[發明專利]太陽能光伏電池模擬器

有效

• 申請號: 201711310460.4
• 申請日: 2017-12-11
• 公開（公告）號: CN108111123B
• 公開（公告）日: 2019-07-19
• 發明（設計）人: 高志勇;吳國明;王成
• 申請（專利權）人: 上海數明半導體有限公司
• 主分類號: H02S50/10
• 分類號: H02S50/10
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 胡晶

本發明公開了一種太陽能光伏電池模擬器，包括第一電壓源、第二電壓源、電流源、第一N型場效應管、第三電阻、第七電阻和第八電阻；第一N型場效應管的漏極分別與電流源的負極和地連接，柵極分別與第七電阻的一端和第八電阻的一端連接，源極分別與第八電阻的另一端和第三電阻的一端連接；電流源的正極接第一電壓源的正極；第二電壓源的正極接第七電阻的另一端，負極接第三電阻的另一端；第三電阻的另一端接第一電壓源的負極。該設計可以根據太陽能光伏電池的參數進行設置和控制，來模擬不同應用環境和條件下的光伏電池陣列。

技術領域

本發明屬于太陽能光伏發電技術領域，尤其涉及一種太陽能光伏電池模擬器。

背景技術

太陽能是一種可再生能源，太陽能光伏發電技術逐漸成為國內外研究的熱點。在光伏發電系統中，由于光伏電池的輸出特性受外界的環境因素影響非常大，特別是受到光照強度和環境溫度的影響，無法對光伏電池進行有效的控制，導致無法獲得精準的實驗數據。光伏電池模擬器是建立在可以精確模擬光伏電池特性的前提下，有效控制光伏電池的相關參數，提高研究效率及數據的可靠性與精準性。

目前的太陽能電池陣列模擬器主要有模擬式與數字式兩種。所謂模擬式的太陽能光伏電池陣列模擬器其實是建立和模擬太陽光光照的等效裝置；所謂數字式的太陽能光伏電池陣列模擬器是將電力電子技術和數字信號DSP或單片機技術相結合，以電力電子各種拓撲結構為基礎，根據系統自身設計參數的要求選擇需要經過幾級能量轉換。模擬式太陽能光伏電池陣列模擬器的缺點是受模擬光源和溫度的影響較大，且無法準確的控制光伏電池的輸出功率，誤差較大，導致光伏電池的開路電壓和最大功率點都發生嚴重的偏移。數字式太陽能光伏電池陣列模擬器的缺點是受到控制電路拓撲頻率的限制，存在采樣、運算和反饋控制電路，需要一定的控制時間，其動態響應能力較弱，無法滿足高速的應用電路或優化器的要求。

發明內容

為了解決現有技術存在的問題，本發明提出了一種太陽能光伏電池模擬器。

本發明的所采用的設計思路是：

根據太陽能光伏電池的電氣特性曲線和場效應管(FET)的輸出特性曲線各自的特性，結合兩者的相似度，提出了一種全新的設計方案，該設計方案基于場效應管的控制電路來實現太陽能光伏電池模擬器，并就光伏電池的幾個重要參數進行控制，可以滿足實際應用的需求。

本發明所采用的技術方案是：

太陽能光伏電池模擬器，包括第一電壓源、第二電壓源、電流源、第一N型場效應管、第三電阻、第七電阻和第八電阻；所述第一N型場效應管的漏極分別與所述電流源的負極和地連接，柵極分別與所述第七電阻的一端和所述第八電阻的一端連接，源極分別與所述第八電阻的另一端和所述第三電阻的一端連接；所述電流源的正極接所述第一電壓源的正極；所述第二電壓源的正極接所述第七電阻的另一端，負極接所述第三電阻的另一端；所述第三電阻的另一端接所述第一電壓源的負極。

較佳的，太陽能光伏電池模擬器還包括第二N型場效應管、第九電阻、第十電阻、第三N型場效應管、第十一電阻、第十二電阻、第四N型場效應管、第十三電阻、第十四電阻、第五N型場效應管、第十五電阻和第十六電阻；所述第一N型場效應管、第二N型場效應管、第三N型場效應管、第四N型場效應管和第五N型場效應管的漏極相互連接，源極相互連接；所述第二N型場效應管的柵極分別與所述第九電阻的一端和所述第十電阻的一端連接，所述第三N型場效應管的柵極分別與所述第十一電阻的一端和所述第十二電阻的一端連接，所述第四N型場效應管的柵極分別與所述第十三電阻的一端和所述第十四電阻的一端連接，所述第五N型場效應管的柵極分別與所述第十五電阻的一端和所述第十六電阻的一端連接；所述第七電阻、第九電阻、第十一電阻、第十三電阻和第十五電阻的另一端相互連接；所述第八電阻、第十電阻、第十二電阻、第十四電阻和第十六電阻的另一端相互連接。