单向升压变换电路及其构成的MPPT光伏控制器制造技术

本实用新型专利技术涉及光伏发电技术领域，特别涉及一种单向升压变换电路及其构成的MPPT光伏控制器，单向升压变换电路包括：第一电感、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第五二极管、耦合电感、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、开关管及负载连接而成的升压电路结构；MPPT光伏控制器包括：光伏组件、第六二极管、第五电容、第六电容、单向升压变换电路、驱动电路、第一N沟道型MOS管及第二N沟道型MOS管连接而成的电路结构。本实用新型专利技术提供的单向升压变换电路及其构成的MPPT光伏控制器，通过单向升压变换电路工作过程可以实现将太阳能光伏发电装置的输出电压升高到直流母线电压，有效的保证电能的高效利用和维护系统的稳性。

【技术实现步骤摘要】
单向升压变换电路及其构成的MPPT光伏控制器
本技术涉及光伏发电
，特别涉及一种单向升压变换电路及其构成的MPPT光伏控制器。
技术介绍
随着世界范围内节能减排意识增强，不断出台日益严苛的公约和法规，绿色船舶将是未来船舶发展的方向。随着新型能源在船舶上应用技术和电力电子技术的不断发展，混合动力船舶已成为实现绿色航运的重要途径，在该类船舶集成应用光伏发电是增加续航力的技术途径之一。光伏组件产生的电能通过光伏控制器升压汇入直流母线，既可以给储能装置充电，也可直接向负载供电。由于船舶直流组网系统的直流母排电压通常大于750V，普通的降压型光伏控制器无法实现光伏发电接入直流组网电力系统，必须设计开发高增益低能耗的MPPT光伏控制器接入直流组网系统，提高光伏电能的利用效率。
技术实现思路
本技术针对现有技术中存在的难以实现光伏发电接入直流组网电力系统的技术问题，提供了一种单向升压变换电路及其构成的MPPT光伏控制器。本技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种单向升压变换电路，包括：第一电感、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第五二极管、耦合电感、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、开关管及负载；所述第一电感的一端与输入电源的正极连接，所述第一电感的另一端与所述第一二极管的输入端连接，所述第一二极管的输出端与所述第一电容的正极连接，所述第一电容的负极与输入电源的负极连接；所述耦合电感的原边绕组的一端与所述第一二极管的输出端连接，所述耦合电感的原边绕组的另一端与所述开关管的正接线端连接，所述开关管的负接线端与所述输入电源的负极连接；所述第二二极管的输入端与所述第一二极管的输入端连接，所述第二二极管的输出端与所述开关管的正接线端连接；所述第三二极管的输入端与所述第二二极管的输出端连接，所述第三二极管的输出端与所述耦合电感副边绕组的一端连接，所述耦合电感副边绕组的另一端与所述第四电容的负极连接，所述第四电容的正极与所述第五二极管的输入端连接，所述第五二极管的输出端通过所述负载与输入电源的负极连接；所述第二电容的正极与所述第三二极管的输出端连接，所述第二二极管的负极与输入电源的负极连接；所述第四二极管的输入端与所述第三二极管的输出端连接，所述第四二极管的输出端与所述第五二极管的输入端连接；所述第三电容的正极与所述第五二极管的输出端连接，所述第三电容的负极与所述第三二极管的输出端连接。其优选方案中，所述开关管为IGBT开关管。本技术还提供了一种MPPT光伏控制器，包括：光伏组件、第六二极管、第五电容、第六电容、驱动电路、第一N沟道型MOS管、第二N沟道型MOS管及单向升压变换电路；光伏组件正极输出端与所述第六二极管的输入端连接，所述第六二极管的输出端与所述第一N沟道型MOS管的D极连接，第一N沟道型MOS管的S极与所述第二N沟道型MOS管的D极连接，所述第二N沟道型MOS管的S极与负载的一端连接，所述负载的另一端与光伏组件负极输出端连接；所述第五电容的一端与所述第六二极管的输出端连接，所述第五电容的另一端与所述光伏组件负极输出端连接；所述第六电容的一端与所述第一N沟道型MOS管的S极连接，所述第六电容的另一端与所述光伏组件负极输出端连接；所述单向升压变换电路的第一电感与第一N沟道型MOS管的S极连接，所述单向升压变换电路的第一电容的负极与光伏组件负极输出端连接；所述驱动电路与所述第一N沟道型MOS管的G极以及所述第二N沟道型MOS管的G极连接；单片机与第六二极管的输出端连接以进行前级信号采样，单片机与所述第二N沟道型MOS管的S极连接以进行后级信号采样；单片机与所述驱动电路连接，用于输出控制信号。本技术提供的单向升压变换电路及其构成的MPPT光伏控制器至少具备以下有益效果或优点：本技术提供的单向升压变换电路及其构成的MPPT光伏控制器，该单向升压变换电路是在QBC基础上通过引入耦合电感技术和倍压技术以实现电压高增益的目的。QBC是一种但开关二次型Boost变换器，电压增益是传统Boost变换器的二次方倍。将QBC中间的储能电感采用耦合点感的原边替代，副边绕组连接倍压单元，并在开关管导通期间向倍压单元放电；通过调节耦合电感匝比和耦合电感、倍压单元协同放电获得变换器高增益。通过单向升压变换电路工作过程可以实现将太阳能光伏发电装置的输出电压升高到直流母线电压，有效的保证电能的高效利用和维护系统的稳性。附图说明图1为本技术实施例提供的单向升压变换电路结构示意图；图2为本技术实施例提供的MPPT光伏控制器结构示意图。具体实施方式本技术针对现有技术中存在的难以实现光伏发电接入直流组网电力系统的技术问题，提供了一种单向升压变换电路及其构成的MPPT光伏控制器。下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。实施例一本技术实施例提供了一种单向升压变换电路，参见图1，包括：第一电感L1、第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4、第五二极管D5、耦合电感、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、开关管S及负载R。第一电感L1的一端与输入电源的正极连接，第一电感L1的另一端与第一二极管D1的输入端连接，第一二极管D1的输出端与第一电容C1的正极连接，第一电容C1的负极与输入电源的负极连接。耦合电感的原边绕组的一端与第一二极管D1的输出端连接，耦合电感的原边绕组的另一端与开关管S的正接线端连接，开关管S的负接线端与输入电源的负极连接。第二二极管D2的输入端与第一二极管D1的输入端连接，第二二极管D2的输出端与开关管S的正接线端连接。第三二极管D3的输入端与第二二极管D2的输出端连接，第三二极管D3的输出端与耦合电感副边绕组的一端连接，耦合电感副边绕组的另一端与第四电容C4的负极连接，第四电容C4的正极与第五二极管D5的输入端连接，第五二极管D5的输出端通过负载R电阻与输入电源的负极连接；第二电容C2的正极与第三二极管D3的输出端连接，第二二极管D2的负极与输入电源的负极连接。第四二极管D4的输入端与第三二极管D3的输出端连接，第四二极管D4的输出端与第五二极管D5的输入端连接；第三电容C3的正极与第五二极管D5的输出端连接，第三电容C3的负极与第三二极管D3的输出端连接。其中，开关管S为IGBT开关管S。当励磁电感工作在电流连续导通工作模式时，在一个工作周期Ts内，变换器可以分为5种工作模态。模态1(t0-t1)：此模态开关管S导通，第二二极管D2零电流导通。第一二极管D1通过第二二极管D2受第一电容本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种单向升压变换电路，其特征在于，包括：第一电感、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第五二极管、耦合电感、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、开关管及负载；/n所述第一电感的一端与输入电源的正极连接，所述第一电感的另一端与所述第一二极管的输入端连接，所述第一二极管的输出端与所述第一电容的正极连接，所述第一电容的负极与输入电源的负极连接；/n所述耦合电感的原边绕组的一端与所述第一二极管的输出端连接，所述耦合电感的原边绕组的另一端与所述开关管的正接线端连接，所述开关管的负接线端与所述输入电源的负极连接；/n所述第二二极管的输入端与所述第一二极管的输入端连接，所述第二二极管的输出端与所述开关管的正接线端连接；/n所述第三二极管的输入端与所述第二二极管的输出端连接，所述第三二极管的输出端与所述耦合电感副边绕组的一端连接，所述耦合电感副边绕组的另一端与所述第四电容的负极连接，所述第四电容的正极与所述第五二极管的输入端连接，所述第五二极管的输出端通过所述负载与输入电源的负极连接；所述第二电容的正极与所述第三二极管的输出端连接，所述第二二极管的负极与输入电源的负极连接；/n所述第四二极管的输入端与所述第三二极管的输出端连接，所述第四二极管的输出端与所述第五二极管的输入端连接；所述第三电容的正极与所述第五二极管的输出端连接，所述第三电容的负极与所述第三二极管的输出端连接。/n...

