一種用于模擬光伏組件特性的電源的多級穩(wěn)壓主回路裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型一種用于模擬光伏組件特性的電源的多級穩(wěn)壓主回路裝置，由多個部分電路組成，主要部分為主功率電路部分和控制電路部分。主功率部分由整流濾波電路、開關穩(wěn)壓電源和線性穩(wěn)壓電源電路組成，通過調節(jié)開關電源的開關管的關斷與閉合來調節(jié)輸出電壓電流的大小，通過線性電源電路進一步穩(wěn)定電壓減小紋波和噪聲。控制部分主要通過對開關穩(wěn)壓電源和線性穩(wěn)壓電源的輸出電壓和輸出電流進行檢測來確定曲線工作點，發(fā)出基準電壓來控制開關管關斷與閉合時間從而來改變多級穩(wěn)壓主回路裝置的輸出。此方法能夠自動跟隨負載的變化來調整功率電源的輸出，且能較為準確的模擬出太陽能特性曲線。
【專利說明】—種用于模擬光伏組件特性的電源的多級穩(wěn)壓主回路裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于電力電子領域，涉及一種穩(wěn)壓電源裝置，具體涉及一種用于模擬光伏組件特性的電源的多級穩(wěn)壓主回路裝置。
【背景技術】
[0002]太陽能光伏發(fā)電技術是基于光生伏打效應將太陽能轉化為電能的發(fā)電技術，利用微電子工藝技術制成的太陽能電池組件完成將太陽能轉化為電能的工作。該技術具有不消耗化石燃料、無環(huán)境污染、可靠性高、壽命長、安全性能好、適合分散供電、擴充能量方便、與其他電源系統(tǒng)兼容等優(yōu)點。因此，光伏產(chǎn)業(yè)是20世紀80年代以來世界上增長最快的高新技術產(chǎn)業(yè)之一。目前，世界上許多國家特別是發(fā)達國家將光伏發(fā)電擺在可再生能源開發(fā)的首位，以推動其發(fā)展。
[0003]太陽能光伏發(fā)電技術需要由逆變器將直流變?yōu)楣ゎl交流，以適應眾多的交流電器供電條件。逆變器輸出的交流電并網(wǎng)，必須滿足同頻同相的條件，通過調整電壓來達到向電網(wǎng)輸送電力的目的。因此對光伏并網(wǎng)逆變器的功能、性能要求必須經(jīng)過嚴格測試。
[0004]對光伏并網(wǎng)逆變器進行測試，需要提供模擬光伏發(fā)電的直流電源作為光伏逆變器的輸入，還需要提供與光伏并網(wǎng)逆變器輸出端相連接的模擬三相工頻交流電環(huán)境，通過改變被測光伏并網(wǎng)逆變器的輸入與輸出條件，實時采集其輸入端、輸出端的電壓、電流值，經(jīng)過適當?shù)某绦蛱幚?，得到對被測光伏并網(wǎng)逆變器進行測試的結果。
[0005]太陽能光伏發(fā)電技術是基于光生伏打效應將太陽能轉化為電能的發(fā)電技術，利用微電子工藝技術制成的太陽能電池組件完成將太陽能轉化為電能的工作。該技術具有不消耗化石燃料、無環(huán)境污染、可靠性高、壽命長、安全性能好、適合分散供電、擴充能量方便、與其他電源系統(tǒng)兼容等優(yōu)點。
[0006]太陽能光伏發(fā)電技術需要由逆變器將直流變?yōu)楣ゎl交流，以適應眾多的交流電器供電條件。
[0007]對光伏并網(wǎng)逆變器進行測試，需要提供模擬光伏發(fā)電的直流電源作為光伏逆變器的輸入，通過改變被測光伏并網(wǎng)逆變器的輸入與輸出條件，實時采集其輸入端、輸出端的電壓、電流值，經(jīng)過適當?shù)某绦蛱幚?，得到對被測光伏并網(wǎng)逆變器進行測試的結果。
[0008]目前被測光伏逆變器輸入端電源一般采用穩(wěn)壓電源串聯(lián)電阻的辦法提供。這種方法不能準確地測量光伏逆變器特性，例如最大功率點跟蹤特性；也不能準確地反映光照、溫度等工作環(huán)境參數(shù)變化對逆變器的并網(wǎng)特性的影響。
