含耦合电感的光伏阵列MPPT接口电路制造技术

一种含耦合电感的光伏阵列MPPT接口电路由功率主回路和具有MPPT功能的多通道电流控制器2部分组成。所述功率主回路由n个完整通道电路组成。与所述功率主回路匹配，所述具有MPPT功能的多通道电流控制器拥有端口vcj、端口vs、端口vgj、端口vsj、端口vgaj、端口viLj、端口vioj、端口vc。本发明专利技术可应用于全天候的光伏发电系统，置于光伏阵列之后、输入电流可控的DC-DC变换装置之前，不但可以准确、平稳、快速地捕获到复杂情况下光伏阵列的全局最大功率点，而且还具有将自身电路中的多余能量回馈给后级输入电流可控的DC-DC变换装置的能力，可高效率地实现光伏阵列利用率的最大化。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种含耦合电感的光伏阵列MPPT接口电路由功率主回路和具有MPPT功能的多通道电流控制器2部分组成。所述功率主回路由n个完整通道电路组成。与所述功率主回路匹配，所述具有MPPT功能的多通道电流控制器拥有端口vcj、端口vs、端口vgj、端口vsj、端口vgaj、端口viLj、端口vioj、端口vc。本专利技术可应用于全天候的光伏发电系统，置于光伏阵列之后、输入电流可控的DC-DC变换装置之前，不但可以准确、平稳、快速地捕获到复杂情况下光伏阵列的全局最大功率点，而且还具有将自身电路中的多余能量回馈给后级输入电流可控的DC-DC变换装置的能力，可高效率地实现光伏阵列利用率的最大化。【专利说明】含耦合电感的光伏阵列MPPT接口电路
本专利技术涉及光伏阵列MPPT (最大功率点跟踪)接口电路，可应用于全天候的光伏发电系统，尤其是一种含耦合电感的光伏阵列MPPT接口电路。
技术介绍
光伏发电系统利用半导体的光生伏特效应将光能转变为可利用的电能。光伏阵列是光伏发电系统中的核心部分。通常，光伏阵列由多个相同或不同规格的光伏子阵列(或光伏组件)通过多个阻塞二极管并联而成，再通过高增益的DC-DC变换装置与光伏发电系统的其余部分相连。光伏阵列的输出功率与阵列结构、负载、太阳辐照度、温度、效率等因素密切相关，尤其在全天候的复杂情况下(包括光伏子阵列规格不同或光伏子阵列规格相同但局部遮阴、短路、开路等情况)光伏阵列的输出功率特性会呈现出复杂的多峰值状态。当光伏阵列的输出功率特性呈现出单峰值状态时，现有集中式的最大功率跟踪(MPPT)技术都能够准确、平稳、快速地捕获到全局的最大功率点。但是，当光伏阵列的输出功率特性呈现出多峰值状态时，现有集中式的MPPT技术就只能够保证准确、平稳、快速地捕获到局部的最大功率点。当局部的最大功率点与全局的最大功率点不是同一点时，光伏阵列的利用率将大打折扣。
技术实现思路
为克服现有集中式的MPPT技术在全天候光伏发电应用中的不足，本专利技术采用分散式的MPPT技术提出一种含耦合电感的光伏阵列MPPT接口电路，目的在于帮助全天候的光伏发电系统准确、平稳、快速地捕获到光伏阵列的全局最大功率点，实现光伏阵列利用率的最大化。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是:一种含耦合电感的光伏阵列MPPT接口电路由功率主回路和具有MPPT功能的多通道电流控制器2部分组成。所述功率主回路由η个完整的通道电路(完整通道电路I至完整通道电路η)组成，其特征在于:所述完整通道电路j (j=l，...