一种太阳能电池板供电系统及其启动控制方法技术方案

本发明专利技术适用于太阳能电池技术领域，提供了一种太阳能电池板高开路电压供电系统的启动控制方法，系统包括太阳能电池板、调压控制单元、调压单元、逆变电路单元以及滤波电容；调压单元、逆变电路单元和滤波电容并联于太阳能电池板两端，调压控制单元与调压单元连接，控制调压单元的接通或关断。本发明专利技术在后级逆变电路两端并联一调压单元，当系统启动时通过控制该调压单元的通、断来实现控制太阳能电池板输出电压的目的，使得后级逆变电路能在安全电压下顺利启动工作，在不损耗能量的同时，扩大了输入电压范围，可以优化后级电路功率器件选型，提高系统效率。

Solar panel power supply system and starting control method thereof

The invention is applicable to the technical field of solar battery, start control method provides a solar panel high voltage power supply system, the system comprises a solar panel, a pressure regulating control unit, a voltage regulating unit, inverter circuit unit and a filter capacitor; voltage regulating unit, inverter circuit unit and a filter capacitor connected in parallel with the solar panels at both ends a pressure regulating control unit, and the pressure regulating unit is connected with the control unit, pressure on or off. The present invention in an adjustable voltage unit of inverter circuits are connected, when the system starts by controlling the pressure regulating unit of the on-off control board to realize the output voltage of the solar cell, the second inverter circuit can be started to work under safe voltage. At the same time no loss of energy, expand the input voltage range, can optimize the circuit power device selection, improve the efficiency of the system.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于太阳能电池
，尤其涉及一种太阳能电池板高开路电压 供电系统的启动控制方法。
技术介绍
太阳能发电作为一种新兴的能源技术，已经在全球开始蓬勃发展。通过将 太阳能电池串联和并联，可以得到大功率的输出电力能源。但是很多时候太阳 能电池板过高的开路电压制约了负载电路元件的选型和效率的提高，为了电路 正常启动工作，有时后级逆变电路必须使用耐压很高的开关管，而在正常工作 的时候，开关管的实际工作电压与其初始耐压值相差甚远，如此，不利于开关 管选型的优化，制约了后级电路效率的提高。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的在于提供一种太阳能电池板供电系统及其启动控制方 法，旨在提高后级逆变电路的效率。本专利技术实施例是这样实现的， 一种太阳能电池板供电系统，包括 太阳能电池板、调压控制单元、调压单元、逆变电路单元以及滤波电容； 其中所述调压单元、所述逆变电路单元和所述滤波电容并联于所述太阳能电池 板的两端，所述调压控制单元与所述调压单元连接，控制所述调压单元的接通 或关断；当所述太阳能电池板输出的直流电压值在预定范围内超过逆变电路单元中 的单个开关管的耐压值时，所述调压控制单元控制所迷开关单元接通；当所述 太阳能电池板输出的直流电压值在预定范围内低于所述逆变电路单元中的单个开关管的耐压值时，所迷调压控制单元控制所述开关单元关断，所述逆变电路 单元正常逆变工作。本专利技术实施例提供的太阳能电池板供电系统的启动控制方法，包括以下步骤当太阳能电池板输出的直流电压值在预定范围内超过逆变电路单元中的单 个开关管的耐压值时，控制并联于太阳能电池板两端的调压单元接通使电池板 输出电流增大，输出电压下降至设定值，逆变电路单元启动工作并关断本调压 电路；当太阳能电池板输出的直流电压值在预定范围内低于逆变电路单元中的单 个开关管的耐压值时，控制并联于太阳能电池板两端的调压单元关断，逆变电 路单元正常逆变工作。本专利技术实施例中，在后级逆变电路两端并耳关一调压单元，当系统启动时通 过控制该开关单元的通、断来实现控制太阳能电池板输出电压的目的，使得后 级逆变电路能在安全电压下顺利启动工作，在不损耗能量的同时，扩大了输入 电压范围，可以优化后级电路功率器件选型，提高系统效率。附图说明图1A和图1B分别是本专利技术实施例提供的太阳能电池的等效模型以及I-V 曲线示意图2是本专利技术实施例提供的太阳能电池板供电系统的结构原理图3是图2所示太阳能电池板供电系统的一种实施方式；图4、图5、图6分别是图3所示电路中的各个开关通断时的控制信号流向图7是图3所示电路正常工作的时序图8、图9是在图3所示电路中监控开关馆S2是否短路损坏的控制原理图。具体实施例方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实 施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅 仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术实施例中，在后级逆变电路两端并耳关一调压单元，当系统启动时通 过控制该开关单元的通、断来实现控制太阳能电池板输出电压的目的，使得后 级逆变电路能在安全电压下顺利启动工作。从图1A所示的太阳能电池(等效电流源和二极管并联才莫型)以及图1B示出的I-V曲线可以看出，随着输出电流I的增大，其输出电压v会越来越小。 本专利技术实施例利用太阳能电池的这个特性，提供了如图2所示的太阳能电池板 供电系统的结构原理，为了便于描述，仅示出了与本专利技术相关的部分。参照图2,本专利技术实施例提供的供电系统包括太阳能电池板SOLAR ARRAY、调压控制单元1、调压单元2、逆变电路单元3以及逆变电路单元3 的滤波电容Bus capacity,其中调压单元2、逆变电^各单元3和滤波电容Bus capacity并耳关于太阳能电池板SOLAR ARRAY的两端，而调压控制单元1与调 压单元2连^J妄，控制调压单元2的接通或关断。当太阳能电池板SOLAR ARRAY的输出电压值低于逆变电路单元3中的单 个开关管耐压值的预定比例时候(如90% )，调压控制单元1控制调压单元2 关断，逆变电3各单元3正常逆变工作。而当初始太阳能电池开路电压超过逆变 电路单元3中的单个开关管耐压的预定比例以上时，调压控制单元1控制开关 单元2接通，此时太阳能电池板SOLAR ARRAY的输出电流增大，而根据图 IB,其输出电压开始下降，与太阳能电池板SOLAR ARRAY并联的滤波电容 Bus capacity上的电压也开始调压单元2》文电下降。当滤波电容Bus capacity下 降至逆变电^各单元3的开关管额定电压的一定比例时(例如80%额定电压)时， 逆变电路单元3开始工作，同时调压控制单元1接收到的直流电源检测信号在 正常范围内，控制开关单元2关断，启动逆变电路单元3使之正常工作。6图3为图2所示太阳能电池板供电系统的一种实施方式，其中，第一控制 器SI control、主控制器Main control、稳压管D、电容Cl组成了图2中的调压 控制单元l,而电阻R1、开关管S1、开关管S2则组成了图2中的调压单元2。 当所迷太阳能电池板输出的直流电压值在预定范围内超过所述逆变电路单元中 的单个开关管的耐压值时，所述主控制器Main control控制所述开关管S2接通 以使所述电容Cl充电至所述稳压管D的稳定电压，然后所述第一控制器Sl control得电并控制所述开关管Sl接通；当所述太阳能电池板输出的直流电压 值在预定范围内低于所述逆变电路单元中的单个开关管的耐压值时，所述主控 制器Main control控制所述开关管S2关断以使所述电容Cl放电，然后所述第 一控制器Sl control失电并控制所述开关管Sl关断。进一步地，考虑到开关管S2有可能发生短路的现象，在调压控制单元1 中还设置一差分电路amplifier,其两个输入端分别连接电容Cl的两端，其输 出端连接主控制器Main control,主控制器Main control通过监控差分电路 amplifier的输出判断开关管S2是否损坏。进一步地，为避免在开关管Sl、 S2同时短^^时发生逆变器无法正常工作 的情况，在开关单元中2设置一连接在电阻R1和开关管Sl之间的慢断型保险 管。图3所示太阳能电池板供电系统有三种工作模式，详述如下 一、正常工作模式耐压的90%时候，调压控制单元l不工作，Sl、 S2均受控不开通。全桥逆变 电路正常逆变工作，当直流电压超过全桥电路单个开关管耐压的90%以上时， 该调压控制单元1开始工作。首先通过Main control控制S2开通，如附图4所示。因为S2导通，Cl电容充电至稳压管D的稳定电压，当Cl两端电压满足 Sl control电路正常工作条件时，该电路工作并控制Sl导通。此时Sl control的内部定时电路也开始工作，如附图5所示。S1和S2导通之后，太阳能电池板的输出电流增大，而其输出电压开始下 降(原理参见图1B示出的IV曲线)，与之并联的BUS电容上的电压也开始放 电下降。当侦测BUS电压下降至后级逆变电if各开关管额定电压的一定比例时(例如80%额定电压)后级逆变器电i 各开始工作，其初始加载功率目标为电阻 棒R1上消耗功率和BUS电容放电功率之差(相关计算可以通本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳能电池板供电系统，其特征在于，包括：　太阳能电池板、调压控制单元、调压单元、逆变电路单元以及滤波电容；其中所述调压单元、所述逆变电路单元和所述滤波电容并联于所述太阳能电池板的两端，所述调压控制单元与所述调压单元连接，控制所述调 压单元的接通或关断；　当所述太阳能电池板输出的直流电压值在预定范围内超过逆变电路单元中的单个开关管的耐压值时，所述调压控制单元控制所述调压单元接通；当所述太阳能电池板输出的直流电压值在预定范围内低于所述逆变电路单元中的单个开关管的耐压 值时，所述调压控制单元控制所述调压单元关断，所述逆变电路单元正常逆变工作。

