專利名稱：多路mppt電路及太陽能光伏逆變器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及太陽能發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種多路MPPT電路及太陽能光伏逆變器。
背景技術(shù)：
隨著世界環(huán)境問題不斷被重視以及國家的能源戰(zhàn)略問題，大規(guī)模開發(fā)新型能源得到了世界各國的普遍重視，新能源產(chǎn)業(yè)成為國際上發(fā)展最快的行業(yè)，太陽能發(fā)電將在二i 世紀(jì)超過核電成為最重要的基礎(chǔ)能源之一，建筑集成光伏(Building IntegratedPhotovoltaic, BIPV)具有良好的發(fā)展前景，未來BIPV將占領(lǐng)60%光伏發(fā)電市場份額，具有非常大的發(fā)展空間。
光伏逆變器是光伏發(fā)電系統(tǒng)的重要組成部分和關(guān)鍵環(huán)節(jié)，建筑集成光伏產(chǎn)生的直流電必須通過光伏逆變器轉(zhuǎn)化成交流電之后才能并網(wǎng)發(fā)電或離網(wǎng)使用。目前的光伏逆變器都是根據(jù)普通平板太陽能電池設(shè)計(jì)的，不能很好的適應(yīng)BIPV的特性多支路結(jié)構(gòu)，各支路最大功率點(diǎn)跟蹤(Maximum Power Point Tracking,MPPT)點(diǎn)不一致?，F(xiàn)行的光伏逆變器是通過多條支路的串行連接，不能很好的發(fā)揮BIPV的特性，并且造成BIPV施工復(fù)雜，發(fā)電效率低下。因此很有必要設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)一種多路MPPT電路，以很好的適應(yīng)BIPV的特性，降低施工難度，提高BIPV發(fā)電效率。

發(fā)明內(nèi)容
(一 )要解決的技術(shù)問題本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是如何解決建筑集成光伏系統(tǒng)中施工難度大，發(fā)電效率低的問題。( 二 )技術(shù)方案為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種多路MPPT電路，包括多條MPPT支路，每條MPPT支路均設(shè)有兩個輸入端及兩個輸出端，第一輸入端和第一輸出端之間設(shè)有儲能單元和整流單元，所述儲能單元的第一端與所述第一輸入端連接，所述整流單元的第一端與所述第一輸出端連接，所述儲能單元的第二端和所述整流單元的第二端連接，且連接點(diǎn)與開關(guān)管單元的第一端連接，所述開關(guān)管單元的第二端分別與第二輸入端和第二輸出端連接。優(yōu)選地，所述第一輸入端和所述儲能單元之間還設(shè)有第一濾波單元。優(yōu)選地，所述第一濾波單元為濾波電容Cl，所述第一輸入端和所述儲能單元的連接點(diǎn)與所述濾波電容Cl的正極連接，所述濾波電容Cl的負(fù)極分別與所述第二輸入端和第
二輸出端連接。優(yōu)選地，所述第一輸出端和所述整流單元之間還設(shè)有第二濾波單元。優(yōu)選地，所述第二濾波單元為濾波電容C2和濾波電容C3，所述第一輸出端和所述整流單元的連接點(diǎn)分別與所述濾波電容C2的第一端和所述濾波電容C3的正極連接，所述濾波電容C2的第二端分別與所述第二輸入端和所述第二輸出端連接，所述濾波電容C3的負(fù)極分別與所述第二輸入端和所述第二輸出端連接優(yōu)選地，所述儲能單元為儲能電感，所述儲能電感的第一端與所述第一輸入端連接，所述儲能電感的第二端分別與所述開關(guān)管單元和所述整流單元連接。