System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 电源电路及其扩展电路系统及其实现方法技术方案_技高网

电源电路及其扩展电路系统及其实现方法技术方案

技术编号:40264087 阅读:8 留言:0更新日期:2024-02-02 22:53
本发明专利技术公开了一种电源电路及其扩展电路系统及实现最大功率点跟踪及根据输出需要动态升压/降压的方法,该电源电路包括输入电容、电感、开关及用于控制开关工作状态的控制器、电容、变压器、输出半波整流模块;本申请可以通过高频调整输出电流峰值大小,进一步控制调整开关的频率和/或占空比,控制电感充放电时间,同时实现了最大功率点跟踪及根据输出需要的升压/降压及隔离,从而在未知输入电源功率大小的领域,可以探测出输入至电源电路的电源的功率最大值,以最大限度的获取输入电源的电能,提高电能转化率,使用的元器件少,可有效节约成本,具有很好的稳定性,且能量损耗低,电能转化率高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电源,尤其涉及一种逆变场景下的电源电路技术。


技术介绍

1、目前现有技术中可实现逆变的主要电源电路拓扑有多种,例如,集中式逆变电路、组串式逆变电路及微型逆变电路等,其中集中式逆变电路属于一级拓扑电路dc/ac结构;组串式逆变电路,属于两级拓扑电路结构,由dc/dc前级电路,加上后级dc/ac电路构成;微型逆变电路,属于多级拓补电路结构,由dc/dc前级电路,加上后级dc/ac电路构成,如果系统需要隔离能力,还需要增加一级隔离电路。

2、集中式逆变电路,属于一级电路,转换效率高,但各种应用的拓补电路只能降压,导致输入电压范围窄。没有隔离能力,并且其单路mppt(maximum power point tracking)的特点导致发电过程中短板效应明显,系统发电量低。

3、组串式逆变电路,由于增加一级mppt,完成最大功率点跟踪的同时可以升压,所以输入电压范围宽,可以是多路mppt输入,系统发电量相比集中式逆变电路更高,但因为两级或多级电路拓扑原因导致转换效率低,没有隔离能力,且元器件数量多,可靠性相对降低。

4、微型逆变电路,输入电压范围更宽,如果需要隔离则须增加一级隔离电路。可以针对单独的电源单元(例如,一块太阳能板),或者少量的电源单元(例如,4块太阳能板串联),提供mppt,所以发电量更高,但是因为两级或多级别拓补原因导致转换效率低,成本远超集中式、组串式逆变电路。


技术实现思路

1、本申请的一个目的是提供一种电源电路,可以解决现有技术中电源电路无法同时实现最大功率点跟踪及根据实际输出需求进行升压/降压调整和输入与输出的隔离,转化率低,相同的转化率成本高稳定性弱等问题。

2、本申请提供一种电源电路,所述电源电路包括:信息采集模块、输入电容、电感、开关及用于控制开关工作状态的控制器、电容、变压器、输出半波整流模块;

3、所述信息采集模块,与所述开关的控制器相连接用于采集电源电路输入、输出端的电流、电压信息,并提供至所述控制器;

4、输入电源的一端与所述电感的一端及所述输入电容的一端相连接,所述电感的另一端与所述电容的一端及所述开关的一端相连接;所述电容的另一端与所述变压器的原边绕组的一端相连接;所述开关、所述变压器原边绕组及所述输入电容的另一端与输入电源的另一端相连接并接地;所述变压器副边绕组的两个输出端为所述电源电路的提供电能的输出端,其中一端与所述半波整流模块相连接;

5、所述控制器用于根据所述信息采集模块采集的电源电路输入、输出的信息及接入负载对输出的电能需求,生成控制控制开关占空比及频率的控制信息;

