaften der Passivierungsschicht verbessert, eine Sperrschicht im Gerät hinzufügt usw..
    • 3. Eliminierung der Quelle der Ionenerzeugung Es werden Quarzglas, natriumarmes Glas, usw. verwendet.
    • 4. Reduzierung der Stringspannung Bei kleineren Projekten kann der Einsatz von Mikro-Wechselrichtern zur Reduzierung der Stringspannung in Betracht gezogen werden. Aus diesem Grund schlug Tesla für Microgrid-Photovoltaik-Systeme auf Haushaltsbasis vor.
  • Darüber hinaus wurden in der chinesischen Patentanmeldung mit der Offenlegungsnummer CN107086601A ein photovoltaisches Stromerzeugungssystem und ein Verfahren zur Spannungskompensation offenbart, in der Erfindung wurde die Spannung des Photovoltaik-Strings durch die von der Spannungskompensationsvorrichtung ausgegebene Impulsspannung kompensiert und somit die durch den PID-Effekt erzeugten unerwünschten Effekte entgegengewirkt, aber es wurde keine spezifische Implementierungsmethode für die Spannungskompensationsvorrichtung angegeben, sondern nur ihre Funktion als Ausgabe einer Impulsspannung vorgeschlagen wurde, und die in der spezifischen Ausführungsform angegebene Impulsspannung hat drei Formen von Rechteckwellen, Dreieckswellen und Trapezwellen, und die 5Ain CN107086601A ist im Wesentlichen dasselbe wie in 5C, was daran liegt, dass in 5A t1 und t2 die Anstiegsflanke bzw. Abfallflanke sind, was ein unerreichbarer Idealzustand ist, und da der Anstieg und der Abfall eine kurze Zeit dauern, ist es gerade die kleine Wellenform, die in 5C dargestellt ist. Die ΔU/Δt-Uariationen der allen drei Impulsspannungen sind sehr groß, was dazu führt, dass der Photovoltaik-String gerissen wird und seine Lebensdauer verkürzt wird; und diese Impulsspannung wirkt direkt auf den Photovoltaik-String, und durch die schwierige elektromagnetische Abschirmung des Photovoltaik-Strings ist die elektromagnetische Abstrahlung an die Umwelt sehr hoch. Es ist bekannt, dass die Harmonische wie in 5A extrem hoch sind, und obwohl PV-Anlagen meist an verlassenen und unwirtlichen Orten installiert sind, ist die elektromagnetische Strahlung sehr hoch, und die Reflexion durch die Ionosphäre in der Atmosphäre verursacht immer noch eine große elektromagnetische Umweltbelastung. Außerdem sind die Kosten für die Herstellung dieser drei Wellenformen nicht gering.
  • Inhalte der Erfindung
  • In Anbetracht dessen besteht das technische Problem, das durch die vorliegende Erfindung zu lösen ist, darin, eine Stromversorgungsschaltung und ein photovoltaisches Stromerzeugungssystem mit dieser Stromversorgungsschaltung bereitzustellen, und die ΔU/Δt-Uariation der Ausgangsspannung der Stromversorgungsschaltung ist klein, wodurch das photovoltaische Stromerzeugungssystem, in dem die Stromversorgungsschaltung anwendet wird, die Umwelt weniger belastet.
  • Um das obige technische Problem zu lösen, stellt die vorliegende Erfindung eine technische Lösung wie folgt bereit:
    • Eine Stromversorgungsschaltung, die in einem photovoltaischen Stromerzeugungssystem angewendet wird,

    die einen Schalter K1, eine Strombegrenzungsvorrichtung, einen Kondensator C1, einen Schalter K2 und eine CCFL-Wandlerschaltung umfasst; ein Ende des Schalters K1 ist ein positiver Eingang der Stromversorgungsschaltung, und ein anderes Ende des Schalters K1 ist mit einem Ende der Strombegrenzungsvorrichtung verbunden, und ein anderes Ende der Strombegrenzungsvorrichtung ist sowohl mit einem Ende des Kondensators C1 als auch mit einem Ende des Schalters K2 verbunden, und ein anderes Ende des Kondensators C1 ist ein negativer Eingang der Stromversorgungsschaltung, und ein positiver Eingang der CCFL-Wandlerschaltung ist mit einem anderen Ende des Schalters K2 verbunden, und ein negativer Eingang der CCFL-Wandlerschaltung ist mit dem negativen Eingang der Stromversorgungsschaltung verbunden, und ein erster Ausgang der CCFL-Wandlerschaltung ist ein erster Ausgang der Stromversorgungsschaltung, und ein zweiter Ausgang der CCFL-Wandlerschaltung ist ein zweiter Ausgang der Stromversorgungsschaltung;
    bei eine Aktivierung eines Photovoltaik-Strings wird der Schalter K1 vor dem Schalter K2 abgeschaltet und die CCFL-Wandlerschaltung wird mittels des Kondensators C1 eine Betriebsspannung bereitgestellt.
    In eine spezifische Ausführungsform der Strombegrenzungsvorrichtung ist sie dadurch gekennzeichnet, dass die Strombegrenzungsvorrichtung eine Induktivität oder ein Widerstand ist.
  • Bevorzugt ist der Kondensator C1 ein Superkondensator oder ein Elektrolytkondensator.
  • Bevorzugt wird die CCFL-Wandlerschaltung durch den externen Antrieb betrieben.
  • In eine spezifische Ausführungsform der CCFL-Wandlerschaltung umfasst die CCFL-Wandlerschaltung mindestens eine Anlaufschaltung, eine Induktivität L2, einen Kondensator C3, eine Triode TR1, eine Triode TR2, einen Transformator B, Primärwicklungen NP1 und NP2, Rückkopplungswicklungen NB1 und NB2 und eine Sekundärwicklung Nsi, und die Anlaufschaltung umfasst mindestens zwei Anschlüsse, also einen Anlauf-Eingang und einen Anlauf-Ausgang; der Anlauf-Eingang ist mit dem anderen Ende des Schalters K2 verbunden, und der Anlauf-Ausgang ist mit einer mittleren Anzapfung der Rückkopplungswicklungen NB1 und NB2 verbunden; Emitter der Trioden TR1 und TR2 sind mit dem anderen Ende des Kondensators C1 verbunden, und Kollektoren davon sind mit Anschlüssen der Primärwicklung NP1 bzw. NP2 verbunden, und die Kollektoren davon sind auch mit beiden Anschlüssen des Kondensators C3 verbunden, und Grundelektroden davon sind mit Anschlüssen der Rückkopplungswicklung NB1 bzw. NB2 verbunden; eine mittlere Anzapfung der Primärwicklungen NP1 und NP2 ist über die Induktivität L2 mit dem anderen Ende des Schalters K2 verbunden; ein Ende der Sekundärwicklung NS1 ist der erste Ausgang der CCFL-Wandlerschaltung, und ein andere Ende der Sekundärwicklung Nsi ist der zweite Ausgang der CCFL-Wandlerschaltung.
  • Bevorzugt umfasst die Anlaufschaltung eine Stromversorgungsvorrichtung, und die Stromversorgungsvorrichtung ist ein Widerstand ist oder ein Vorrichtung mit Konstantstromquelle.
