一种实现多路MPPT控制微型光伏并网逆变器系统架构技术方案

本发明专利技术提供一种实现多路MPPT控制的微型光伏并网逆变器系统架构，其由1～m组原边、一隔离通讯模块和一副边构成；每一组原边均包括原边主控芯片和1～n组DC/DC转换器；副边包括副边主控芯片、PLL锁相模块、DC/AC转换器和输出滤波器；原边主控芯片实现对多路光伏组件的独立MPPT，并通过PWM控制DC/DC转换器产生升压后的直流电馈送到副边；副边主控芯片获取外部电网的电压、频率及相位信息，并在接收到每一组原边馈送的升压直流电后，控制DC/AC转换器逆变成同频交流电并通过输出滤波器馈到外部电网；隔离通讯模块实现原副边完全电气隔离。实施本发明专利技术，解决了现有技术存在的技术缺陷，避免布局瓶颈的问题，还在存在单个MPPT控制故障时，不影响其他路的最大功率追踪。不影响其他路的最大功率追踪。不影响其他路的最大功率追踪。

【技术实现步骤摘要】
一种实现多路MPPT控制微型光伏并网逆变器系统架构


[0001]本专利技术涉及光伏
，尤其涉及一种实现多路MPPT控制的微型光伏并网逆变器系统架构。

技术介绍

[0002]微型光伏并网逆变器因其安全性高，发电效率高，安装方便等特点被广泛应用。但是，微型光伏并网逆变器相对于组串式或集中式逆变器来说，单瓦成本偏高。因此，通过提升微型光伏并网逆变器单路MPPT输出功率并支持多路光伏板(PV)输入来提升微型光伏并网逆变器功率密度，降低微型光伏并网逆变器每瓦成本，成为推进微型光伏并网逆变器发展并与组串式或集中式逆变器竞争的重要技术点之一。
[0003]目前，市场上微型光伏并网逆变器实现多路PV输入的方案包括通过微型光伏并网逆变器内部并联两路PV来做一路最大功率点追踪(MPPT)控制以扩展多路PV输入的方案，以及直接多路PV输入并多路MPPT控制的方案。
[0004]但是，采用内部直接并联两路或者更多路PV来做一路MPPT控制时，由于不同光伏板特性和应用环境差异，直接并联容易产生电压倒灌现象，从而降低光伏板寿命甚至损坏光伏板；另外，由于MPPT追踪的是并联后的最大功率，对于单块光伏板而言，并不是最大功率点，这样光伏板的发电效率会有所降低。
[0005]采用多路PV输入并多路MPPT控制方案时，有单芯片控制MPPT及逆变的方案，也有采用MPPT与逆变用两颗芯片单独控制的方案，在芯片引脚资源上以及PCB布局上都会存在瓶颈。另外，支持多路PV输入且每路MPPT单独控制时，需要多路MPPT并排布局，使得离芯片较远的两路驱动和采样都需要布线较长，容易遇到EMC问题。
[0006]因此，亟需一种微型光伏并网逆变器系统架构实现多路PV输入的新方案，能够解决上述两种方案所存在的技术缺陷，不仅能避免布局瓶颈的问题，还在存在单点MPPT控制故障时，不影响其他路的最大功率追踪。