【技术特征摘要】
1、一种太阳能电池板供电系统，其特征在于，包括太阳能电池板、调压控制单元、调压单元、逆变电路单元以及滤波电容；其中所述调压单元、所述逆变电路单元和所述滤波电容并联于所述太阳能电池板的两端，所述调压控制单元与所述调压单元连接，控制所述调压单元的接通或关断；当所述太阳能电池板输出的直流电压值在预定范围内超过逆变电路单元中的单个开关管的耐压值时，所述调压控制单元控制所述调压单元接通；当所述太阳能电池板输出的直流电压值在预定范围内低于所述逆变电路单元中的单个开关管的耐压值时，所述调压控制单元控制所述调压单元关断，所述逆变电路单元正常逆变工作。2、 如权利要求1所述的太阳能电池板供电系统，其特征在于 所述调压控制单元包括第一控制器、第二控制器、稳压管D、电容C1、电阻R3;所述电容C1为第一控制器的供电滤波电容，且电容C1通过电阻R3与 所述太阳能电池板的正极连接；所述稳压管D并联在所述电容C1两端；所述调压单元包括依次连接的功率电阻Rl、由所述第一控制器控制的开关 管Sl、与开关管Sl并联的电阻R2以及由所述第二控制器控制的开关管S2;当所述太阳能电池板输出的直流电压值在预定范围内超过所述逆变电路单 元中的单个开关管的耐压值时，所述第二控制器控制所述开关管S2接通以使所 述电容Cl充电至所述稳压管D的稳定电...

【专利技术属性】
技术研发人员：林华勇，
申请(专利权)人：深圳科士达科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：94[]