  • Des weiteres umfasst die Anlaufschaltung einen Kondensator C2, und der Kondensator C2 ist parallel zu der Stromversorgungsvorrichtung geschaltet, oder der Kondensator C2 ist mit dem Anlauf-Ausgang und dem anderen Ende des Kondensators C1 verbunden.
  • Dementsprechend stellt die vorliegende Erfindung ferner ein photovoltaisches Stromerzeugungssystem mit der folgenden technischen Lösung bereit:
    • Ein photovoltaisches Stromerzeugungssystem, das einen Photovoltaik-String umfasst und auch eine Stromversorgungsschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 7 umfasst, und ein heißes Ende des Photovoltaik-Strings ist elektrisch mit einem ersten Ausgang der Stromversorgungsschaltung gekoppelt und eine Erdungsklemme des Photovoltaik-Strings ist elektrisch mit einem zweiten Ausgang der Stromversorgungsschaltung gekoppelt.
  • Des weiteres umfasst das obige photovoltaische Stromerzeugungssystem ferner eine Gleichstromversorgung, und die Gleichstromversorgung und die Ausgänge der Stromversorgungsschaltung sind in Reihe geschaltet, und die Reihenschaltung erfolgt durch eine der beiden folgenden Methoden:
    • (1) eine negative Elektrode der Gleichstromversorgung ist elektrisch mit dem zweiten Ausgang der Stromversorgungsschaltung gekoppelt, und der erste Ausgang der Stromversorgungsschaltung ist elektrisch mit einer positiven Elektrode des Photovoltaik-Strings gekoppelt, und eine negative Elektrode des Photovoltaik-Strings ist elektrisch mit einer positiven Elektrode der Gleichstromversorgung gekoppelt;
    • (2) eine negative Elektrode der Gleichstromversorgung ist elektrisch mit einer positiven Elektrode des Photovoltaik-Strings gekoppelt, und eine negative Elektrode des Photovoltaik-Strings ist elektrisch mit dem zweiten Ausgang der Stromversorgungsschaltung gekoppelt, und der erste Ausgang der Stromversorgungsschaltung ist elektrisch mit einer positiven Elektrode der Gleichstromversorgung gekoppelt.
  • Bevorzugt ist eine Spitze eines Hochfrequenz-Wechselstroms, der von der CCFL-Wandlerschaltung ausgegeben wird, nicht größer als eine Leerlaufspannung des zu aktivierenden Photovoltaik-Strings.
  • In Bezug auf die technischen Begriffe, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden, können die vorliegende Erfindung und der Stand der Technik unterschiedliche Nomenklaturen umfassen, und die technischen Begriffe in den folgenden Artikeln bezeichnen dieselbe Bedeutungen, und die Aufzählungen in jedem Artikel umfassen nicht alle Inhalte:
    • (1) Solarmodule, wobei in vielen Literaturen mehrere parallel und in Reihe geschaltete einzelne Solarmodule auch als Solarmodule, oder als Photovoltaik-String oder sogar als Photovoltaik-Panelsatz bezeichnet werden;
    • (2) Heißes Ende des Photovoltaik-Strings, wobei, aufgrund der Bevorzugungen der verschiedenen Hersteller, einige Hersteller die positive Elektrode des Photovoltaik-Strings erden und einige Hersteller die negative Elektrode des Photovoltaik-Strings erden, und das heiße Ende bezieht sich auf das Ende, das nicht geerdet ist, und weil es keine Erdung gibt, ist es anfällig, einen elektrischen Schlag für menschlichen Körper zu erzeugen, wird es als heißes Ende genannt, normalerweise ist es auch das Ende des Solarmoduls, das aktiviert werden muss, es kann die positive oder negative Elektrode des Photovoltaik-Strings sein;
    • (3) Erdungsklemme des Photovoltaik-Strings, geerdete Metallrahmen des Photovoltaik-Strings; wie oben beschrieben, kann es die negative Elektrode des Photovoltaik-Strings sein oder kann es die positive Elektrode sein;
    • (4) Royer-Schaltung vom Kollektorresonanztyp, oder als „Inverter für Kaltkathodenlampen (CCFL inverter)“ bezeichnet, wird auch kürzlich als CCFL-Inverter, CCFL-Konverter, CCFL-Wandlerschaltung bezeichnet. CCFL ist die Abkürzung von „Cold cathode fluorescent lamps“ und bezieht sich ursprünglich auf Kaltkathoden-Leuchtstofflampen, und vor dem Aufkommen der weißen LED sind sie meist für LCD-Hintergrundbeleuchtung verwendet, weil die früheren LCD-Monitore meist in Notebook verwendet sind, ist die Stromversorgung der Hintergrundbeleuchtung Gleichstrom, zu diesem Zeitpunkt wurde eine Variante der Royer-Schaltung eingeführt, die der Gleichstrom in den reinen Wechselstrom umwandelte, um die Kaltkathoden-Leuchtstofflampen zu betreiben. Die klassische Royer-Schaltung nutzt die Kernsättigungseigenschaften zur Schwingung, und der Ausgang ist eine Rechteckwelle, siehe die chinesische Patentanmeldung mit der Nummer 201110436259.7 . Die CCFL-Wandlerschaltung ist dadurch gekennzeichnet, dass in der Royer-Schaltung zwischen der mittleren Anzapfung der Primärwicklungen des Gegentakttransformators und der Stromversorgungsseite eine Induktivität in Reihe geschaltet ist, die in der Branche allgemein als Dämpfungsinduktivität LLC (entspricht der Induktivität L2 in 1 dieser Anmeldung) bekannt ist und deren Induktivität im Allgemeinen mehr als das Zehnfache der Induktivität der Primärwicklung beträgt, während ein Kondensator CL (entspricht dem Kondensator C3 in 1 dieser Anmeldung) zwischen der beiden Kollektoren der Gegentakttrioden parallel geschaltet ist, und dieser Kondensator bildet mit dem
  • Gegentakttransformator eine bekannte LC-Schwingkreis, und die Kondensator ist CL und L ist die Gesamtinduktivität der Primärwicklungen des Gegentakttransformators. Die Gesamtinduktivität des Gegentakttransformators ist das Vierfache der Induktivität der Primärwicklung 1 oder 2. Der Ausgang ist eine Sinuswelle oder eine annähernde Sinuswelle. Wenn der Ausgang eine Rechteckwelle ist, verursacht er aufgrund der großen Menge der Harmonische eine elektromagnetische Belastung der Umwelt. Die CCFL-Wandlerschaltung ist in der chinesischen Patentschrift mit der Anmeldenummer 201110242377.4 näher beschrieben, die auch in 3 und durch entsprechende Hintergrundtechnik ausführlich beschrieben werden.
  • Für die folgenden Fachbegriffe gibt die vorliegende Anmeldung die folgenden Bedeutungen an:
    • (1) Gegentakttrioden: zwei Trioden, die selbsterregte Schwingung und stabilen Betrieb der Royer-Schaltung sowie der CCFL-Wandlerschaltung realisieren, in der Regel werden zwei Trioden bereitgestellt und sie sind auch bekannt als Röhrenpaare, auch als Gegentakttrioden, und in der Regel sind sie bipolare Halbleiter und können natürlich auch unipolare Feldeffektröhren sein;
    • (2) Anlaufschaltung: eine Schaltung zur Bereitstellung eines Anlaufstroms oder einer Anlaufspannung für die Gegentakttrioden oder Feldeffektröhre in der CCFL-Wandlerschaltung, um einen schnellen Anlauf oder einen Sanftanlauf der CCFL-Wandlerschaltung zu realisieren.
