[發明專利]控制結構

在審

• 申請號: 202110342261.1
• 申請日: 2014-07-10
• 公開（公告）號: CN113110688A
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發明（設計）人: M·艾哈邁德
• 申請（專利權）人: 普利茅斯大學
• 主分類號: G05F1/67
• 分類號: G05F1/67
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 肖冰濱;王曉曉

描述了用于在控制從包括內部電容的電源單元到輸出的電供應中使用的控制結構，該控制結構包括電感器(22)、與內部電容并聯的開關(26)和控制器(30)，該控制器(30)能夠操作用于控制開關(26)的操作由此開關(26)的閉合導致LCR電路的形成，內部電容形成LCR電路的電容。還描述了相關聯的方法。

本申請是申請日為2014年07月10日、申請號為CN 201480040347.7、名稱為“控制結構”的中國發明專利申請的分案申請。

技術領域

本發明涉及控制結構，且尤其涉及適合與光伏或太陽能板(下面稱為太陽能板)一起使用以增加其可用輸出的控制結構。雖然尤其適合結合太陽能板使用，但是控制結構可以與多種其他設備或電源一起使用。

背景技術

太陽能板被越來越廣泛地用于發電。其輸出可以直接用于驅動其他設備或可以用于給電存儲裝置充電或供電到主電網。由于太陽能板的輸出依據例如入射光強度、工作溫度和其他因素呈非線性變化，因此從太陽能板到負載的直接的未控制的輸出供應一般是不合適的。圖1圖形地示出了在不同入射光強度下太陽能板的典型I-V輸出，顯示了生成的電流和相關聯的輸出電壓之間的關系。如果太陽能板形成其一部分的電路工作在圖1中的線10，則出現最大功率輸出。很明顯，隨著光強度改變，最大輸出所需的工作電流和電壓改變。為了保證太陽能板和相關聯的電路工作在最大功率點附近，使用了最大功率點跟蹤算法。最大功率點跟蹤算法的輸出用于改變太陽能板提供的負載，例如切入或切出其電阻，嘗試將太陽能板的工作保持在其最優點附近。

在一些較早的系統中該算法用于保證電路工作在開路電壓的70％。這通過重復且快速連接斷開負載的電源(即來自太陽能板的輸出)來實現。例如，該電源可以每秒連接和斷開1000至3000次。通過以這種方式一時間比例的斷開輸出，占空比被降低到例如如上所述的大約70％。

雖然這種系統可以在一些環境中工作較為滿意，當電源被斷開時沒有從太陽能板到負載的輸出且因此即使太陽能板可能工作在最大功率點，但當太陽能板斷開時可能的功率丟失。因此這種結構的效率比其應有的低。

發明內容

本發明的目的是提供一種控制結構由此能夠增強且優選優化太陽能板的有用輸出。

根據本發明，提供了一種用于在控制從包括內部電容的電源單元到輸出的電供應中使用的控制結構，該控制結構包括電感器、被設置與內部電容并聯的開關、以及控制器，能夠操作用于控制所述開關的操作由此所述開關的閉合導致形成LCR電路，所述內部電容形成所述LCR電路的電容。

在這樣的結構中不需要提供最大功率點跟蹤算法等，且優選地沒有出現這樣的算法等。

pn結二極管從其性質上形成可變結電容。這樣的二極管典型地存在包括太陽能板的單元中。在過去當建模太陽能板和相關聯控制電路的輸出時忽略該結電容。如果這樣的二極管被設置與電壓源(例如太陽能板)并聯，則初始地，使用該供應的部分來給該結電容充電。

此外，如果該電壓源采用太陽能板的形式，則該電壓源本身實際上將形成電容，該電容也將被充電。由于太陽能板的輸出不是均勻的且隨著例如入射光強度、溫度和其他因素而改變，因此該電容上的電荷是不斷變化的。與所述內部電容相關聯的電容器電流因此能在任意給定時間點依據該電容是被充電還是被放電而是正的或負的。在常規設置的太陽能板中，該電流的方向取決于例如光照強度是增加還是降低。但是在上述的結構中，內部電容能量的提取通過以控制方式的所述開關的操作來實現，由此使得總系統的操作的效率提升。