優(yōu)選地，所述開關(guān)管單元為IGBT管，所述IGBT管的集電極與所述儲能單元連接，所述IGBT管的發(fā)射極分別與所述第二輸入端和所述第二輸出端連接。優(yōu)選地，所述整流單元包括整流二極管，所述整流二極管的陽極分別與所述儲能單元和所述開關(guān)管單元連接，所述整流二極管的陰極與所 述第一輸出端連接。本發(fā)明還公開了一種采用所述的多路MPPT電路的太陽能光伏逆變器，包括多個太陽能電池、與太陽能電池數(shù)量相同支路數(shù)的多路MPPT電路和直流交流轉(zhuǎn)換電路，其中，每個太陽能電池的兩個輸出端分別與所述多路MPPT電路中對應(yīng)支路的兩個輸入端連接，所述多路MPPT電路中每條MPPT支路的第一輸出端相互連接，且連接點(diǎn)與所述直流交流轉(zhuǎn)換電路的第一輸入端連接，所述多路MPPT電路中每條MPPT支路的第二輸出端相互連接，且連接點(diǎn)與所述直流交流轉(zhuǎn)換電路的第二輸入端連接。(三)有益效果本發(fā)明通過設(shè)置多條MPPT支路并聯(lián)，并根據(jù)所述多條MPPT支路的情況選擇合適的開關(guān)管導(dǎo)通時間，使各條支路上的MPPT點(diǎn)一致，以降低施工難度，最大程度發(fā)揮BIPV系統(tǒng)的發(fā)電效率。


圖I是按照本發(fā)明一種實(shí)施方式的多路MPPT電路的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖I中所不的多路MPPT電路中一條支路的結(jié)構(gòu)不意圖；圖3是圖I中所示的多路MPPT電路中各條MPPT支路的IGBT管的開啟相位示意圖；圖4是采用圖I所示的多路MPPT電路的太陽能光伏逆變器的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。如圖I所示，本實(shí)施方式的多路MPPT電路包括四條支路來說明本發(fā)明，但不限定本發(fā)明的范圍，包括四條MPPT支路，下面以其中的一條支路來具體說明本發(fā)明，如圖2所示，每條MPPT支路均設(shè)有兩個輸入端及兩個輸出端，第一輸入端和第一輸出端之間設(shè)有儲能單元I和整流單元2，所述儲能單元I的第一端與所述第一輸入端連接，所述整流單元2的第一端與所述第一輸出端連接，所述儲能單元I的第二端和所述整流單元2的第二端連接，且連接點(diǎn)與開關(guān)管單元3的第一端連接，所述開關(guān)管單元3的第二端分別與第二輸入端和第二輸出端連接。所述儲能單元I為儲能電感LI，所述儲能電感LI的第一端與所述第一輸入端連接，所述儲能電感LI的第二端分別與所述開關(guān)管單元3和所述整流單元2連接。
所述開關(guān)管單元3為絕緣柵雙極型晶體管(Insulated Gate BipolarTransistor, IGBT)，該IGBT管即為圖2中DGl和Ql的組合，所述IGBT管的集電極分別與所述儲能單元I和所述整流單元2連接，所述IGBT管的發(fā)射極分別與所述第二輸入端和所述第二輸出端連接。所述整流單元2包括整流二極管D1，所述整流二極管Dl的陽極分別與所述儲能單元I和所述開關(guān)管單元3連接，所述整流二極管Dl的陰極與所述第一輸出端連接。所述第一輸入端和所述儲能單元I之間還設(shè)有第一濾波單元4，所述第一濾波單元4為濾波電容Cl，所述第一輸入端和所述儲能單元I的連接點(diǎn)與所述濾波電容Cl的正極連接，所述濾波電容Cl的負(fù)極分別與所述第二輸入端和第二輸出端連接。所述第一輸出端和所述整流單元2之間還設(shè)有第二濾波單元5，所述第二濾波單元5為濾波電容C2和濾波電容C3，所述第一輸出端和所述整流單元的連接點(diǎn)分別與所述濾波電容C2的第一端和所述濾波電容C3的正極連接，所述濾波電容C2的第二端分別與所述 第二輸入端和所述第二輸出端連接，所述濾波電容C3的負(fù)極分別與所述第二輸入端和所述第二輸出端連接。本發(fā)明的多路MPPT電路采用模塊化設(shè)計(jì)方案，每條支路可根據(jù)現(xiàn)場情況靈活調(diào)M