  • Das Arbeitsprinzip der vorliegenden Erfindung wird in den spezifischen Ausführungsbeispielen analysiert und wird hier nicht beschrieben.
  • Die vorteilhaften Wirkungen der Stromversorgungsschaltung der vorliegenden Erfindung liegt darin, dass:
    • (1) die Wellenform ΔU/Δt des von der Stromversorgungsschaltung ausgegebenen Spannung klein ist, wodurch eine verlängerte Lebensdauer des Photovoltaik-Strings in dem photovoltaischen Stromerzeugungssystem, das die Stromversorgungsschaltung angewendet wird, und eine wenige Abstrahlung an die Umwelt ermöglicht wird.
    • (2) die Schaltung einfach zu realisieren, kostengünstig ist und eine hohe Zuverlässigkeit und einen geringen Energieverbrauch hat.
  • Figurenliste
    • 1 ist ein Prinzipdiagramm der Stromversorgungsschaltung im Ausführungsbeispiel 1 der vorliegenden Erfindung;
    • 2 ist ein Wellenform-Diagramm der von der allein betriebenen CCFL-Wandlerschaltung ausgegebenen Spannung in der Stromversorgungsschaltung im Ausführungsbeispiel 1 der vorliegenden Erfindung;
    • 3 ist ein Wellenform-Diagramm der Spannung an den beiden Enden des Kondensators C1 und der von der CCFL-Wandlerschaltung ausgegebenen Spannung im Ausführungsbeispiel 1 der vorliegenden Erfindung;
    • 4 ist ein Prinzipdiagramm der Stromversorgungsschaltung nach der Verbesserung im Ausführungsbeispiel 2 der vorliegenden Erfindung, die im photovoltaischen Stromerzeugungssystem angewendet wird;
    • 5 ist ein Prinzipdiagramm der Stromversorgungsschaltung im Ausführungsbeispiel 3 der vorliegenden Erfindung.
  • Spezifische Ausführungsformen
  • Das photovoltaische Stromerzeugungssystem arbeitet hauptsächlich tagsüber bei guter Sonneneinstrahlung, zu der Zeit, wenn der lokale Sonnenhöhenwinkel das Maximum erreicht, das als 12 Uhr Ortszeit aufgezeichnet ist, und das photovoltaische Stromerzeugungssystem kann zwischen 10 und 14 Uhr Ortszeit effektiv Strom ausgeben, und die Stromerzeugungsleistung nimmt sich vor 10 oder nach 14 Uhr Ortszeit ab und hat keinen praktischen Wert. Die Ausgangscharakteristik des Photovoltaik-Strings ist keine Konstantspannungsquelle, sondern hat die Charakteristik, die der Konstantstromquelle weitgehend ähnlich ist, und um eine größere Ausgangsleistung zu erhalten, wird in der Regel das Prinzip der maximalen Leistungsabgabe so weit wie möglich ausgenutzt, damit die davon ausgegebene Klemmenspannung so hoch wie möglich ist, solange der Systemwirkungsgrad gewährleistet ist. Die Kurve der Ausgangsspannung an den beiden Enden des Photovoltaik-Strings verläuft wie folgt: die Ausgangsspannung steigt morgens schneller an, weil die Last fast leer ist, und bei netzgekoppelter Stromerzeugung fällt die Ausgangsspannung zunächst ab aufgrund der Last, und mittags, wenn das Licht am stärksten ist, erreicht die Ausgangsspannung ein Maximum, und dann langsam fällt sie ab, und bis zur Netzfreischaltung gegen 14 Uhr Ortszeit steigt die Spannung durch die Entlastung wieder auf die Leerlaufspannung unter der entsprechenden Beleuchtungsstärke an, und dann fällt sie im Laufe der Zeit auf nahe Null in der Nacht ab, und wenn es ein regnerischer Tag ist, liegt die Spannung des Photovoltaik-Strings den ganzen Tag auf einer niedrigen Spannung nahe Null.
  • Die Erfindung sieht vor, eine Stromversorgungsschaltung bereitzustellen, die mittels einer Entladung eines Kondensators eine Spannung ausgibt, und die Spannung eine zeitlich abfallende Gleichspannung ist, und hinter dem Kondensator ist eine CCFL-Wandlerschaltung verbindet, und die CCFL-Wandlerschaltung wandelt die zeitlich abfallende Eingangsgleichspannung in einen sinusförmigen Wechselstromausgang um, und da die CCFL-Wandlerschaltung in der offenen Schleife arbeitet, ist der Spitze-Spitze-Wert des sinusförmigen Wechselstroms, der von der CCFL-Wandlerschaltung ausgegeben wird, proportional zur Betriebsspannung der CCFL-Wandlerschaltung, und diese Spannung nimmt mit der Zeit ab, d. h. der Spitze-Spitze-Wert des sinusförmigen Wechselstroms, der von der CCFL-Wandlerschaltung ausgegeben wird, nimmt ebenfalls mit der Zeit ab, dann nimmt auch der Effektivwert des sinusförmigen Wechselstroms mit der Zeit ab, und zuletzt wird eine abklingende sinusförmige Wechselspannung erhält. Sie wirkt auf beide Enden eines zu aktivierenden Photovoltaik-Strings, sodass die Wellenform ΔU/Δt der von der Stromversorgungsschaltung ausgegebenen Spannung klein ist, und da die Sinuswelle eine einzige Frequenz hat, gibt es wenige Harmonische und wenige Strahlung in der Luft gibt und ist es umweltfreundlich, wodurch eine verlängerte Lebensdauer des Photovoltaik-Strings in dem photovoltaischen Stromerzeugungssystem, das die Stromversorgungsschaltung angewendet wird, und eine wenige Abstrahlung an die Umwelt ermöglicht wird, und wodurch die Stromversorgungsschaltung in der vorliegenden Erfindung einfach und kostengünstig realisierbar ist.
  • Um dem technischen Personal das Verständnis der vorliegenden Erfindung zu erleichtern, wird die vorliegende Erfindung im Folgenden in Verbindung mit spezifischen Ausführungsbeispielen beschrieben.