[0009]利用反饋控制基準電壓的技術可以通過穩(wěn)壓電源得到與真實光伏發(fā)電組件特性十分近似的輸出特性。存在的技術問題是:線性穩(wěn)壓電源效率低下，尤其在短路電流點附近，調整管管壓降接近最大值，流過調整管的電流也接近最大值，使得調整管耗散功率非常大，導致電源效率很低，同時調整管發(fā)熱巨大，極易損壞。采用開關穩(wěn)壓電源結構雖然效率大大提高，但輸出由尖峰脈沖不易去除，用這種結構為被測光伏逆變器提供模擬光伏組件發(fā)電電能供給，有可能導致最大功率點跟蹤失敗，產(chǎn)生對被測光伏逆變器的誤判斷。本文所提出的一種用于模擬光伏組件特性的電源的多級穩(wěn)壓主回路裝置，采用開關電源與線性電源相結合的方法，即改善了線性電源轉換效率低的缺點，又減小了開關電源輸出紋波較大的缺陷。
實用新型內容
[0010]本實用新型的目的是提供一種用于模擬光伏組件特性的電源的多級穩(wěn)壓主回路裝置，它具有線性穩(wěn)壓電源的輸出特性，平穩(wěn)無開關尖脈沖，且效率遠高于線性電源的優(yōu)點。
[0011]本實用新型所采用的技術方案是，關于模擬光伏組件特性的電源的多級穩(wěn)壓主回路裝置，主要由多級穩(wěn)壓電路和控制電路構成。多級穩(wěn)壓電路至少包括:整流濾波電路的輸出和開關穩(wěn)壓電源單元的輸入相連，開關穩(wěn)壓電源單元的輸出和線性穩(wěn)壓電源單元的輸入相連?？刂齐娐分辽侔?線性穩(wěn)壓電源輸出端電壓取樣單元的輸出分別和線性穩(wěn)壓電源誤差放大比較單元的輸入端相連，電流取樣單元的輸出與基準發(fā)生單元的輸入相連，記住年發(fā)生單元的輸出分別和帶開關穩(wěn)壓電源誤差放大比較單元和線性穩(wěn)壓電源誤差放大比較單元的輸入相連，開關的穩(wěn)壓電源誤差放大比較單元和線性穩(wěn)壓電源誤差放大比較單元的輸出分別與開關穩(wěn)壓電源的功率管、線性穩(wěn)壓電源的晶體管相連。
[0012]所述的用于模擬光伏組件特性電源多級穩(wěn)壓住葫蘆裝置的多級穩(wěn)壓電路，包括整流濾波電路、開關穩(wěn)壓電源單元和線性穩(wěn)壓電源單元，要求能穩(wěn)定輸出特定功率下的太陽能光伏特性曲線。其主要特征是:根據(jù)設計開關穩(wěn)壓電源單元要求采用半橋式變換器，采集完電壓后送入基準發(fā)生單元，基準發(fā)生單元用來模擬特定光照、溫度下的太陽能特性曲線。將工作點電壓送入開關穩(wěn)壓電源誤差放大比較單元和線性穩(wěn)壓電源誤差放大比較單元且前者電壓比后者電壓高2-3V。
[0013]所述的兩個電壓采樣電路，線性穩(wěn)壓電源輸出端電壓取樣單元5和開關穩(wěn)壓電源輸出端電壓取樣單元2其主要特征是:開關穩(wěn)壓電源輸出端電壓取樣單元2和線性穩(wěn)壓電源輸出端電壓取樣單元5用來做內環(huán)電壓微調，使輸出工作在光伏特性曲線上，線性穩(wěn)壓電源輸出端電壓取樣單元5送入基準發(fā)生單元7，用于尋找最新的工作點。
[0014]實用新型的有益效果在于，提供一種一種用于模擬光伏組件特性的電源的多級穩(wěn)壓主回路裝置，采用開關電源與線性電源相結合的方法，即可由開關電源和線性電源內環(huán)微調，也可由基準發(fā)生單元調整負載工作點，此裝置即改善了線性電源轉換效率低的缺點，又減小了開關電源輸出紋波較大的缺陷。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是本實用新型一種用于模擬光伏組件特性的電源的多級穩(wěn)壓主回路裝置的結構示意圖；
[0016]圖中，1.開關穩(wěn)壓電源單元，2.開關穩(wěn)壓電源輸出端電壓采樣單元，3.開關穩(wěn)壓電源誤差放大比較單元，4.線性穩(wěn)壓電源單元，5.線性穩(wěn)壓電源輸出端電壓采樣單元，
6.線性電源誤差放大比較單元，7.基準發(fā)生單元，8.整流濾波單元，9.電流采樣單元。
