[發明專利]用于功率優化的電壓轉換器及其模式切換方法

有效

• 申請號: 201711112339.0
• 申請日: 2017-11-13
• 公開（公告）號: CN109787270B
• 公開（公告）日: 2023-02-24
• 發明（設計）人: 張永;胡曉磊
• 申請（專利權）人: 豐郅（上海）新能源科技有限公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種用于功率優化的電壓轉換器，其特征在于，包括：

多個電壓轉換器并且每一個電壓轉換器從相應的一個光伏組件吸取電能；

多個電壓轉換器相互串聯且它們各自的輸出電壓疊加獲得直流母線電壓；

多個電壓轉換器對應的多個光伏組件各自輸出的對外功率相加為總功率；

任意一個電壓轉換器輸出的期望電壓等于與之對應的光伏組件的對外功率比上總功率計算出的比值再乘以直流母線電壓的設定值；

任意一個電壓轉換器在第一至三模式之間切換：

當其輸出的期望電壓和與之對應的光伏組件的最大功率點電壓之比不超過第一增益時電壓轉換器進入降壓的第一模式；

當其輸出的期望電壓和與之對應的光伏組件的最大功率點電壓之比不低于第二增益時電壓轉換器進入升壓的第二模式；

當其輸出的期望電壓和與之對應的光伏組件的最大功率點電壓之比介于第一增益和第二增益之間時電壓轉換器進入輸出電壓等于輸入電壓的第三模式，設置每一個電壓轉換器具有耦合到相應的光伏組件正極的第一輸入端和具有耦合到相應的光伏組件負極的第二輸入端、具有提供輸出電壓的第一和第二輸出端，第三模式下的電壓轉換器的第一輸入端直接短路到第一輸出端以及第二輸入端直接短路到第二輸出端。

2.根據權利要求1所述的用于功率優化的電壓轉換器，其特征在于：

第一增益G1滿足0.9≤G1＜1，第一增益G1等效于是電壓轉換器在第一模式下的最大占空比；

第二增益G2滿足1＜G2≤1.1，第二增益G2計算的式子1-1/G2是電壓轉換器在第二模式下的最小占空比。

3.根據權利要求1所述的用于功率優化的電壓轉換器，其特征在于：

任意一個光伏組件從未被遮擋逐步轉向發生被遮擋時；

被遮擋的光伏組件輸出的對外功率占總功率的份額逐步降低，促使其所對應的電壓轉換器從光伏組件未被遮擋時的第二模式經由第三模式過渡到被遮擋時的第一模式。

4.根據權利要求1所述的用于功率優化的電壓轉換器，其特征在于：

任意一個光伏組件從被遮擋逐步轉向解除被遮擋時；

被遮擋的光伏組件輸出的對外功率占總功率的份額逐步升高，促使其所對應的電壓轉換器從光伏組件被遮擋時的第一模式經由第三模式過渡到未被遮擋時的第二模式。

5.根據權利要求3所述的用于功率優化的電壓轉換器，其特征在于：

電壓轉換器在從第二模式到第三模式的切換階段，電壓轉換器輸出側的輸出電容上的電荷倒灌到電壓轉換器輸入側的輸入電容，迫使電壓轉換器輸出側的輸出電壓的變化趨勢與電壓轉換器從第二模式到第一模式的切換所要求的輸出電壓的變化趨勢趨同。

6.根據權利要求4所述的用于功率優化的電壓轉換器，其特征在于：

電壓轉換器在從第一模式到第三模式的切換階段，電壓轉換器輸入側的輸入電容上的電荷流向電壓轉換器輸出側的輸出電容上，迫使電壓轉換器輸出側的輸出電壓的變化趨勢與電壓轉換器從第一模式到第二模式的切換所要求的輸出電壓的變化趨勢趨同。

7.根據權利要求1所述的用于功率優化的電壓轉換器，其特征在于：

多個光伏組件在第二環境條件下的總功率比第一環境條件下的總功率大；以及

直流母線電壓在第二環境條件下的設定值高于第一環境條件下的設定值；并且

第一和第二環境條件均包括光伏組件所處環境的光照強度因素和環境溫度因素。

8.根據權利要求1所述的用于功率優化的電壓轉換器，其特征在于：

電壓轉換器為正極性的Buck-Boost電路，用于將與之對應的一個光伏組件的輸出電壓和輸出電流設置在最大功率點處。