  • Ausführungsbeispiel 1
  • Bezüglich dieses Ausführungsbeispiels sei auf 1 verwiesen, und 1 ist ein Prinzipdiagramm der Stromversorgungsschaltung im Ausführungsbeispiel 1 der vorliegenden Erfindung. Die Stromversorgungsschaltung besteht aus folgende Komponenten und wie folgt verschaltet:
    • Die in 1 dargestellte Stromversorgungsschaltung umfasst einen Schalter K1, eine Induktivität L1, einen Kondensator C1, einen Schalter K2 und eine CCFL-Wandlerschaltung;
  • Ein Ende des Schalters K1 ist ein positiver Eingang der Stromversorgungsschaltung, und ein anderes Ende des Schalters K1 ist mit einem Ende der Induktivität L1 verbunden, und ein anderes Ende der Induktivität L1 ist sowohl mit einem Ende des Kondensators C1 als auch mit einem Ende des Schalters K2 verbunden, und ein anderes Ende des Kondensators C1 ist ein negativer Eingang der Stromversorgungsschaltung, und ein positiver Eingang der CCFL-Wandlerschaltung ist mit einem anderen Ende des Schalters K2 verbunden, und ein negativer Eingang der CCFL-Wandlerschaltung ist mit dem negativen Eingang der Stromversorgungsschaltung verbunden, und ein erster Ausgang der CCFL-Wandlerschaltung ist ein erster Ausgang der Stromversorgungsschaltung, und ein zweiter Ausgang der CCFL-Wandlerschaltung ist ein zweiter Ausgang der Stromversorgungsschaltung.
  • Die CCFL-Wandlerschaltung in diesem Ausführungsbeispiel umfasst eine Anlaufschaltung, die aus einem Widerstand R1 und einem Kondensator C2 besteht, einen Kondensator C3, eine Induktivität L2, eine Triode TR1, eine Triode TR2, einen Transformator B, Primärwicklungen NP1 und NP2, Rückkopplungswicklungen NB1 und NB2 sowie eine Sekundärwicklung Nsi, und die Anlaufschaltung umfasst mindestens zwei Anschlüsse, und ein Ende des Widerstands R1 ist ein Anlauf-Eingang, und ein Anschlusspunkt zwischen einem anderen Ende eines Widerstands R2 und einem Ende des Kondensators C2 ist der Anlauf-Ausgang, und eine Vorrichtung, die den Anlaufstrom für die beiden Gegentakttrioden TR1 und TR2 in diesem Ausführungsbeispiel bereitstellt, ist der Widerstand R1;
  • Die CCFL-Wandlerschaltung ist wie folgt verschaltet: der Anlauf-Eingang ist mit dem anderen Ende des Schalters K2 verbunden, und der Anlauf-Ausgang ist mit einer mittleren Anzapfung der Rückkopplungswicklungen NB1 und NB2 verbunden, und ein anderes Ende des Kondensators C2 ist mit dem anderen Ende des Kondensators C1 verbunden; Emitter der Trioden TR1 und TR2 sind mit dem anderen Ende des Kondensators C1 verbunden, und Kollektoren der Trioden TR1 und TR2 sind mit Anschlüssen der Primärwicklungen NP1 bzw. NP2 verbunden, und die Kollektoren der Trioden TR1 und TR2 sind auch mit Anschlüssen des Kondensators C3 verbunden, und Grundelektroden der Trioden TR1 und TR2 sind mit Anschlüssen der Rückkopplungswicklungen NB1 bzw. NB2 verbunden, und eine mittlere Anzapfung der Primärwicklungen NP1 und NP2 ist über die Induktivität L2 mit dem anderen Ende des Schalters K2 verbunden; ein Ende der Sekundärwicklung Nsi ist der erste Ausgang der CCFL-Wandlerschaltung, und ein andere Ende der Sekundärwicklung Nsi ist der zweite Ausgang der CCFL-Wandlerschaltung.
  • Der Kondensator C1 der vorliegenden Erfindung ist bevorzugt ein Superkondensator oder ein großer Elektrolytkondensator mit geringem Leckstrom, der in Reihe oder und parallel geschaltet ist.
  • Da die CCFL-Wandlerschaltung Wechselstrom ausgibt, können der erste Ausgang und der zweite Ausgang der Stromversorgungsschaltung in der vorliegenden Erfindung ausgetauscht werden.
  • Um die Mängel der Impulsspannung des Standes der Technik zu beseitigen, ist die Spannung, die in der vorliegenden Anmeldung für die Aktivierung des Photovoltaik-Strings angelegt wird, ein sinusförmiger Wechselstrom, der sehr kompliziert zu erhalten ist, und wenn ein Schaltnetzteil verwendet wird, um ihn direkt zu erhalten, ist die Wellenformflanke der Ausgangsspannung sehr steil, wie im Fall eines selbsterregten Gegentaktwandlers, bei dem die Ausgangsspannungswellenform eine Rechteckwelle mit einem ΔU/Δt von nahezu unendlich ist, und leidet es somit unter denselben Mängeln, die in der Hintergrundtechnik beschrieben sind. Wenn ein digitaler Audio-Leistungsverstärker verwendet wird, ist der Schaltnetzteil in Verbindung mit dem Ausgangsfilter sowohl in Bezug auf die Kosten als auch auf die Steuerschaltung aufwendig.
  • Die Schaltung zur Gewinnung von sinusförmigem Wechselstrom in diesem Ausführungsbeispiel verwendet eine CCFL-Wandlerschaltung, und da die Wellenlänge eines 1-MHz-Hochfrequenz-Wechselstroms 30 m beträgt und seine entsprechende Halbwellenoszillator-Antennenlänge 1/4 seiner Wellenlänge ist, was 7,5 m beträgt, liegt der Hochfrequenz-Wechselstrom, der von der Stromversorgungsschaltung in der vorliegenden Erfindung ausgegeben wird, unter 1 MHz, dann ist seine Abstrahlung leichter zu kontrollieren, wie z. B. die Ausgangsfrequenz des Hochfrequenz-Wechselstroms beträgt 100 KHz, die 1/4 Wellenlänge beträgt 75 Metern, für weit weniger als 75 Meter der Antennenlänge ist seine Strahlungseffizienz sehr gering, und daher erfordert das Ausführungsbeispiel es, dass die CCFL-Wandlerschaltung bei einer relativ „niedrigen Frequenz“ unter 1 MHz arbeitet, jedoch wird es dennoch im Text der Begriff „Hochfrequenz-Wechselstrom“ oder „sinusförmiger Wechselstrom“ verwendet wird.
  • Die CCFL-Wandlerschaltung ist eine Art der selbsterregten Gegentaktwandler, und ihr Funktionsprinzip zur Erzielung einer sinusförmigen Ausgangsspannungswellenform wird wie folgt erklärt:
    • Die Schaltung rechts vom Kondensator C1 im 1 ist die CCFL-Wandlerschaltung, und der Unterschied zwischen der CCFL-Wandlerschaltung und dem selbsterregten Gegentaktwandler besteht in der Hinzufügung des Kondensators C3 und der Induktivität L2; das Schwingungsprinzip der Schaltung ist ähnlich wie es des selbsterregten Gegentaktwandlers, aber anstatt die Kernsättigungskennlinie für die Gegentaktschwingung zu nutzen, verwendet die CCFL-Wandlerschaltung den Kondensator C3 und die Gesamtinduktivität der Wicklung NP1 und NP2 des Koppeltransformators B für die Schwingung des LC-Kreises, und die Ausgangswellenform der Schaltung ist eine Sinuswelle, nicht mehr eine Rechteckwelle, wobei die Induktivität L2 dazu wirkt: 1) eine größere Wechselstrom-Eingangsimpedanz für den Transformator bereitzustellen und 2) eine perfekte Sinuswellenausgabe zu gewährleisten, und die Wellenform der von der allein betriebenen CCFL-Wandlerschaltung ausgegebenen Spannung ist in 2 dargestellt, und 2 ist nicht perfekt und wird hier nur als Beispiel verwendet, und wenn L2 weiter verstärkt wird, wird die Wellenformverzerrung THD in 2 weniger als 10 % betragen, was an dieser Stelle praktisch ist. Diese Form der Schwingung erfordert eine sehr strenge Auswahl der Vorrichtungen. Je kleiner die Wellenformverzerrung THD in 2 ist, desto geringer ist der Energieverbrauch der Stromversorgungsschaltung in der vorliegenden Erfindung.