6、其中,在未知当前可输入所述电源电路的功率最大值时,所述电源电路实现最大功率点跟踪的同时,还实现根据输出需求的输出电压升/降的动态调整及隔离。

7、优选地,当输入电源为多个输入功率不确定的电源单元时,所述多个电源单元中的至少2个串联接入所述电源电路。

8、优选地,在所述电源电路输入电压最大值与输出电压最大值的比例为v入:v出=0.2-1.0,输出功率200w-1000w时,所述变压器原边绕组的电感量范围为10μh-1000μh,所述电容的参数范围为100nf-3μf,所述变压器原边/副边绕组比例范围为r原:r副=1:1-1:5。

9、优选地,所述电源电路的半波整流模块通过二极管实现半波整流。

10、优选地,所述电源电路的半波整流模块通过第五开关及控制所述第五开关的第五控制器实现半波整流。

11、优选地,所述电源电路的开关通过双向开关或可控制开关器件实现。

12、优选地,所述电源电路中变压器漏感值范围小于1.5%。

13、优选地,所述电源电路中变压器结构为铜箔或u型金属片,且绕组方式为并绕。

14、优选地,所述电源电路还包括为所述电源电路输出端提供整流的输出整流单元。

15、优选地,所述输出整流单元为h桥。

16、本申请还提供一种根据上述电源电路的扩展电路系统,当输入电源为多个输入功率不确定的电源单元时,所述扩展电路系统还包括与所述每个电源单元相连接的多个电源电路及与所述每个电源电路的控制器相连接的控制中心。

17、优选地,所述多个电源电路的输出端根据所述扩展电路输出的要求进行串/并联组合连接。

18、优选地,所述扩展电路还包括为所述扩展电路提供整流的输出整流单元,所述输出整流单元与所述多个电源电路的输出端相连接。

19、本申请还提供一种上述的电源电路同时实现最大功率点跟踪及根据输出需求的输出电压升/降的动态调整的方法,该方法包括:

20、步骤s1,高频获取当前实际输入电流、输入电压、输出电压、输出电流值;

21、步骤s2,高频调整输出电流峰值,监控由此引起的输入电压及输入功率变化情况,并根据所述输入电压及输入功率变化情况,确定输出电流峰值的更新调整信息;

22、步骤s3,根据所述输出电流峰值及对应输出的目标相位信息,高频确定目标输出电流值;

23、步骤s4,将所述当前实际输出电流值与所述目标输出电流值大小进行比较,根据所述比较结果高频确定开关的占空比、频率调整指令信息;

24、步骤s5,电源电路的开关高频执行所述指令信息,控制电源电路中电感的充放电时间,使得电源电路的当前实际输出电流值尽量逼近所述目标输出电流值。

25、优选地,所述步骤s2包括:

26、步骤s21,高频增加输出电流峰值,监测输入功率的变化情况;若输入功率在随着输出电流峰值的增加也在增加,则继续高频增加输出电流峰值;若输入功率随着输出电流峰值的增加在下降,则执行步骤s22;

27、步骤s22,高频降低输出电流峰值,检测输入功率的变化情况,若输入功率响应为上升,则继续高频降低输出电流峰值,直到输入功率开始出现下降,则进入步骤s21;若输入功率响应为下降,则执行步骤s21。

28、与现有技术相比,本申请的电源电路通过包括信息采集模块、输入电容、电感、开关及用于控制开关工作状态的控制器、电容、变压器、输出半波整流模块;在所述开关处于闭合状态时,开关与输入电源、所述电感形成回路,并为所述电感充电,此时所述电容与所述开关及所述变压器原边绕组电感等效形成lc震荡回路;当所述开关处于断开状态时,所述输入电源、电感、电容及变压器原边绕组等效形成llc震荡回路,所述输入电源及充电后的电感为所述电容充电,并通过变压器原边绕组的电流变化将电能感应至副边绕组中,副边绕组输出端作为电源电路提供电能的输出端,从而实现了电能的传递。

29、本申请所述的电源电路同时实现最大功率点跟踪及根据输出需求的输出电压升/降的动态调整的方法,可以通过高频调整输出电流峰值大小,进一步控制调整开关的频率和/或占空比,控制电感充放电时间,实现了根据输出需要的升压/降压及最大功率点跟踪,从而在未知输入电源功率大小本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种电源电路,其特征在于,所述电源电路包括:信息采集模块、输入电容、电感、开关及用于控制开关工作状态的控制器、电容、变压器、输出半波整流模块;