技术实现思路

[0007]本专利技术所要解决的技术问题在于，提供一种实现多路MPPT控制的微型光伏并网逆变器系统架构，能够解决现有技术所存在的技术缺陷，不仅能避免布局瓶颈的问题，还在存在单点MPPT控制故障时，不影响其他路的最大功率追踪。
[0008]为了解决上述技术问题，本专利技术实施例提供了一种实现多路MPPT控制的微型光伏并网逆变器系统架构，其由1～m组原边、一个隔离通讯模块和一个副边构成，m为大于1的正整数；其中，
[0009]每一组原边均包括一个原边主控芯片和1～n组具有独立MPPT控制的DC/DC转换器；所述副边包括一个副边主控芯片、一个PLL锁相模块、一个DC/AC转换器和一个输出滤波器；
[0010]在每一组原边中，1～n组DC/DC转换器上各自所设的进线端分别与1～n个光伏板
PV对应相连，各自所设的出线端均与所述副边中DC/AC转换器的进线端相连，各自所设的信号控制端均与同组中的所述原边主控芯片的第一端对应相连；每一组原边中的原边主控芯片的第二端均与同组中的1～n个光伏板PV对应相连，第三端则与所述隔离通讯模块的一端相连；
[0011]在所述副边中，所述副边主控芯片与所述DC/AC转换器上所设的信号控制端、所述隔离通讯模块的另一端以及所述PLL锁相模块的一端分别相连；所述DC/AC转换器上所设的出线端与输出滤波器一端相连；所述PLL锁相模块的另一端与所述电网相连；所述输出滤波器的另一端与所述电网相连；
[0012]其中，所述每一组原边中的原边主控芯片均用于实现对多路光伏组件的独立MPPT，并通过PWM信号控制端控制各自所连DC/DC转换器产生升压后的直流电，进一步馈送到所述副边；
[0013]所述副边中的副边主控芯片用于通过所述PLL锁相模块检测出所述电网的相位信息，并直接采集所述电网的电压及频率信息，且在接收到每一组原边经过DC/DC转换器馈送的升压直流电时，均逆变成同频交流电并经输出滤波器后馈到所述电网上；
[0014]所述隔离通讯模块用于实现所述每一组原边与所述副边通讯的同时，达成所述每一组原边与所述副边间的完全电气隔离。
[0015]其中，所述副边中的副边主控芯片还用于若监测到某一组原边中原边主控芯片出现符合风险不可控条件的故障时，立即停止工作，并发送故障信号给所有原边中的原边主控芯片，以通知所有原边主控芯片停止工作；以及，若监测到某一组原边出现符合风险可控条件的故障时，保持正常工作，仅发送故障信号给故障组原边中的原边主控芯片，以通知该故障组原边中的原边主控芯片停止工作。
[0016]其中，所述符合风险不可控条件的故障包括PV对地短路故障和过温保护。
[0017]其中，原边组的总数量m是由所述副边中所述副边主控芯片的引脚资源决定的；每一组原边中DC/DC转换器的总数量n是由同组原边中所述原边主控芯片的引脚资源决定的。
[0018]其中，m大于等于8；n大于等于4。
[0019]其中，所述每一组原边中的任一组DC/DC转换器内均设有反激升压电路、正激升压电路、boost升压电路或LLC升压电路。
[0020]其中，所述并到所述电网上的交流电的频率为60Hz/50Hz。
[0021]实施本专利技术实施例，具有如下有益效果：
[0022]1、本专利技术由1～m组原边和一个副边构成多路PV输入并多路MPPT控制的方案，通过DC/DC转换器内部的升压变压器实现功率部分的电气隔离，并通过隔离通讯模块来实现原边和副边完全电气隔离，从而能够解决现有技术所存在的技术缺陷，避免了布局瓶颈的问题；
[0023]2、本专利技术原边故障信息实时传递到副边，副边收集各路原边故障以及副边本身的故障更新到各路原边从而实现原边主控芯片和副边主控芯片的故障双备份。并根据故障的风险性进行控制，故障源自副边时，停止所有原边主控芯片的工作，故障源自某一路原边时(风险不可控时副边主控芯片及所有原边主控芯片都停止工作，风险可控时仅故障原边主控芯片停止工作)，由此提高了故障保护的可靠性，从而能在单点MPPT控制故障时，保障其他路MPPT最大功率追踪。
附图说明
[0024]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，根据这些附图获得其他的附图仍属于本专利技术的范畴。
[0025]图1为本专利技术实施例提供的实现多路MPPT控制的微型光伏并网逆变器系统架构的结构示意图；
[0026]图2为本专利技术实施例提供的实现多路MPPT控制的微型光伏并网逆变器系统架构中单组原边的结构示意图。
具体实施方式
[0027]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术作进一步地详细描述。
[0028]如图1所示，为本专利技术实施例中，提供的一种实现多路MPPT控制的微型光伏并网逆变器系统架构，其由1～m组原边1、一个隔离通讯模块2和一个副边3构成本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种实现多路MPPT控制的微型光伏并网逆变器系统架构，其特征在于，其由1～m组原边、一个隔离通讯模块和一个副边构成，m为大于1的正整数；其中，每一组原边均包括一个原边主控芯片和1～n组具有独立MPPT控制的DC/DC转换器；所述副边包括一个副边主控芯片、一个PLL锁相模块、一个DC/AC转换器和一个输出滤波器；在每一组原边中，1～n组DC/DC转换器上各自所设的进线端分别与1～n个光伏板PV对应相连，各自所设的出线端均与所述副边中DC/AC转换器的进线端相连，各自所设的信号控制端与同组中的所述原边主控芯片的第一端对应相连；每一组原边中的原边主控芯片的第二端均与同组中的1～n个光伏板PV对应相连，第三端则与所述隔离通讯模块的一端相连；在所述副边中，所述副边主控芯片与所述DC/AC转换器上所设的信号控制端、所述隔离通讯模块的另一端以及所述PLL锁相模块的一端分别相连；所述DC/AC转换器上所设的出线端与输出滤波器一端相连；所述PLL锁相模块的另一端与所述电网相连；所述输出滤波器的另一端与所述电网相连；其中，所述每一组原边中的原边主控芯片均用于实现对多路光伏组件的独立MPPT，并通过PWM信号控制端控制各自所连DC/DC转换器产生升压后的直流电，进一步馈送到所述副边；所述副边中的副边主控芯片用于通过所述PLL锁相模块检测出所述电网的相位信息，并直接采集所述电网的电压及频率信息，且在接收到每一组原边经过DC/DC转换器馈送的升压直流电时，均逆变成同频交流电并经输出滤波器后馈到所述电网上；所述隔离通讯模块用于实现所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：董海亮，廖茂宇，
申请(专利权)人：浙江奔一电气有限公司，
类型：发明
国别省市：