  • Die CCFL-Wandlerschaltung ist dadurch gezeichnet, dass, durch der Verwendung von der Schwingung des in Reihe geschalteten LC-Kreises, die Frequenz relativ stabil ist und der Ausgang eine Sinuswelle oder fast eine Sinuswelle ist, aber wegen des niedrigen Wirkungsgrads ist es auch notwendig, die Induktivität L2 in Reihe mit dem Versorgungskreis zu verbinden, um den Wirkungsgrad zu erhöhen.
  • In dieser Erfindung erfordert es, dass die Induktionsstärke der Induktivität L2 mehr als das 10-fache der Induktionsstärke der Wicklung NP1 oder NP2 betragen, dann wird eine perfektere Sinuswelle aus der Induktivität L2 und dem Kondensator C3 erzielt.
  • Da die Betriebsspannung der CCFL-Wandlerschaltung die Klemmenspannung des Kondensators C1 ist, ist die Form der Hüllkurve, die durch den Spitzenwert der positiven Halbperiode des von der CCFL-Wandlerschaltung ausgegebenen Hochfrequenz-Wechselstroms gebildet wird, ähnlich der Klemmenspannungsvariation von C1, und in ähnlicher Weise ist die Form der Hüllkurve, die durch den Spitzenwert der negative Halbperiode des von der CCFL-Wandlerschaltung ausgegebenen Hochfrequenz-Wechselstrom gebildet wird, nach Spiegelung der X-Achse in gemeinsamen Koordinaten ähnlich der Klemmenspannungsvariation von C1.
  • Wenn die Aktivierung des Photovoltaik-Strings in der vorliegenden Erfindung erforderlich ist, wird, mittels einer externen Stromversorgung der Stromversorgungsschaltung in der vorliegenden Erfindung, die eine Batterie, ein Gleichstrom nach der Gleichrichtung der Netzspannung sein kann, der Schalter K1 zunächst geschlossen, um den Kondensators C1 aufzuladen, dann wird der Schalter K1 geöffnet und der Schalter K2 geschlossen, um den Kondensator C1 allmählich entzuladen, wodurch der Photovoltaik-String eine Aktivierungsspannung bereitgestellt wird.
  • Um den Wirkungsgrad eines PV-Kraftwerks zu verbessern, besteht das beste Aktivierungsschema darin, der Photovoltaik-String selbst als externe Stromquelle zu verwenden, wenn die netzgekoppeltene Stromerzeugung um 14 Uhr ihre Bedeutung verliert, wird der Schalter K1 geschlossen, um den Kondensator C1 aufzuladen, und wenn die Sonne untergeht, wird der Schalter K1 geöffnet und der Schalter K2 geschlossen, um den Kondensator C1 allmählich entzuladen und damit klingt die Klemmenspannung allmählich ab, mit dieser Eigenschaft wird eine allmählich abklingende Betriebsspannung für die CCFL-Wandlerschaltung bereitgestellt, und der Ausgang der CCFL-Wandlerschaltung erhält eine abklingende sinusförmige Wechselspannung, die auf die beide Enden des zu aktivierenden Photovoltaik-Strings wirkt. Wenn die Aktivierung nicht ausreicht, genügt es, die Kapazität des Kondensators C1 zu erhöhen und umgekehrt.
  • 3 zeigt die Wellenform der Spannung an den beiden Enden des Kondensators C1 und der von der CCFL-Wandlerschaltung ausgegebenen Spannung im Ausführungsbeispiel 1 der vorliegenden Erfindung, und die Wellenform der Spannung an den beiden Enden des Kondensators C1 wird wie die Gerade S1 in 3, in einer ähnlichen exponentiell Weise gesunken, während die Wellenform der von der CCFL-Wandlerschaltung ausgegebenen Spannung zu diesem Zeitpunkt, siehe Kurve S2, ein allmählich abklingender Hochfrequenz-Wechselstrom ist, und die Gerade S3 ist die Hüllkurve der Kurve S2 am positiven Halbumfang, und die Gerade S4 ist die Hüllkurve der Kurve S2 im negativen Halbumfang der Hüllkurve, und die Gerade S3 und die Gerade S4 sind spiegelsymmetrisch entlang der X-Achse.
  • Die Stromversorgungsschaltung in diesem Ausführungsbeispiel wird in einem photovoltaischen Stromerzeugungssystem nach folgendem Schema verwendet:
    • Ein heißes Ende des zu aktivierenden Photovoltaik-Strings ist elektrisch mit dem ersten Ausgang der Stromversorgungsschaltung gekoppelt und eine Erdungsklemme des zu aktivierenden Photovoltaik-Strings ist elektrisch mit dem zweiten Ausgang der Stromversorgungsschaltung gekoppelt.
  • Wenn der Photovoltaik-String selbst in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, um eine Betriebsspannung für die Stromversorgungsschaltung bereitzustellen, können der Photovoltaik-String, der die Betriebsspannung bereitstellt, und der zu aktivierende Photovoltaik-String gleich oder unterschiedlich sein.
  • Es ist zu beachten, dass, wenn eine positive Elektrode des Photovoltaik-Strings geerdet ist, ist seine negative Elektrode das heiße Ende; wenn eine negative Elektrode des Photovoltaik-Strings geerdet ist, ist seine positive Elektrode das heiße Ende, und die Aktivierung des Photovoltaik-Strings kann durch die beiden Anschlussmethoden realisiert werden.
  • Die Bedeutung des Begriffs „elektrische Kopplung“ umfasst neben der direkten Kopplung auch die indirekte Verbindung (d. h. zwischen den beiden elektrisch gekoppelten Objekten können andere Komponenten angeschlossen werden) und umfasst auch die Verbindung durch induktive Kopplung usw..
  • Das zweite Ausführungsbeispiel in der vorliegenden Anwendung ist eine indirekte Verbindung, und die folgende Beschreibung bezieht sich auch auf eine indirekte Verbindung:
    • Wenn eine Elektrolytkondensator-Bank mit einer stabilen Ausgangsspannung an den beiden Enden des zu aktivierenden Photovoltaik-Strings parallel geschaltet ist, um zu vermeiden, dass die Elektrolytkondensator-Bank den von der
    • Stromversorgungsschaltung der vorliegenden Erfindung ausgegebenen Hochfrequenz-Wechselstrom absorbiert und somit keine Aktivierung des Photovoltaik-Strings erfolgt, ist es notwendig, eine Induktivität in Reihe zwischen dem heißen Ende des Photovoltaik-Strings und einem mit der Elektrolytkondensator-Bank verbundenen Anschlusspunkt zu schalten, sodass der zu den beiden Enden der Elektrolytkondensator-Bank gebrachte Hochfrequenz-Wechselstrom aufgrund der Isolation der Induktivität an den beiden Enden des Photovoltaik-Strings gebracht werden kann und somit in diesem Fall der Photovoltaik-String aktiviert wird. Dabei ist das heiße Ende des Photovoltaik-Strings nicht direkt mit dem ersten Ausgang der Stromversorgungsschaltung verbunden, fällt aber dennoch in den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung.