iF. O本發(fā)明的多路MPPT電路中IGBT管的控制采用等頻率、均相位的方法，即多路boost電路的開關(guān)管的開關(guān)頻率一致，對于圖I所示的多路MPPT電路，可將各條MPPT支路的IGBT管的開啟相位(此處的IGBT管的門極為高電平時開啟)設(shè)置為依次相差360度/支路數(shù)(圖中的2 π即代表360度)，如圖3所示，這種控制方法可不增加濾波電容的情況下最大限度的降低輸出電壓的紋波電壓。如圖2所示，以一條支路說明所述多路MPPT電路的工作原理當(dāng)IGBT管導(dǎo)通時，二極管Dl截止(t = O DTs)，輸入電壓(即第一輸入端PVl+和第二輸入端PVl-之間的電壓)向能量傳遞電感LI充磁，輸出電壓(即第一輸出端DCl和第二輸出端DC-之間的電壓)靠濾波電容C2和C3維持；當(dāng)IGBT管截止時，二極管Dl導(dǎo)通(t = DTs Ts)，電感LI把前一階段貯存的能量全部釋放給負(fù)載和電容C2及C3。顯然，IGBT管導(dǎo)通的時間越長，即占空比D越大，負(fù)截獲得的能量越多，輸出電壓越高，通過調(diào)節(jié)占空比D即可實(shí)現(xiàn)太陽能電池的最大功率跟蹤，分別對各支路的占空比單獨(dú)調(diào)節(jié)，即可實(shí)現(xiàn)各條MPPT支路的MPPT —致。根據(jù)不同支路的情況選擇合適的IGBT管導(dǎo)通時間，使各條支路上的MPPT點(diǎn)一致，可很好的適應(yīng)BIPV的多支路結(jié)構(gòu)，以降低了施工難度，最大發(fā)揮BIPV系統(tǒng)的發(fā)電效率，并且MPPT路數(shù)可根據(jù)現(xiàn)場情況靈活調(diào)整(功率可調(diào)、路數(shù)可調(diào))，降低系統(tǒng)造價，大幅度提高系統(tǒng)性價比，可以滿足用戶的多種需求，實(shí)用性強(qiáng)。如圖4所示，本發(fā)明還公開了一種采用所述的多路MPPT電路的太陽能光伏逆變器，包括多個太陽能電池、與太陽能電池數(shù)量相同支路數(shù)的多路MPPT電路和直流交流轉(zhuǎn)換電路，其中，每個太陽能電池的兩個輸出端分別與所述多路MPPT電路中對應(yīng)支路的兩個輸入端連接，所述多路MPPT電路中每條MPPT支路的第一輸出端相互連接，且連接點(diǎn)與所述直流交流轉(zhuǎn)換電路的第一輸入端連接，所述多路MPPT電路中每條MPPT支路的第二輸出端相互連接，且連接點(diǎn)與所述直流交流轉(zhuǎn)換電路的第二輸入端連接。以上實(shí)施方式僅用于說明本發(fā)明，而并非對本發(fā)明的限制，有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變化和變型，因此所有 等同的技術(shù)方案也屬于本發(fā)明的范疇，本發(fā)明的專利保護(hù)范圍應(yīng)由權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求
1.一種多路MPPT電路，其特征在于，包括多條MPPT支路，每條MPPT支路均設(shè)有兩個輸入端及兩個輸出端，第一輸入端和第一輸出端之間設(shè)有儲能單元(I)和整流單元(2)，所述儲能單元(I)的第一端與所述第一輸入端連接，所述整流單元(2)的第一端與所述第一輸出端連接，所述儲能單元⑴的第二端和所述整流單元⑵的第二端連接，且連接點(diǎn)與開關(guān)管單元(3)的第一端連接，所述開關(guān)管單元(3)的第二端分別與第二輸入端和第二輸出端連接。
2.如權(quán)利要求I所述的多路MPPT電路，其特征在于，所述第一輸入端和所述儲能單元(1)之間還設(shè)有第一濾波單元(4)。
