光伏电池串并联自动切换电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种光伏电池串并联自动切换电路，所述电路包括多个依次排列的光伏电池和控制模块，任意两个相邻的光伏电池设为第一光伏电池和第二光伏电池，所述第一光伏电池和第二光伏电池之间设有一个MOS管，第一光伏电池的正极接有第一二极管，第一光伏电池的负极和MOS管的漏极之间接有第二二极管，第二光伏电池的正极和MOS管的源极之间接有第三二极管，第二光伏电池的负极接有第四二极管，所述MOS管的栅极与控制模块连接。本实用新型专利技术结构简单、使用方便，能够根据负载的变化合理的自动切换光伏电池的串并联形式，提高其输出能力，以满足负载变化的需求。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种串并联自动切换电路，尤其是一种光伏电池串并联自动切换电路，属于光伏电池领域。
技术介绍
单个光伏电池的输出能力有限，在实际工程中，通常都会将很多个光伏电池通过串联或者并联的形式连接在一起，以提高其输出能力。通过串联的形式可以提高其输出电压，而通过并联的形式则可以提高其输出电流，使负载能够工作在额定状态。然而当负载发生变化时，固定的串并联形式不一定能够满足其额定工作电压、额定功率等。当采用串并联切换的形式时，若电压差距较大的光伏电池进行并联或者并联的光伏电池数量不相同时，将会形成环流，使光伏电池损坏。同时在正常工作的过程中，若有光伏电池损坏，其输出能力会下降，从而影响负载的正常工作，需要及时的检测和更换。
技术实现思路
本技术的目的是为了解决上述现有技术的缺陷，提供了一种光伏电池串并联自动切换电路，该电路结构简单、使用方便，能够根据负载的变化合理的自动切换光伏电池的串并联形式，提高其输出能力，以满足负载变化的需求。本技术的目的可以通过采取如下技术方案达到：光伏电池串并联自动切换电路，包括多个依次排列的光伏电池和控制模块；任意两个相邻的光伏电池设为第一光伏电池和第二光伏电池，所述第一光伏电池和第二光伏电池之间设有一个MOS管，第一光伏电池的正极接有第一二极管，第一光伏电池的负极和MOS管的漏极之间接有第二二极管，第二光伏电池的正极和MOS管的源极之间接有第三二极管，第二光伏电池的负极接有第四二极管，所述MOS管的栅极与控制模块连接，当控制模块给出控制信号使MOS管导通时，第二二极管和第三二极管截止，第一二极管和第四二极管导通，当控制模块给出控制信号使MOS管关断时，第一二极管、第二二极管、第三二极管和第四二极管均导通。进一步的，所述控制模块包括中央处理器、隔离电路和驱动电路，所述中央处理器通过隔离电路、驱动电路与MOS管的栅极连接，中央处理器输出的控制信号通过隔离电路、驱动电路来控制MOS管的导通和关断。进一步的，所述控制模块还包括测量电路，所述测量电路与中央处理器连接，用于测量光伏电池的输出电压和输出电流。进一步的，第一光伏电池的正极与第一二极管的阳极连接，第一光伏电池的负极和MOS管的漏极分别与第二二极管的阴极连接，第二光伏电池的正极和MOS管的源极分别与第三二极管的阳极连接，第二光伏电池的负极与第四二极管的阴极连接，第一二极管的阴极和第三二极管的阴极接负载电阻的一端，并与测量电路的输入端连接，第二二极管的阳极和第四二极管的阳极接负载电阻的另一端，所述测量电路的输出端与中央处理器连接。本技术相对于现有技术具有如下的有益效果：1、本技术的多个依次排列的光伏电池中，任意两个相邻的光伏电池之间设有一个MOS管，并使其中一个光伏电池的正极接一个二极管，负极和MOS管再接一个二极管，另一个光伏电池的正极和MOS管接一个二极管，负极再接一个二极管，通过这种独特的二极管连接方式，能有效的阻断光伏电池并联时电压较小的一路，起到保护的作用；同时，在电路正常工作的过程中，若有光伏电池损坏，可以通过控制MOS管的导通和关断，从而切换到相同功能的组合进行替代，具有一定的灵活性。2、本技术的控制模块包括中央处理器、隔离电路、驱动电路和测量电路，可以先通过测量电路对输出电压、电流进行采样给中央处理器处理，以确定光伏电池的串并联数量，然后中央处理器输出控制信号再通过隔离、驱动电路来控制MOS管的导通和关断，从而实现光伏电池的串并联自动切换，以满足负载正常工作的需求。附图说明图1为本技术实施例1的两个光伏电池的串并联切换电路图。图2为本技术实施例1的两个光伏电池切换至串联的电路图。图3为本技术实施例1的两个光伏电池切换至并联的电路图。图4为本技术实施例2的光伏电池串并联自动切换电路图。具体实施方式下面结合实施例及附图对本技术作进一步详细的描述，但本技术的实施方式不限于此。实施例1：如图1所示，以两个光伏电池的串并联切换为例进行分析，两个光伏电池分别为第一光伏电池BT1和第二光伏电池BT2，第一光伏电池BT1和第二光伏电池BT2之间设有一个MOS管Q1，第一光伏电池BT1的正极接有第一二极管D1，第一光伏电池BT1的负极和MOS管Q1的漏极之间接有第二二极管D2，第二光伏电池BT2的正极和MOS管Q1的源极之间接有第三二极管D3，第二光伏电池BT2的负极接有第四二极管D4，所述MOS管Q1的栅极接收控制信号；其中，第一光伏电池BT1的正极与第一二极管D1的阳极连接，第一光伏电池BT1的负极和MOS管Q1的漏极分别与第二二极管D2的阴极连接，第二光伏电池BT2的正极和MOS管Q1的源极分别与第三二极管D3的阳极连接，第二光伏电池BT2的负极与第四二极管D4的阴极连接，第一二极管D1的阴极和第三二极管D3的阴极接负载电阻RL的一端，第二二极管D2的阳极和第四二极管D4的阳极接负载电阻RL的另一端。如图2所示，当控制信号使MOS管Q1导通时，第二二极管D2和第三二极管D3由于承受反压而截止，只有第一二极管和第四二极管导通，此时相当于第一光伏电池和第二光伏电池串联，输出电压Vout为第一光伏电池BT1电压VBT1和第二光伏电池BT2的电压VBT2之和，即Vout＝VBT1+VBT2。如图3所示，当控制信号使MOS管Q1关断时，第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3和第四二极管D4均导通，此时相当于第一光伏电池BT1和第二光伏电池BT2并联，有以下三种情况：若第一光伏电池BT1的电压VBT1和第二光伏电池BT2的电压VBT2相同，则输出电压Vout为第一光伏电池BT1的电压VBT1或第二光伏电池BT2的电压VBT2，即Vout＝VBT1＝VBT2，输出电流Iout为第一光伏电池BT1的电流IBT1和第二光伏电池BT2的电流IBT2之和，即Iout＝IBT1+IBT2；若第一光伏电池BT1的电压VBT1大于第二光伏电池BT2的电压VBT2，则第三二极管D3截止，输出电压Vout为第一光伏电池BT1的电压VBT1，即Vout＝VBT1，输出电流Iout为第一光伏电池BT1的电流IBT1，即Iout＝IBT1；若第一光伏电池BT1的电压VBT1小于第二光伏电池BT2的电压VBT2，则第一二极管D1截止，输出电压Vout为第二光伏电池BT2的电压VBT2，输出电流Iout为第二光伏电池BT2的电流IBT2，即Iout＝IBT2。实施例2：如图4所示，将多个形如图2的电路进行组合，得到光伏电池串并联自动切换电路，该电路包括五个依次排列的光伏电池(BT1～BT5)和控制模块，其中光伏电池的数量理论上可以有很多个，只要两个以上即可，本实施例只示出五个光伏电池。对于相邻的光伏电池BT1和光伏电池BT2，光伏电池BT1作为第一光伏电池，光伏电池BT2作为第二光伏电池，二极管D1作为第一二极管，二极管D2作为第二二极管，二极管D3作为第三二极管，二极管D4作为第四二极管。对于相邻的光伏电池BT2和光伏电池BT3，光伏电池BT2作为第一光伏电池，光伏电池BT3作为第二光伏电池，二极管D3作为第一二极管，二极管D4作为第二二极管，二极管D5作为第三二极管，二极管D6作为第四二极管，第本文档来自技高网...