  • Es wird empfohlen, die Aktivierung des Photovoltaik-Strings in dieser Anmeldung nachts, im Abstand von einigen Tagen durchzuführen, und die für die Aktivierung benötigte Zeit hängt sich mit dem Alterungsgrad des Photovoltaik-Strings ab, je höher der Alterungsgrad ist, desto länger die Zeit benötigt, und um einen besseren Aktivierungseffekt zu erzielen, ist es umso besser, je langsamer der Abfall der von der BUCK-Schaltung ausgegebenen Spannung in der Stromversorgungsschaltung ist, und die kumulative Abfallzeit ist größer oder gleich 20 Minuten.
  • Um die Wirkung der Aktivierungsschaltung zu testen, kauften wir bei Taobao einen Satz photovoltaischer Stromerzeugungsanlage mit einer Nennausgangsleistung von nur 2 KW, die seit 6 Jahren verwendet und ursprünglich für die westlichen rückständigen ländlichen Gebiete ausgestattet wurde, und gemessen unter dem sonnigen Wetter in Guangzhou, betrug ihre tatsächliche Ausgangsleistung nur 690 W und die Leerlaufspannung 377 V. Wir verwendeten eine Stromversorgungsschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung in dieser Anlage, die folgende Parameter hatte: die Betriebsspannung entsprach der oben genannten Leerlaufspannung von 377 V, die direkt vom Photovoltaik-String in der Photovoltaik-Stromerzeugungsanlage um 15 Uhr ausgegeben wurde, und der Kondensator C1 war 2200 uF/450 V und zwei Kondensatoren waren parallel geschaltet, und der Schalter K1 wurde um 17 Uhr geöffnet und der Schalter K2 um 20 Uhr geschlossen, und die Betriebsfrequenz der CCFL-Wandlerschaltung betrug 3,4 KHz, und sie arbeitete nur für 1 Minute und 43 Sekunden, was bereits bewirkte, dass die Spannung des Kondensators C1 auf etwa 60 V gesunken war, und gemessen am nächsten Tag war die Stromerzeugungsleistung auf 757 W gestiegen, und in dieser Nacht arbeitete sie wieder für 1 Minute und 43 Sekunden, und am dritten Tag war die Stromerzeugungsleistung auf 823 W gestiegen, und nach 21-maliger Aktivierung war die Stromerzeugungsleistung auf 1986 W gestiegen, was nahe der Nennausgangsleistung war. Es wurden bessere Ergebnisse erzielt.
  • Außerdem, da der Photovoltaik-String intern einer Konstantstromquelle oder einer grundlegenden Einheit entspricht, die im Wesentlichen aus einer PN-Übergangsdiode besteht, kann die Diode bei normaler Aktivierung des Photovoltaik-Strings nicht geleitet werden, da sonst die CCFL-Wandlerschaltung aufgrund eines Stromkurzschlusses durchgebrannt wird, selbst wenn sie durch eine Strombegrenzungsschaltung mit guter Konstruktion geschützt ist, wird Strom verschwendet. Um die Sicherheit des Photovoltaik-Strings zu gewährleisten, ist es bei der vorliegenden Erfindung erforderlich, dass der Spitzenwert des Hochfrequenz-Wechselstrom, der von der CCFL-Wandlerschaltung ausgegebenen wird, nicht größer ist als die Leerlaufspannung des zu aktivierenden Photovoltaik-Strings, sodass das Leiten der Diode im Photovoltaik-String effektiv vermieden werden kann. Darüber hinaus gilt: je höher die Frequenz, desto besser die Wirkung der Aktivierung, aber da der Photovoltaik-String bestimmt kapazitiv ist und auch zu viel Strom verbraucht, müssen für unterschiedliche Leistung des Photovoltaik-Strings verschiedene Frequenzen von Hochfrequenz-Wechselstrom gewählt werden, und im Allgemeinen gilt: je größer die Fläche des Photovoltaik-Strings, desto größer seine Ausgangsleistung, und je höher die Übergangskapazität des PN-Übergangs, desto niedriger die Frequenz, und sie kann sogar bis 800 Hz erreicht werden, an diesem Punkt verbraucht die Stromversorgungsschaltung in der vorliegenden Erfindung für die Aktivierung weniger Strom, und wenn die Frequenz weiter reduziert wird, wird die erforderliche Aktivierungszeit länger, was wiederum den Stromverbrauch erhöht.
  • Wenn z. B. die Anzahl der Einzelzellen oder Basiszellen, die in einem Photovoltaik-String in Reihe geschaltet sind, 24 beträgt (die minimale Anzahl von Einzelzellen, die für die Reihenschaltung des Photovoltaik-Strings erforderlich ist, beträgt 24, und die erzielte Leerlaufspannung beträgt etwa 14,4 V bis 16,8 V), und da die elektrischen Eigenschaften des Photovoltaik-Strings auch der PN-Übergangsgleichung folgen und der Spannungsabfall der Diode 0,7 V beträgt, dann beträgt die maximale Leerlaufspannung an den beiden Enden des Photovoltaik-Strings 0,7 V x 27 = 16,8 V, dann sollte der Spitzenwert des Hochfrequenz-Wechselstroms, der von der CCFL-Wandlerschaltung ausgegeben wird, etwas niedriger als 16,8 V sein, um die Sicherheit des Photovoltaik-Strings zu gewährleisten. Für einen US-600V-Photovoltaik-String (im Innern werden 1.008 Grundeinheiten in Reihe geschaltet) liegt die Anforderung an die Aktivierungsspannung beispielsweise nur knapp unter 600 V.
  • Da der Photovoltaik-String bei der Aktivierung kapazitiv ist und diese Übergangskapazität schließlich zu der Parallelschaltung zum Kondensator C3 äquivalent ist, und da der CCFL-Konverter im Resonanzzustand der Sinuswelle arbeitet und seiner LC-Kreis die Energie der Übergangskapazität des Photovoltaik-Strings absorbieren kann, realisiert dadurch eine Aktivierung mit geringer Energie, insbesondere wenn der CCFL-Konverter die Verwendung der Arbeitsmethode der selbsterregten Gegentaktschwingung aufgibt, sondern durch den externen Antrieb betrieben wird, leiten die Triode TR1 oder TR2 beide nur, wenn die Sinuswelle nahe dem Spritzenwert ist, und damit ist der Umwandlungswirkungsgrad höherer. Dies ist auch der Grund, warum der CCFL-Wandlerkondensator in dieser Erfindung mittels des Kondensators C1 eine Spannung bereitgestellt wird, wodurch der Zweck der Erfindung erreicht werden kann.