【技术特征摘要】
1.一种单向升压变换电路，其特征在于，包括：第一电感、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第五二极管、耦合电感、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、开关管及负载；
所述第一电感的一端与输入电源的正极连接，所述第一电感的另一端与所述第一二极管的输入端连接，所述第一二极管的输出端与所述第一电容的正极连接，所述第一电容的负极与输入电源的负极连接；
所述耦合电感的原边绕组的一端与所述第一二极管的输出端连接，所述耦合电感的原边绕组的另一端与所述开关管的正接线端连接，所述开关管的负接线端与所述输入电源的负极连接；
所述第二二极管的输入端与所述第一二极管的输入端连接，所述第二二极管的输出端与所述开关管的正接线端连接；
所述第三二极管的输入端与所述第二二极管的输出端连接，所述第三二极管的输出端与所述耦合电感副边绕组的一端连接，所述耦合电感副边绕组的另一端与所述第四电容的负极连接，所述第四电容的正极与所述第五二极管的输入端连接，所述第五二极管的输出端通过所述负载与输入电源的负极连接；所述第二电容的正极与所述第三二极管的输出端连接，所述第二二极管的负极与输入电源的负极连接；
所述第四二极管的输入端与所述第三二极管的输出端连接，所述第四二极管的输出端与所述第五二极管的输入端连接；所述第三电容的正极与所述第五二极管的输出端连接，所述第三电容的负极与所述第三...

【专利技术属性】
技术研发人员：汤旭晶，李畅，王世浩，窦立涛，
申请(专利权)人：武汉索拉新能源科技有限公司，
类型：新型
国别省市：湖北;42