2.根据权利要求1所述的电源电路,其特征在于,当输入电源为多个输入功率不确定的电源单元时,所述多个电源单元中的至少2个串联接入所述电源电路。

3.根据权利要求1所述的电源电路,其特征在于,在所述电源电路输入电压最大值与输出电压最大值的比例为V入:V出=0.2-1.0,输出功率200W-1000W时,所述变压器原边绕组的电感量范围为10μH-1000μH,所述电容的参数范围为100nF-3μF,所述变压器原边/副边绕组比例范围为R原:R副=1:1-1:5。

4.根据权利要求1所述的电源电路,其特征在于,所述电源电路的半波整流模块通过二极管实现半波整流。

5.根据权利要求1所述的电源电路,其特征在于,所述电源电路的半波整流模块通过第五开关及控制所述第五开关的第五控制器实现半波整流。

6.根据权利要求1所述的电源电路,其特征在于,所述电源电路的开关通过双向开关或可控制开关器件实现。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的电源电路,其特征在于,所述电源电路中变压器漏感值范围小于1.5%。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的电源电路,其特征在于,所述电源电路中变压器结构为铜箔或U型金属片,且绕组方式为并绕。

9.根据权利要求1至6中任一项所述的电源电路,其特征在于,所述电源电路还包括为所述电源电路输出端提供整流的输出整流单元。

10.根据权利要求10所述的电源电路,其特征在于,所述输出整流单元为H桥。

11.一种根据所述权利要求1至10中任一项所述的电源电路的扩展电路系统,其特征在于,当输入电源为多个输入功率不确定的电源单元时,所述扩展电路系统还包括与所述每个电源单元相连接的多个电源电路及与所述每个电源电路的控制器相连接的控制中心。

12.根据权利要求11所述的扩展电路系统,其特征在于,所述多个电源电路的输出端根据所述扩展电路输出的要求进行串/并联组合连接。

13.根据权利要求11的扩展电路系统,其特征在于,所述扩展电路还包括为所述扩展电路提供整流的输出整流单元,所述输出整流单元与所述多个电源电路的输出端相连接。

14.一种根据所述权利要求1至13中任一项所述的电源电路同时实现最大功率点跟踪及根据输出需求的输出电压升/降的动态调整的方法,其特征在于,该方法包括:

15.根据权利要求14所述的方法,其特征在于,所述步骤S2包括:

...

【技术特征摘要】

1.一种电源电路,其特征在于,所述电源电路包括:信息采集模块、输入电容、电感、开关及用于控制开关工作状态的控制器、电容、变压器、输出半波整流模块;

2.根据权利要求1所述的电源电路,其特征在于,当输入电源为多个输入功率不确定的电源单元时,所述多个电源单元中的至少2个串联接入所述电源电路。

3.根据权利要求1所述的电源电路,其特征在于,在所述电源电路输入电压最大值与输出电压最大值的比例为v入:v出=0.2-1.0,输出功率200w-1000w时,所述变压器原边绕组的电感量范围为10μh-1000μh,所述电容的参数范围为100nf-3μf,所述变压器原边/副边绕组比例范围为r原:r副=1:1-1:5。

4.根据权利要求1所述的电源电路,其特征在于,所述电源电路的半波整流模块通过二极管实现半波整流。

5.根据权利要求1所述的电源电路,其特征在于,所述电源电路的半波整流模块通过第五开关及控制所述第五开关的第五控制器实现半波整流。

6.根据权利要求1所述的电源电路,其特征在于,所述电源电路的开关通过双向开关或可控制开关器件实现。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的电源电路,其特征在于,所述电源电路中变压器漏感值范围小于1.5%。

8.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员:苏昕毕硕威
申请(专利权)人:深圳易能时代科技有限公司
类型:发明
国别省市:

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1