  • Der externe Antrieb wird auch als der fremde Antrieb genannt. Es ist zu beachten, dass, wenn der CCFL-Konverter die Arbeitsmethode der selbsterregten Gegentaktschwingung verwendet, durch die Anpassung des Windungsverhältnisses der Rückkopplungswicklung und Primärwicklung, es auch realisierbar ist, dass die Triode TR1 oder TR2 bei der Sinuswelle in der Nähe des Spitzenwerts geleitet werden können und der Umwandlungswirkungsgrad auch sehr hoch ist, und um zu verhindern, dass die Schwingung des CCFL-Konverters bei einer niedrigen Ausgangsspannung der BUCK-Schaltung stoppt, wird der Widerstand R1 in der Anlaufschaltung durch eine Konstantstromquelle ersetzt, und wie oben beschrieben, wenn die Betriebsspannung von 377 V auf 60 V abfällt, stoppt die Schwingung des CCFL-Konverters nicht, da der von der Konstantstromquelle an die Triode TR1 oder TR2 gelieferte Strom der Grundelektrode nicht reduziert wird. Dies wird im dritten Ausführungsbeispiel gezeigt.
  • Es soll beachtet werden, dass im Stand der Technik der herkömmliche Farbfernsehempfänger mit Glasbildröhren, die von einer Elektronenkanone abgetastet wird, einen abklingenden sinusförmigen Wechselstrom verwendet, um die Bildröhre zu entmagnetisieren, und sein Arbeitsprinzip ist einfach, indem ein PTC-Thermistor verwendet wird, der in der Entmagnetisierungsspule in Reihe geschaltet ist, und mit der Zeit steigt der Widerstand des PTC-Thermistors von etwa 10 Ohm auf mehr als 220 K, und der Entmagnetisierungsstrom steigt auch von mehr als 10 A auf weniger als 1 mA reduzieren, aber diese Technik kann nicht direkt für die Aktivierung des Photovoltaik-Strings verwendet werden, da der Photovoltaik-String kapazitiv ist und nicht in Reihe mit einem PTC-Thermistor geschaltet werden kann. Außerdem benötigt der Photovoltaik-String eine lange Aktivierungszeit und der Typ des PTC-Thermistors kann nicht nach der Anforderung ausgewählt werden.
  • Ausführungsbeispiel 2
  • 4 ist ein Prinzipdiagramm der Stromversorgungsschaltung nach der Verbesserung im Ausführungsbeispiel 2 der vorliegenden Erfindung, die im photovoltaischen Stromerzeugungssystem angewendet wird, und da der Photovoltaik-String eine interne Äquivalentdiode hat, die mit ihm in Reihe geschaltet ist, ist ein Satz von Gleichstromversorgungen E am Ausgang der Stromversorgungsschaltung zur Verbesserung des Aktivierungseffekts in Reihe geschaltet, d. h., ein Satz von Gleichstromversorgungen E ist mit dem Photovoltaik-String in Reihe geschaltet, und die Reihenschaltung erfolgt durch eine der beiden folgenden Methoden:
    • (1) eine negative Elektrode der Gleichstromversorgung ist elektrisch mit dem zweiten Ausgang der Stromversorgungsschaltung gekoppelt, und der erste Ausgang der Stromversorgungsschaltung ist elektrisch mit einer positiven Elektrode des Photovoltaik-Strings gekoppelt, und eine negative Elektrode des Photovoltaik-Strings ist elektrisch mit einer positiven Elektrode der Gleichstromversorgung gekoppelt;
    • (2) eine negative Elektrode der Gleichstromversorgung ist elektrisch mit einer positiven Elektrode des Photovoltaik-Strings gekoppelt, und eine negative Elektrode des Photovoltaik-Strings ist elektrisch mit dem zweiten Ausgang der Stromversorgungsschaltung gekoppelt, und der erste Ausgang der Stromversorgungsschaltung ist elektrisch mit einer positiven Elektrode der Gleichstromversorgung gekoppelt.
  • Auch in diesem Ausführungsbeispiel wird der Begriff „elektrische Kopplung“ verwendet, um die Verschaltung zu beschreiben, also die Bedeutung des Begriffs „elektrische Kopplung“ umfasst neben der direkten Kopplung auch die indirekte Verbindung (d. h. zwischen den beiden elektrisch gekoppelten Objekten können andere Komponenten angeschlossen werden) und umfasst auch die Verbindung durch induktive Kopplung usw., was im Ausführungsbeispiel 1 geschrieben wird.
  • Der Photovoltaik-String PV1, der für die Stromversorgungsschaltung die Betriebsspannung bereitstellt, und der zu aktivierende Photovoltaik-String PV2 sind in 4 dargestellt und können derselbe Photovoltaik-String oder unterschiedlich sein.
  • Dies ermöglicht es, dass die Aktivierungsspannung, die zwischen dem heißen Ende und der Erdungsklemme des Photovoltaik-Strings erhalten wird, eine Wechselspannungswellenform mit einer kleinen positiven Halbperiode und einer großen negativen Halbperiode hat, und die kleine positive Halbperiode stellt sicher, dass die Dioden innerhalb des Photovoltaik-Strings bei der Aktivierung nicht leiten, und die große negative Halbperiodenspannung sorgt für eine bessere Aktivierungswirkung.
  • Ausführungsbeispiel 3
  • 5 ist ein Prinzipdiagramm der Stromversorgungsschaltung im Ausführungsbeispiel 3 der vorliegenden Erfindung, und das dritte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel dadurch, dass der Widerstand R1 durch eine Konstantstromquelle mit der gleichen Stromrichtung ersetzt wird, wodurch die CCFL-Wandlerschaltung in der Lage ist, einen konstanten Strom an die Grundelektroden der beiden Gegentakttrioden TR1 und TR2 aufgrund des Vorhandenseins der Konstantstromquelle zu liefern, wenn die Eingangsspannung abfällt, wodurch die Eingangsspannung der Stromversorgungsschaltung breit sein kann, und wie oben beschrieben, wenn die Betriebsspannung von 377 V auf 60 V abfällt, stoppt die Schwingung des CCFL-Konverters nicht, weil der von der Konstantstromquelle an die Triode TR1 bzw. TR2 gelieferte Strom der Grundelektrode nicht reduziert wird. Dann entspricht die Betriebsspannung der Klemmenspannung des Photovoltaik-Strings im breiten Bereich. Das Funktionsprinzip in diesem Ausführungsbeispiel und ihre Anwendungen im photovoltaischen Stromerzeugungssystem sind das gleiche wie beim ersten Ausführungsbeispiel und werden hier nicht beschrieben.
