[發(fā)明專利]用于獲取使能電源特性的確定的信息的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201080056568.5
• 申請日: 2010-12-08
• 公開（公告）號: CN102667659A
• 公開（公告）日: 2012-09-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: G.比亞蒂
• 申請（專利權(quán)）人: 三菱電機(jī)研發(fā)中心歐洲有限公司;三菱電機(jī)株式會社
• 主分類號: G05F1/67
• 分類號: G05F1/67
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 葉曉勇;李浩

本發(fā)明通常涉及用于獲取使能例如光伏電池或電池陣列或者燃料電池等電源的例如最大功率點等特性的確定的信息的器件和方法。

光伏電池將太陽能能量直接轉(zhuǎn)換為電能。光伏電池所產(chǎn)生的電能能夠隨時間來提取并且以電力的形式來使用。將光伏電池所提供的直流電力提供給例如DC-DC升壓/降壓轉(zhuǎn)換器電路和/或DC/AC逆變器電路等轉(zhuǎn)換裝置。

但是，光伏電池的電流-電壓下垂特性引起輸出功率隨著從光伏電池所吸取的電流而非線性地改變。功率-電壓曲線根據(jù)例如光輻射水平和操作溫度等氣候變化而改變。

操作光伏電池或電池陣列的近最佳點在其中功率為最大的電流-電壓曲線的區(qū)域處或其附近。此點稱作最大功率點（Maximum?Power?Point，MPP）。

重要的是在MPP附近操作光伏電池，以優(yōu)化其電力產(chǎn)生效率。

隨著功率-電壓曲線根據(jù)氣候變化而改變，MPP也根據(jù)氣候變化而改變。

于是，需要能夠在任何時間識別MPP。

本發(fā)明旨在提供一種器件，該器件使能獲取表示例如光伏電池陣列等的電源的輸出電流和電壓變化的信息以確定其最大功率點。

為此目的，本發(fā)明涉及一種用于獲取使能電源的例如最大功率點等特性的確定的信息的器件，該器件包括至少電感器以及電容器，使能電源特性的確定的信息通過監(jiān)測電容器的電壓充電（voltage?charge）而獲取，其特性為，用于獲取使能電源特性的確定的信息的器件包括在監(jiān)測電容器充電之前用于通過電感器放電電容器的部件。

本發(fā)明還涉及一種用于獲取使能連接到直流轉(zhuǎn)換器的電源的例如最大功率點等特性的確定的信息的方法，該直流轉(zhuǎn)換器包括至少電感器和電容器，其特性為，該方法包括以下步驟：

-通過電感器放電電容器，

-監(jiān)測電容器的電壓充電以獲取使能電源特性的確定的信息。

因此，有可能獲取表示電源的輸出電流和電壓變化的信息，例如以確定MPP或者確定電源的故障或者確定電源的填充因數(shù)。

此外，在大多數(shù)DC/DC和/或DC/AC轉(zhuǎn)換器中，電容器和電感器已經(jīng)可用于轉(zhuǎn)換目的。電容器和電感器還能夠用于監(jiān)測至少一個特定時間段期間的電壓和電流變化。所監(jiān)測電壓和電流變化使能在任何時間獲取例如電源的所希望的電壓-電流/電壓-功率下垂特性等信息。本發(fā)明避免對系統(tǒng)添加任何其它額外的電感器。

根據(jù)特定的特征，該器件包括用于在電容器放電期間監(jiān)測流經(jīng)電感器的電流的部件并且只要流經(jīng)電感器的電流到達(dá)第一預(yù)定電流值或者只要電容器沒有放電，則在電感器中放電電容器。

因此，有可能限制電感器和電容器兩者上的電流電平，避免因電感器與電容器之間的諧振的大電流峰值，其可以引起電感器磁芯的飽和并且也可以降低電容器的壽命。

根據(jù)特定的特征，該器件包括用于當(dāng)流經(jīng)電感器的電流值到達(dá)第一預(yù)定值或者當(dāng)電容器放電時，將電感器放電到至少另一裝置的部件。

根據(jù)特定的特征，另一個裝置是能量存儲裝置或負(fù)載。

因此，存儲于電感器中的能量沒有在任何電阻的組件內(nèi)耗散而是與其他例如電容器等的存儲裝置交換或甚至是直接供應(yīng)到負(fù)載，導(dǎo)致非耗散過程。由于在電感器放電期間電源持續(xù)將電力存儲到輸入電容器，所以從電源側(cè)沒有電力中斷。

根據(jù)特定的特征，該器件包括用于在監(jiān)測電容器的充電期間獲取由電源輸出的電流的部件。

因此，有可能獲取電源的從零電壓值直到開路電壓值的整體電壓-電流/電壓-功率下垂特性。

根據(jù)特定的特征，由電源輸出的電流從電流傳感器獲取或從在監(jiān)測電容器的充電期間所獲取的電壓值導(dǎo)出。

因此，如果電流傳感器為不可用，則可以不增加實現(xiàn)成本。最后，完全不需要附加的組件以實現(xiàn)本技術(shù)。

根據(jù)特定的特征，只要電容器的電壓到達(dá)第二預(yù)定值，就反復(fù)執(zhí)行通過電感器的電容器的放電以及電感器的放電。

因此，可以以非耗散方式發(fā)生電容器放電，意味著存儲于電容器中的能量完全給予到負(fù)載，減小了在此小的時間段（例如當(dāng)此能量耗散在電阻器中時）停止電源供應(yīng)的缺點。

本發(fā)明還涉及直流轉(zhuǎn)換器，其特性為，它包括用于獲取使能電源的最大功率點的確定的信息的器件。

因此，有可能獲取表示電源（例如，光伏電池陣列）的輸出電流和電壓變化的信息以確定MPP。