【技术保护点】
光伏电池串并联自动切换电路，其特征在于：包括多个依次排列的光伏电池和控制模块；任意两个相邻的光伏电池设为第一光伏电池和第二光伏电池，所述第一光伏电池和第二光伏电池之间设有一个MOS管，第一光伏电池的正极接有第一二极管，第一光伏电池的负极和MOS管的漏极之间接有第二二极管，第二光伏电池的正极和MOS管的源极之间接有第三二极管，第二光伏电池的负极接有第四二极管，所述MOS管的栅极与控制模块连接，当控制模块给出控制信号使MOS管导通时，第二二极管和第三二极管截止，第一二极管和第四二极管导通，当控制模块给出控制信号使MOS管关断时，第一二极管、第二二极管、第三二极管和第四二极管均导通。

【技术特征摘要】
1.光伏电池串并联自动切换电路，其特征在于：包括多个依次排列的光伏电池和控制模块；任意两个相邻的光伏电池设为第一光伏电池和第二光伏电池，所述第一光伏电池和第二光伏电池之间设有一个MOS管，第一光伏电池的正极接有第一二极管，第一光伏电池的负极和MOS管的漏极之间接有第二二极管，第二光伏电池的正极和MOS管的源极之间接有第三二极管，第二光伏电池的负极接有第四二极管，所述MOS管的栅极与控制模块连接，当控制模块给出控制信号使MOS管导通时，第二二极管和第三二极管截止，第一二极管和第四二极管导通，当控制模块给出控制信号使MOS管关断时，第一二极管、第二二极管、第三二极管和第四二极管均导通。2.根据权利要求1所述的光伏电池串并联自动切换电路，其特征在于：所述控制模块包括中央处理器、隔离电路和驱动电路，所述中央处理器通...

【专利技术属性】
技术研发人员：王孝洪，詹鑫泰，周小壮，陈英杰，田联房，黄氏秋江，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：新型
国别省市：广东;44