含耦合電感的光伏陣列mppt接口電路的制作方法
【專利摘要】一種含耦合電感的光伏陣列MPPT接口電路由功率主回路和具有MPPT功能的多通道電流控制器2部分組成。所述功率主回路由n個完整通道電路組成。與所述功率主回路匹配，所述具有MPPT功能的多通道電流控制器擁有端口vcj、端口vs、端口vgj、端口vsj、端口vgaj、端口viLj、端口vioj、端口vc。本發(fā)明可應用于全天候的光伏發(fā)電系統(tǒng)，置于光伏陣列之后、輸入電流可控的DC-DC變換裝置之前，不但可以準確、平穩(wěn)、快速地捕獲到復雜情況下光伏陣列的全局最大功率點，而且還具有將自身電路中的多余能量回饋給后級輸入電流可控的DC-DC變換裝置的能力，可高效率地實現(xiàn)光伏陣列利用率的最大化。
【專利說明】含耦合電感的光伏陣列MPPT接口電路
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及光伏陣列MPPT (最大功率點跟蹤)接口電路，可應用于全天候的光伏發(fā)電系統(tǒng)，尤其是一種含耦合電感的光伏陣列MPPT接口電路。【背景技術】
[0002]光伏發(fā)電系統(tǒng)利用半導體的光生伏特效應將光能轉變?yōu)榭衫玫碾娔?。光伏陣列是光伏發(fā)電系統(tǒng)中的核心部分。通常，光伏陣列由多個相同或不同規(guī)格的光伏子陣列(或光伏組件)通過多個阻塞二極管并聯(lián)而成，再通過高增益的DC-DC變換裝置與光伏發(fā)電系統(tǒng)的其余部分相連。光伏陣列的輸出功率與陣列結構、負載、太陽輻照度、溫度、效率等因素密切相關，尤其在全天候的復雜情況下(包括光伏子陣列規(guī)格不同或光伏子陣列規(guī)格相同但局部遮陰、短路、開路等情況)光伏陣列的輸出功率特性會呈現(xiàn)出復雜的多峰值狀態(tài)。當光伏陣列的輸出功率特性呈現(xiàn)出單峰值狀態(tài)時，現(xiàn)有集中式的最大功率跟蹤(MPPT)技術都能夠準確、平穩(wěn)、快速地捕獲到全局的最大功率點。但是，當光伏陣列的輸出功率特性呈現(xiàn)出多峰值狀態(tài)時，現(xiàn)有集中式的MPPT技術就只能夠保證準確、平穩(wěn)、快速地捕獲到局部的最大功率點。當局部的最大功率點與全局的最大功率點不是同一點時，光伏陣列的利用率將大打折扣。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為克服現(xiàn)有集中式的MPPT技術在全天候光伏發(fā)電應用中的不足，本發(fā)明采用分散式的MPPT技術提出一種含耦合電感的光伏陣列MPPT接口電路，目的在于幫助全天候的光伏發(fā)電系統(tǒng)準確、平穩(wěn)、快速地捕獲到光伏陣列的全局最大功率點，實現(xiàn)光伏陣列利用率的最大化。
[0004]本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是:一種含耦合電感的光伏陣列MPPT接口電路由功率主回路和具有MPPT功能的多通道電流控制器2部分組成。
[0005]所述功率主回路由η個完整的通道電路(完整通道電路I至完整通道電路η)組成，其特征在于:所述完整通道電路j (j=l，...