3.如權(quán)利要求2所述的多路MPPT電路，其特征在于，所述第一濾波單元(4)為濾波電容Cl，所述第一輸入端和所述儲能單元(I)的連接點(diǎn)與所述濾波電容Cl的正極連接，所述濾波電容Cl的負(fù)極分別與所述第二輸入端和第二輸出端連接。
4.如權(quán)利要求I所述的多路MPPT電路，其特征在于，所述第一輸出端和所述整流單元 (2)之間還設(shè)有第二濾波單元(5)。
5.如權(quán)利要求4所述的多路MPPT電路，其特征在于，所述第二濾波單元(5)為濾波電容C2和濾波電容C3，所述第一輸出端和所述整流單元的連接點(diǎn)分別與所述濾波電容C2的第一端和所述濾波電容C3的正極連接，所述濾波電容C2的第二端分別與所述第二輸入端和所述第二輸出端連接，所述濾波電容C3的負(fù)極分別與所述第二輸入端和所述第二輸出端連接。
6.如權(quán)利要求I 5中任一項(xiàng)所述的多路MPPT電路，其特征在于，所述儲能單元(I)為儲能電感，所述儲能電感的第一端與所述第一輸入端連接，所述儲能電感的第二端分別與所述開關(guān)管單元(3)和所述整流單元(2)連接。
7.如權(quán)利要求I 5中任一項(xiàng)所述的多路MPPT電路，其特征在于，所述開關(guān)管單元(3)為IGBT管，所述IGBT管的集電極與所述儲能單元⑴連接，所述IGBT管的發(fā)射極分別與所述第二輸入端和所述第二輸出端連接。
8.如權(quán)利要求I 5中任一項(xiàng)所述的多路MPPT電路，其特征在于，所述整流單元(2)包括整流二極管，所述整流二極管的陽極分別與所述儲能單元(I)和所述開關(guān)管單元(3)連接，所述整流二極管的陰極與所述第一輸出端連接。
9.一種采用權(quán)利要求I 8中任一項(xiàng)所述的多路MPPT電路的太陽能光伏逆變器，其特征在于，包括多個太陽能電池、與太陽能電池數(shù)量相同支路數(shù)的多路MPPT電路和直流交流轉(zhuǎn)換電路，其中， 每個太陽能電池的兩個輸出端分別與所述多路MPPT電路中對應(yīng)支路的兩個輸入端連接，所述多路MPPT電路中每條MPPT支路的第一輸出端相互連接，且連接點(diǎn)與所述直流交流轉(zhuǎn)換電路的第一輸入端連接，所述多路MPPT電路中每條MPPT支路的第二輸出端相互連接，且連接點(diǎn)與所述直流交流轉(zhuǎn)換電路的第二輸入端連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種多路MPPT電路及太陽能光伏逆變器，涉及太陽能發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，該多路MPPT電路，包括多條MPPT支路，每條MPPT支路均設(shè)有兩個輸入端及兩個輸出端，第一輸入端和第一輸出端之間設(shè)有儲能單元(1)和整流單元(2)，儲能單元(1)的第一端與第一輸入端連接，整流單元(2)的第一端與第一輸出端連接，儲能單元(1)的第二端和整流單元(2)的第二端連接，且連接點(diǎn)與開關(guān)管單元(3)的第一端連接，開關(guān)管單元(3)的第二端分別與第二輸入端和第二輸出端連接。本發(fā)明通過設(shè)置多條MPPT支路并聯(lián)，并根據(jù)多條MPPT支路的情況選擇合適的開關(guān)管導(dǎo)通時間，使各條支路上的MPPT點(diǎn)一致，以降低施工難度，最大程度發(fā)揮BIPV系統(tǒng)的發(fā)電效率。
文檔編號H02N6/00GK102857142SQ20111017698
公開日2013年1月2日 申請日期2011年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月28日
發(fā)明者劉建芳, 黃聚永, 魏路, 盧學(xué)祥, 龔馨宇 申請人:北京七星華創(chuàng)弗朗特電子有限公司