，η)由阻塞二极管Di j、输入电容Ci j、电感Lj、N-MOS主管Mj、二极管Dj、辅助电容Caj、N-M0S辅助管Maj、耦合电感Laj和Lbj、辅助二极管Daj、输出电容Coj构成，光伏子阵列j的正输出端与阻塞二极管Dij的阳极相连，阻塞二极管Dij的阴极与输入电压Vij的正端、输入电容Cij的一端以及电感Lj的一端相连，电感Lj的另一端与N-MOS主管Mj的漏极以及二极管Dj的阳极相连，二极管Dj的阴极与辅助电容Caj的一端以及耦合电感Laj的一端相连，耦合电感Laj的另一端与N-MOS辅助管Maj的漏极相连，N-MOS辅助管Maj的源极与耦合电感Lbj的一端(与所述耦合电感Laj的一端是异名端关系)、N-MOS主管Mj的源极、辅助电容Caj的另一端、输出电容Coj的一端、输出电压Vo的正端以及输入电流可控的DC-DC变换装置的正输入端相连，耦合电感Lbj的另一端(与所述耦合电感Laj的另一端是异名端关系)与辅助二极管Daj的阴极相连，辅助二极管Daj的阳极与光伏子阵列j的输出负端、输入电压Vij的负端、输入电容Cij的另一端、输出电容Coj的另一端、输出电压Vo的负端以及输入电流可控的DC-DC变换装置的负输入端相连，耦合电感Lbj与辅助二极管Daj的接点和耦合电感Laj与二极管Dj的接点是冋名端关系；所述完整通道电路j (j=l,…，η)还与所述具有MPPT功能的多通道电流控制器(简称:电流控制器)相连，所述电流控制器拥有端口 vcj、端口 VS、端口vsj、端口vgaj、端口 vc,其特征在于:所述电流控制器的端口 vcj与所述输入电压Vij的正端相连，所述电流控制器的端口 vs与所述输入电压Vij的负端相连，所述电流控制器的端口 vgj与所述N-MOS主管Mj的门极相连，所述电流控制器的端口 vsj与所述N-MOS主管Mj的源极以及所述N-MOS辅助管Maj的源极相连，所述电流控制器的端口 vgaj与所述N-MOS辅助管Maj的门极相连，所述电流控制器的端口 ViLj接收所述完整通道电路j中电感Lj的电流iLj的检测信号，所述电流控制器的端口 vioj接收所述完整通道电路j的输出电流ioj的检测信号，所述电流控制器的端口 vc向所述输入电流可控的DC-DC变换装置的端口 vc发送所述功率主回路的输出总电流信息。进一步，所述具有MPPT功能的多通道电流控制器包括辅助电源单元、汇流通信单元、MPPT控制单元和MOS管驱动单元，其特征在于:所述辅助电源单元能把所述输入电压Vij (j=l, "^n)转换成所述汇流通信单元、所述MPPT控制单元、所述MOS管驱动单元工作所需的电源电压，所述汇流通信单元能根据所述完整通道电路I至完整通道电路η的输出电流iol至ion的检测信号viol至vion输出所述功率主回路的输出总电流信息vc,所述MPPT控制单元能根据所述完整通道电路I至完整通道电路η中的电感Lj(j=l,…，η)的电流iLj的检测信号ViLj和所述输入电压Vij输出所述N-MOS主管Mj的控制信号vgpj和所述N-MOS辅助管Maj的控制信号vapj,所述MOS管驱动单元能把所述N-MOS主管Mj (j=l,…，η)的控制信号vgpj和所述N-MOS辅助管Maj的控制信号vapj转换成由所述具有MPPT功能的多通道电流控制器的端口 Vgj、端口 vsj和端口 vgaj输`出的差分驱动信号。更进一步，所述具有MPPT功能的多通道电流控制器的MPPT控制单元由采样保持器lj(j=l，…，η)、采样保持器2j、乘法器j、延时电路j、放大器I j、放大器2 j、参考电压源I j、参考电压源2j、减法器lj、减法器2j、三角波发生器lj、三角波发生器2j、比较器lj、t匕较器2j组成，其特征在于:所述采样保持器Ij的输入端与所述具有MPPT功能的多通道电流控制器的端口 ViLj相连，所述采样保持器Ij的输出端与所述乘法器j的一个输入端以及所述放大器Ij的输入端相连，所述采样保持器2j的输入端与所述具有MPPT功能的多通道电流控制器的端口 