【具體實施方式】[0017]如圖1所示，一種用于模擬光伏組件特性的電源的多級穩(wěn)壓主回路裝置，其特征為:包括多級穩(wěn)壓電路和控制電路，所述多級穩(wěn)壓電路至少包括:開關穩(wěn)壓電源單元1、線性穩(wěn)壓電源單元4、整流濾波單元8。整流濾波單元8的輸出和開關穩(wěn)壓電源單元I輸入端相連，開關穩(wěn)壓電源單元I的輸出端和線性穩(wěn)壓電源單元4的輸入端相連；所述控制電路至少包括線性電源單元輸出端電壓采樣單元5、電流采樣單元9、基準發(fā)生單元7、開關電源誤差放大比較單元3、線性電源誤差放大比較單元6。開關電源輸出端電壓采樣單元2的輸出端和開關電源誤差放大比較單元的輸入端相連，線性電源單元輸出端電壓采樣電路5的輸出端分別和線性電源誤差放大比較單元6、基準發(fā)生單元7相連，電流采樣單元的輸出與基準發(fā)生單元7相連，基準發(fā)生單元7的輸出與開關電源誤差放大比較單元和線性電源誤差放大比較單元6相連。
[0018]如圖1所示，基準發(fā)生單元所發(fā)出的兩路基準電壓，可通過對實際光照、溫度下的太陽能電池板進行電壓、電流測量，記錄數(shù)據(jù)，用一 3V穩(wěn)壓管和TL431串聯(lián)，在穩(wěn)壓管上端和中端分別引出兩個端子，分別作為基準輸出端，TL431的輸出由控制芯片控制,控制芯片中可記錄不同條件下的特性曲線數(shù)據(jù)，線性電源單元輸出端電壓采樣電路5的輸出送入基準發(fā)生單元的控制芯片，尋找相應的電流工作點，用其控制TL431的電壓輸出。
[0019]如圖1所示，一種用于模擬光伏組件特性的電源的多級穩(wěn)壓主回路裝置，其主電路采用多級穩(wěn)壓電路，分別為開關穩(wěn)壓電源單元I和線性穩(wěn)壓電源單元4，開關穩(wěn)壓電源單元內部可進行微調，來穩(wěn)定輸出，其輸出大小的決定可由基準發(fā)生單元7決定，線性穩(wěn)壓電源單元與開關穩(wěn)壓電源單元類似，分為內環(huán)微調和外環(huán)調整兩個環(huán)節(jié)。
[0020]如圖1所示，開關穩(wěn)壓電源單元I的輸出與線性穩(wěn)壓電源單元4的輸入相連，開關穩(wěn)壓電源單元I的電壓比線性穩(wěn)壓電源單元4高2?3V。線性電源單元輸出端電壓采樣單元5、線性電源單元輸出端電流采樣單元9送入基準發(fā)生單元7中控制基準發(fā)生單元7發(fā)出兩路基準電壓值，控制光伏組件特性的電源的多級穩(wěn)壓主回路裝置能夠穩(wěn)定輸出光伏特性曲線。
【權利要求】
1.一種用于模擬光伏組件特性的電源的多級穩(wěn)壓主回路裝置，其特征為:包括多級電路和控制電路，所述多級穩(wěn)壓電路部分至少包括:整流濾波單元(8)、開關穩(wěn)壓電源單元(I)和線性穩(wěn)壓電源單元(4)，整流濾波單元(8)的輸出和開關穩(wěn)壓電源單元(I)輸入端相連，開關穩(wěn)壓電源單元(I)的輸出端和線性穩(wěn)壓電源單元(4)的輸入端相連；所述控制電路至少包括線性電源單元輸出端電壓采樣單元(5)、線性電源單元輸出端電流采樣單元(9)、基準發(fā)生單元(7)、線性穩(wěn)壓電源單元輸出端電壓采樣單元(5)、電流電采樣單元(9)、開關穩(wěn)壓電源誤差放大比較單元(3)、線性電源誤差放大比較單元(6)，線性電源單元輸出端電流采樣單元(9)的輸出端、線性穩(wěn)壓電源輸出端電壓采樣單元(5)的輸出端分別和基準發(fā)生單元(7)相連，基準發(fā)生單元(7)的輸出分別與開關穩(wěn)壓電源誤差放大比較單元(3)、線性電源誤差放大比較單元(6)相連。
2.如權利要求1所述的一種用于模擬光伏組件特性的電源的多級穩(wěn)壓主回路裝置，其特征在于:采用開關穩(wěn)壓電源和線性穩(wěn)壓電源串聯(lián)方式，多級穩(wěn)壓。
3.如權利要求1所述的一種用于模擬光伏組件特性的電源的多級穩(wěn)壓主回路裝置，其特征在于:所述開關穩(wěn)壓電源單元(I)的輸出電壓比線性穩(wěn)壓電源單元(4)的輸出電壓高2 ?3V。
【文檔編號】G05F1/563GK203720698SQ201320838199
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2013年12月18日 優(yōu)先權日:2013年12月18日
【發(fā)明者】王方, 李帆 申請人:王方