一种多输入电源的供电选择电路及供电装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种多输入电源的供电选择电路及供电装置，当相邻开关阵列中输入端电压较低的开关阵列的输入端电压低于预设阈值时，设置于相邻开关阵列中的电压比较单元将控制相邻开关阵列中输入端电压较高的开关阵列导通，进而为电源变换器的高电位输入端提供更高的输入电压，直至一对相邻开关阵列中输入端电压较低的开关阵列的输入端电压高于预设阈值，也即高于电源变换器的最小工作电压，则可通过相应开关阵列输出至电源变换器的高电位输入端，进而确保电源变换器的输入电压略高于其最小工作电压即可，避免了现有技术中由于输入电压高而导致电源变换器的转换效率低和成本高的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种多输入电源的供电选择电路及供电装置
本专利技术涉及电力电子
，特别涉及一种多输入电源的供电选择电路及供电装置。
技术介绍
在常规光伏发电系统中，通常通过功率优化器来实现光伏组件的MPPT(MaximumPowerPointTracking，最大功率点跟踪)控制；为了降低系统成本，通常设置功率优化器可以同时接入多个光伏组件，其连接方式可以采用图1a或图1b所示的并联结构，也可以采用图2a或图2b所示的级联结构。对于功率优化器的辅助供电，一般直接从输入侧取电，再配合后级的电源变换器，如buck、反激等，以输出合适的电平给功率优化器供电。为了提高功率优化器的性能和可靠性，一般辅助电源都设计成多个光伏组件进行供电的多输入电源供电方式，这样当其中一路没有电压或者功率输入时，如光伏组件被遮挡、未接入或者欠压，其他光伏组件仍可以保证功率优化器正常工作，从而确保光伏组件的正常发电，提高收益。但是上述方法仅适用于并联结构，而对于级联结构，由于每个输入电源的输入或者输出不是共一个参考地，所以无法实现可选择性的供电。现有技术中存在一种级联结构供电的方法是利用全母线电压供电，即直接利用级联后的总电压通过电源变换器为功率优化器供电，如图3所示。这种方法简单，当其中任意一路没电时，级联后的总电压仍可以保证可靠供电。不过，这种方法的供电效率较低，因为串联供电输入电压比较高，电源变换器增益很小，对应转换效率低。并且，在此较高的输入电压下，电源变换器的器件应力也比较高，需要选择高耐压的器件，增加了成本。
技术实现思路
本专利技术提供一种多输入电源的供电选择电路及供电装置，以解决现有技术中由于输入电压高而导致电源变换器的转换效率低和成本高的问题。为实现上述目的，本申请提供的技术方案如下：一种多输入电源的供电选择电路，用于为级联结构下M个输入电源的后级设备供电装置提供电源变换器的输入电压，包括：N个可控的开关阵列及N-1个电压比较单元，M和N均为大于1的正整数，且N≤M；其中：N个所述开关阵列的输入端分别与不同输入电源的高电位端相连；N个所述开关阵列的输出端均与所述电源变换器的高电位输入端相连；相邻开关阵列之间分别设置有一个电压比较单元，用于当相邻开关阵列中输入端电压较低的开关阵列的输入端电压低于预设阈值时，控制相邻开关阵列中输入端电压较高的开关阵列导通；所述预设阈值大于等于所述电源变换器的最小工作电压；全部开关阵列中输入端电压最低的开关阵列的初始状态为导通；且相邻开关阵列中，输入端电压较高的开关阵列导通时，输入端电压较低的开关阵列反向截止或者关断。优选的，所述电压比较单元包括：第一稳压管、第一三极管、第一电阻及第二电阻；其中：所述第一稳压管的负极与相邻开关阵列中输入端电压较低的开关阵列的输入端相连；所述第一稳压管的正极通过所述第一电阻与所述第一三极管的基极相连；所述第一三极管的发射极接地；所述第一三极管的集电极通过所述第二电阻与相邻开关阵列中输入端电压较高的开关阵列的输入端相连；所述第一三极管的集电极与相邻开关阵列中输入端电压较高的开关阵列的控制端相连。