  • Die obigen Darstellungen sind nur bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, und es soll beachtet werden, dass die obigen bevorzugten Ausführungsformen nicht als eine Einschränkung der vorliegenden Erfindung angesehen werden sollen. Für ein allgemeines technisches Personal auf dem Gebiet der Technik können, ohne von den Ideen und dem Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen, verschiedene Verbesserungen und Modifikationen vorgenommen werden, wie z. B., die Induktivität L1 in 1 wird durch einen Widerstand ersetzt und das andere Ende des Kondensators C2 in 1 wird mit einem Ende des Widerstands R1 verbindet, oder der Selbstantrieb in 1 wird durch den „externen Antrieb“ unter der Bedingung ersetzt, dass die CCFL-Schaltung in der offenen Schleife arbeitet, und es ist auch möglich, die Ausgangsspannung der CCFL-Wandlerschaltung zu erfassen, um das Tastverhältnis der BUCK-Schaltung zu steuern. Diese Verbesserungen und Modifikationen sind ebenfalls als Schutzumfang der vorliegenden Erfindung zu betrachten und werden hier nicht beispielhaft wiederholt, und der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung unterliegt dem durch die Ansprüche definierten Umfang. Darüber hinaus beziehen alle Beziehungen „elektrische Kopplung“ und „Verbindung“ in dem Patent sich nicht nur auf die direkte Kopplung der Komponenten, sondern auch beziehen sich auf die Bildung einer besseren Kopplungsstruktur durch Hinzufügen von Kopplungsmittel je nach konkreter Ausführung, und wo „elektrische Kopplung“ in der vorliegenden Erfindung explizit verwendet wird, dient dies nur zur Hervorhebung dieser Bedeutung, schließt aber nicht aus, dass dort, wo „Verbindung“ verwendet wird, es auch diese Bedeutung hat. Die verschiedenen technischen Merkmale der Erfindung können miteinander kombiniert werden, ohne sich gegenseitig zu widersprechen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • CN 107086601 A [0009]
    • CN 201110436259 [0020]
    • CN 201110242377 [0021]

Claims (9)

  1. Stromversorgungsschaltung, die im photovoltaischen Stromerzeugungssystem angewendet wird, dadurch gekennzeichnet, dass die einen Schalter K1, eine Strombegrenzungsvorrichtung, einen Kondensator C1, einen Schalter K2 und eine CCFL-Wandlerschaltung umfasst, wobei ein Ende des Schalters K1 ein positiver Eingang der Stromversorgungsschaltung ist, und ein anderes Ende des Schalters K1 mit einem Ende der Strombegrenzungsvorrichtung verbunden ist, und ein anderes Ende der Strombegrenzungsvorrichtung sowohl mit einem Ende des Kondensators C1 als auch mit einem Ende des Schalters K2 verbunden ist, und ein anderes Ende des Kondensators C1 ein negativer Eingang der Stromversorgungsschaltung ist, und ein positiver Eingang der CCFL-Wandlerschaltung mit einem anderen Ende des Schalters K2 verbunden ist, und ein negativer Eingang der CCFL-Wandlerschaltung mit dem negativen Eingang der Stromversorgungsschaltung verbunden ist, und ein erster Ausgang der CCFL-Wandlerschaltung ein erster Ausgang der Stromversorgungsschaltung ist, und ein zweiter Ausgang der CCFL-Wandlerschaltung ein zweiter Ausgang der Stromversorgungsschaltung ist; wobei der Schalter K1 bei eine Aktivierung eines Photovoltaik-Strings vor dem Schalter K2 abgeschaltet wird und die CCFL-Wandlerschaltung wird mittels des Kondensators C1 eine Betriebsspannung bereitgestellt.
  2. Stromversorgungsschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Strombegrenzungsvorrichtung eine Induktivität oder ein Widerstand ist.
  3. Stromversorgungsschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kondensator C1 ein Superkondensator oder ein Elektrolytkondensator ist.
  4. Stromversorgungsschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die CCFL-Wandlerschaltung durch den externen Antrieb betrieben wird.
  5. Stromversorgungsschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die CCFL-Wandlerschaltung mindestens eine Anlaufschaltung, eine Induktivität L2, einen Kondensator C3, eine Triode TR1, eine Triode TR2, einen Transformator B, Primärwicklungen NP1 und NP2, Rückkopplungswicklungen NB1 und NB2 und eine Sekundärwicklung Nsi umfasst, wobei die Anlaufschaltung mindestens zwei Anschlüsse, also einen Anlauf-Eingang und einen Anlauf-Ausgang umfasst; wobei der Anlauf-Eingang mit dem anderen Ende des Schalters K2 verbunden ist und der Anlauf-Ausgang mit einer mittleren Anzapfung der Rückkopplungswicklungen NB1 und NB2 verbunden ist; wobei Emitter der Trioden TR1 und TR2 mit dem anderen Ende des Kondensators C1 verbunden sind, und Kollektoren mit Anschlüssen der Primärwicklung NP1 bzw. NP2 verbunden sind, und die Kollektoren auch mit beiden Anschlüssen des Kondensators C3 verbunden sind, und Grundelektroden mit Anschlüssen der Rückkopplungswicklung NB1 bzw. NB2 verbunden sind; wobei eine mittlere Anzapfung der Primärwicklungen NP1 und NP2 über die Induktivität L2 mit dem anderen Ende des Schalters K2 verbunden sind; wobei ein Ende der Sekundärwicklung Nsi der erste Ausgang der CCFL-Wandlerschaltung ist und ein anderes Ende der Sekundärwicklung Nsi der zweite Ausgang der CCFL-Wandlerschaltung ist.
  6. Stromversorgungsschaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlaufschaltung eine Stromversorgungsvorrichtung umfasst und die Stromversorgungsvorrichtung ein Widerstand ist oder eine Vorrichtung mit Konstantstromquelle ist.
  7. Stromversorgungsschaltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlaufschaltung einen Kondensator C2 umfasst, wobei der Kondensator C2 parallel zu der Stromversorgungsvorrichtung geschaltet ist oder der Kondensator C2 mit dem Anlauf-Ausgang und dem anderen Ende des Kondensators C1 verbunden ist.
  8. Photovoltaisches Stromerzeugungssystem, das einen Photovoltaik-String umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass es ferner eine Stromversorgungsschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 7 umfasst, wobei ein heißes Ende des Photovoltaik-Strings elektrisch mit dem ersten Ausgang der Stromversorgungsschaltung gekoppelt ist, und eine Erdungsklemme des Photovoltaik-Strings elektrisch mit dem zweiten Ausgang der Stromversorgungsschaltung gekoppelt ist.
  9. Photovoltaisches Stromerzeugungssystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass es ferner eine Gleichstromversorgung umfasst, wobei die Gleichstromversorgung und die Ausgänge der Stromversorgungsschaltung in Reihe geschaltet sind und die Reihenschaltung durch eine der beiden folgenden Methoden erfolgt: (1) eine negative Elektrode der Gleichstromversorgung ist elektrisch mit dem zweiten Ausgang der Stromversorgungsschaltung gekoppelt, und der erste Ausgang der Stromversorgungsschaltung ist elektrisch mit einer positiven Elektrode des Photovoltaik-Strings gekoppelt, und eine negative Elektrode des Photovoltaik-Strings ist elektrisch mit einer positiven Elektrode der Gleichstromversorgung gekoppelt; (2) eine negative Elektrode der Gleichstromversorgung ist elektrisch mit einer positiven Elektrode des Photovoltaik-Strings gekoppelt, und eine negative Elektrode des Photovoltaik-Strings ist elektrisch mit dem zweiten Ausgang der Stromversorgungsschaltung gekoppelt, und der erste Ausgang der Stromversorgungsschaltung ist elektrisch mit einer positiven Elektrode der Gleichstromversorgung gekoppelt. 10. Photovoltaisches Stromerzeugungssystem nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Hochfrequenz-Wechselstrom-Spitzenleistung der CCFL-Wandlerschaltung nicht größer als eine Leerlaufspannung des zu aktivierenden Photovoltaik-Strings ist.
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