vcj相连，所述采样保持器2j的输出端与所述乘法器j的另一个输入端相连，所述乘法器j的输出端与所述减法器Ij的正输入端以及所述延时电路j的输入端相连，所述延时电路j的输出端与所述减法器Ij的负输入端相连，所述减法器Ij的输出端与所述参考电压源Ij的输入端相连，所述参考电压源Ij的输出端与所述减法器2j的负输入端相连，所述减法器2j的正输入端与所述放大器Ij的输出端相连，所述减法器2j的输出端与所述放大器2j的输入端相连，所述放大器2j的输出端与所述比较器Ij的反相本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含耦合电感的光伏阵列MPPT接口电路，其特征在于：所述含耦合电感的光伏阵列MPPT接口电路由功率主回路和具有MPPT功能的多通道电流控制器2部分组成，所述功率主回路由完整通道电路1至完整通道电路n组成，所述完整通道电路j（j=1,…，n）由阻塞二极管Dij、输入电容Cij、电感Lj、N?MOS主管Mj、二极管Dj、辅助电容Caj、N?MOS辅助管Maj、耦合电感Laj和Lbj、辅助二极管Daj、输出电容Coj构成，光伏子阵列j的正输出端与阻塞二极管Dij的阳极相连，阻塞二极管Dij的阴极与输入电压Vij的正端、输入电容Cij的一端以及电感Lj的一端相连，电感Lj的另一端与N?MOS主管Mj的漏极以及二极管Dj的阳极相连，二极管Dj的阴极与辅助电容Caj的一端以及耦合电感Laj的一端相连，耦合电感Laj的另一端与N?MOS辅助管Maj的漏极相连，N?MOS辅助管Maj的源极与耦合电感Lbj的一端（与所述耦合电感Laj的一端是异名端关系）、N?MOS主管Mj的源极、辅助电容Caj的另一端、输出电容Coj的一端、输出电压Vo的正端以及输入电流可控的DC?DC变换装置的正输入端相连，耦合电感Lbj的另一端（与所述耦合电感Laj的另一端是异名端关系）与辅助二极管Daj的阴极相连，辅助二极管Daj的阳极与光伏子阵列j的输出负端、输入电压Vij的负端、输入电容Cij的另一端、输出电容Coj的另一端、输出电压Vo的负端以及输入电流可控的DC?DC变换装置的负输入端相连，耦合电感Lbj与辅助二极管Daj的接点和耦合电感Laj与二极管Dj的接点是同名端关系，所述具有MPPT功能的多通道电流控制器拥有端口vcj（j=1,…，n）、端口vs、端口vgj、端口vsj、端口vgaj、端口viLj、端口vioj、端口vc，所述具有MPPT功能的多通道电流控制器的端口vcj与所述输入电压Vij的正端相连，所述具有MPPT功能的多通道电流控制器的端口vs与所述输入电压Vij的负端相连，所述具有MPPT功能的多通道电流控制器的端口vgj与所述N?MOS主管Mj的门极相连，所述具有MPPT功能的多通道电流控制器的端口vsj与所述N?MOS主管Mj的源极以及所述N?MOS辅助管Maj的源极相连，所述具有MPPT功能的多通道电流控制器的端口vgaj与所述N?MOS辅助管Maj的门极相连，所述具有MPPT功能的多通道电流控制器的端口viLj接收所述电感Lj的电流iLj的检测信号，所述具有MPPT功能的多通道电流控制器的端口vioj接收所述完整通道电路j的输出电流ioj的检测信号，所述具有MPPT功能的多通道电流控制器的端口vc向所述输入电流可控的DC?DC变换装置的端口vc发送所述功率主回路的输出总电流信息。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈怡，张浩，戚军，南余荣，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：