优选的，所述电压比较单元包括：第三电阻、第四电阻、第五电阻及第二三极管；其中：所述第三电阻的一端与相邻开关阵列中输入端电压较低的开关阵列的输入端相连；所述第三电阻的另一端与所述第四电阻的一端以及所述第二三极管的基极相连；所述第四电阻的另一端以及所述第二三极管的发射极接地；所述第二三极管的集电极通过所述第五电阻与相邻开关阵列中输入端电压较高的开关阵列的输入端相连；所述第二三极管的集电极与相邻开关阵列中输入端电压较高的开关阵列的控制端相连。优选的，所述电压比较单元包括：第二稳压管、光耦及第六电阻；其中：所述第二稳压管的负极与相邻开关阵列中输入端电压较低的开关阵列的输入端相连；所述第二稳压管的正极与所述光耦的输入端相连；所述光耦的输出端通过所述第六电阻与相邻开关阵列中输入端电压较高的开关阵列的输入端相连；所述光耦的输出端与相邻开关阵列中输入端电压较高的开关阵列的控制端相连。优选的，全部开关阵列中输入端电压最低的开关阵列包括：第一二极管；全部开关阵列中输入端电压最高的开关阵列包括：第三三极管、第七电阻、第八电阻、第三稳压管及第一开关管；其中：所述第三三极管的基极为对应开关阵列的控制端；所述第三三极管的发射极接地；所述第三三极管的集电极通过所述第七电阻与所述第三稳压管的正极、所述第八电阻的一端及所述第一开关管的控制端相连；所述第三稳压管的负极、所述第八电阻的另一端及所述第一开关管的输入端相连，连接点为对应开关阵列的输入端；所述第一开关管的输出端为对应开关阵列的输出端；其余开关阵列包括：第四三极管、第九电阻、第十电阻、第四稳压管、第二开关管及第二二极管；其中：所述第四三极管的基极为对应开关阵列的控制端；所述第四三极管的发射极接地；所述第四三极管的集电极通过所述第九电阻与所述第四稳压管的正极、所述第十电阻的一端及所述第二开关管的控制端相连；所述第四稳压管的负极、所述第十电阻的另一端及所述第二开关管的输入端相连，连接点为对应开关阵列的输入端；所述第二开关管的输出端与所述第二二极管的正极相连；所述第二二极管的负极为对应开关阵列的输出端。优选的，以第三开关管及第五稳压管代替所述第三三极管；所述第五稳压管的负极与所述第三开关管的控制端相连，所述第五稳压管的正极与所述第三开关管的输出端相连；以第四开关管及第六稳压管代替所述第四三极管；所述第六稳压管的负极与所述第四开关管的控制端相连，所述第六稳压管的正极与所述第四开关管的输出端相连。优选的，全部开关阵列中输入端电压最低的开关阵列包括：第三二极管；全部开关阵列中输入端电压最高的开关阵列包括：第五三极管和第一继电器；其中：所述第五三极管的基极为对应开关阵列的控制端；所述第五三极管的发射极接地；所述第五三极管的集电极与所述第一继电器的线圈一端相连；所述第一继电器的线圈另一端接收供电电压；所述第一继电器的常开开关一端为对应开关阵列的输入端；所述第一继电器的常开开关另一端为对应开关阵列的输出端；其余开关阵列包括：第六三极管、第二继电器及第四二极管；其中：所述第六三极管的基极为对应开关阵列的控制端；所述第六三极管的发射极接地；所述第六三极管的集电极与所述第二继电器的线圈一端相连；所述第二继电器的线圈另一端接收所述供电电压；所述第二继电器的常开开关一端为对应开关阵列的输入端；所述第二继电器的常开开关另一端与所述第四二极管的正极相连；所述第四二极管的负极为对应开关阵列的输出端。优选的，以第五开关管及第七稳压管代替所述第五三极管；所述第七稳压管的负极与所述第五开关管的控制端相连，所述第七稳压管的正极与所述第五开关管的输出端相连；以第六开关管及第八稳压管代替所述第六三极管；所述第八稳压管的负极与所述第六开关管的控制端相连，所述第八稳压管的正极与所述第六开关管的输出端相连。一种多输入电源的供电装置，用于为级联结构下M个输入电源的后级设备供电，所述多输入电源的供电装置包括：电源变换器以及如上述任一所述的多输入电源的供电选择电路，M为大于1的正整数；其中：所述供电选择电路的输出端与所述电源变换器的高电位输入端相连；所述电源变换器的低电位输入端接地；所述电源变换器的输出端与所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多输入电源的供电选择电路，其特征在于，用于为级联结构下M个输入电源的后级设备供电装置提供电源变换器的输入电压，包括：N个可控的开关阵列及N‑1个电压比较单元，M和N均为大于1的正整数，且N≤M；其中：N个所述开关阵列的输入端分别与不同输入电源的高电位端相连；N个所述开关阵列的输出端均与所述电源变换器的高电位输入端相连；相邻开关阵列之间分别设置有一个电压比较单元，用于当相邻开关阵列中输入端电压较低的开关阵列的输入端电压低于预设阈值时，控制相邻开关阵列中输入端电压较高的开关阵列导通；所述预设阈值大于等于所述电源变换器的最小工作电压；全部开关阵列中输入端电压最低的开关阵列的初始状态为导通；且相邻开关阵列中，输入端电压较高的开关阵列导通时，输入端电压较低的开关阵列反向截止或者关断。

【技术特征摘要】
1.一种多输入电源的供电选择电路，其特征在于，用于为级联结构下M个输入电源的后级设备供电装置提供电源变换器的输入电压，包括：N个可控的开关阵列及N-1个电压比较单元，M和N均为大于1的正整数，且N≤M；其中：N个所述开关阵列的输入端分别与不同输入电源的高电位端相连；N个所述开关阵列的输出端均与所述电源变换器的高电位输入端相连；相邻开关阵列之间分别设置有一个电压比较单元，用于当相邻开关阵列中输入端电压较低的开关阵列的输入端电压低于预设阈值时，控制相邻开关阵列中输入端电压较高的开关阵列导通；所述预设阈值大于等于所述电源变换器的最小工作电压；全部开关阵列中输入端电压最低的开关阵列的初始状态为导通；且相邻开关阵列中，输入端电压较高的开关阵列导通时，输入端电压较低的开关阵列反向截止或者关断。2.根据权利要求1所述的多输入电源的供电选择电路，其特征在于，所述电压比较单元包括：第一稳压管、第一三极管、第一电阻及第二电阻；其中：所述第一稳压管的负极与相邻开关阵列中输入端电压较低的开关阵列的输入端相连；所述第一稳压管的正极通过所述第一电阻与所述第一三极管的基极相连；所述第一三极管的发射极接地；所述第一三极管的集电极通过所述第二电阻与相邻开关阵列中输入端电压较高的开关阵列的输入端相连；所述第一三极管的集电极与相邻开关阵列中输入端电压较高的开关阵列的控制端相连。3.根据权利要求1所述的多输入电源的供电选择电路，其特征在于，所述电压比较单元包括：第三电阻、第四电阻、第五电阻及第二三极管；其中：所述第三电阻的一端与相邻开关阵列中输入端电压较低的开关阵列的输入端相连；所述第三电阻的另一端与所述第四电阻的一端以及所述第二三极管的基极相连；所述第四电阻的另一端以及所述第二三极管的发射极接地；所述第二三极管的集电极通过所述第五电阻与相邻开关阵列中输入端电压较高的开关阵列的输入端相连；所述第二三极管的集电极与相邻开关阵列中输入端电压较高的开关阵列的控制端相连。4.根据权利要求1所述的多输入电源的供电选择电路，其特征在于，所述电压比较单元包括：第二稳压管、光耦及第六电阻；其中：所述第二稳压管的负极与相邻开关阵列中输入端电压较低的开关阵列的输入端相连；所述第二稳压管的正极与所述光耦的输入端相连；所述光耦的输出端通过所述第六电阻与相邻开关阵列中输入端电压较高的开关阵列的输入端相连；所述光耦的输出端与相邻开关阵列中输入端电压较高的开关阵列的控制端相连。5.根据权利要求1-4任一所述的多输入电源的供电选择电路，其特征在于，全部开关阵列中输入端电压最低的开关阵列包括：第一二极管；全部开关阵列中输入端电压最高的开关阵列包括：第三三极管、第七电阻、第八电阻、第三稳压管及第一开关管；其中：所述第三三极管的基极为对应开关阵列的控制端；所述第三三极管的发射极接地；所述第三三极管的集电极通过所述第七电阻与所述第三稳压管的正极、所述第八电阻的一端及所述第一开关管的控制端相连；所述第三稳压管的负极、所述第八电阻的另一端及所述第一开关管的输入端相连，连接点为对应...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨宗军，俞雁飞，邹云飞，薛丽英，
申请(专利权)人：阳光电源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34