，η)由阻塞二極管Di j、輸入電容Ci j、電感Lj、N-MOS主管Mj、二極管Dj、輔助電容Caj、N-M0S輔助管Maj、耦合電感Laj和Lbj、輔助二極管Daj、輸出電容Coj構成，光伏子陣列j的正輸出端與阻塞二極管Dij的陽極相連，阻塞二極管Dij的陰極與輸入電壓Vij的正端、輸入電容Cij的一端以及電感Lj的一端相連，電感Lj的另一端與N-MOS主管Mj的漏極以及二極管Dj的陽極相連，二極管Dj的陰極與輔助電容Caj的一端以及耦合電感Laj的一端相連，耦合電感Laj的另一端與N-MOS輔助管Maj的漏極相連，N-MOS輔助管Maj的源極與耦合電感Lbj的一端(與所述耦合電感Laj的一端是異名端關系)、N-MOS主管Mj的源極、輔助電容Caj的另一端、輸出電容Coj的一端、輸出電壓Vo的正端以及輸入電流可控的DC-DC變換裝置的正輸入端相連，耦合電感Lbj的另一端(與所述耦合電感Laj的另一端是異名端關系)與輔助二極管Daj的陰極相連，輔助二極管Daj的陽極與光伏子陣列j的輸出負端、輸入電壓Vij的負端、輸入電容Cij的另一端、輸出電容Coj的另一端、輸出電壓Vo的負端以及輸入電流可控的DC-DC變換裝置的負輸入端相連，耦合電感Lbj與輔助二極管Daj的接點和耦合電感Laj與二極管Dj的接點是冋名端關系；
[0006]所述完整通道電路j (j=l,…，η)還與所述具有MPPT功能的多通道電流控制器(簡稱:電流控制器)相連，所述電流控制器擁有端口 vcj、端口 VS、端口vsj、端口vgaj、端口 vc,其特征在于:所述電流控制器的端口 vcj與所述輸入電壓Vij的正端相連，所述電流控制器的端口 vs與所述輸入電壓Vij的負端相連，所述電流控制器的端口 vgj與所述N-MOS主管Mj的門極相連，所述電流控制器的端口 vsj與所述N-MOS主管Mj的源極以及所述N-MOS輔助管Maj的源極相連，所述電流控制器的端口 vgaj與所述N-MOS輔助管Maj的門極相連，所述電流控制器的端口 ViLj接收所述完整通道電路j中電感Lj的電流iLj的檢測信號，所述電流控制器的端口 vioj接收所述完整通道電路j的輸出電流ioj的檢測信號，所述電流控制器的端口 vc向所述輸入電流可控的DC-DC變換裝置的端口 vc發(fā)送所述功率主回路的輸出總電流信息。
[0007]進一步，所述具有MPPT功能的多通道電流控制器包括輔助電源單元、匯流通信單元、MPPT控制單元和MOS管驅動單元，其特征在于:所述輔助電源單元能把所述輸入電壓Vij (j=l, "^n)轉換成所述匯流通信單元、所述MPPT控制單元、所述MOS管驅動單元工作所需的電源電壓，
[0008]所述匯流通信單元能根據(jù)所述完整通道電路I至完整通道電路η的輸出電流iol至ion的檢測信號viol至vion輸出所述功率主回路的輸出總電流信息vc,
[0009]所述MPPT控制單元能根據(jù)所述完整通道電路I至完整通道電路η中的電感Lj(j=l,…，η)的電流iLj的檢測信號ViLj和所述輸入電壓Vij輸出所述N-MOS主管Mj的控制信號vgpj和所述N-MOS輔助管Maj的控制信號vapj,
[0010]所述MOS管驅動單元能把所述N-MOS主管Mj (j=l,…，η)的控制信號vgpj和所述N-MOS輔助管Maj的控制信號vapj轉換成由所述具有MPPT功能的多通道電流控制器的端口 Vgj、端口 vsj和端口 vgaj輸`出的差分驅動信號。
[0011]更進一步，所述具有MPPT功能的多通道電流控制器的MPPT控制單元由采樣保持器lj(j=l，…，η)、采樣保持器2j、乘法器j、延時電路j、放大器I j、放大器2 j、參考電壓源I j、參考電壓源2j、減法器lj、減法器2j、三角波發(fā)生器lj、三角波發(fā)生器2j、比較器lj、t匕較器2j組成，其特征在于:所述采樣保持器Ij的輸入端與所述具有MPPT功能的多通道電流控制器的端口 ViLj相連，所述采樣保持器Ij的輸出端與所述乘法器j的一個輸入端以及所述放大器Ij的輸入端相連，所述采樣保持器2j的輸入端與所述具有MPPT功能的多通道電流控制器的端口 vcj相連，所述采樣保持器2j的輸出端與所述乘法器j的另一個輸入端相連，所述乘法器j的輸出端與所述減法器Ij的正輸入端以及所述延時電路j的輸入端相連，所述延時電路j的輸出端與所述減法器Ij的負輸入端相連，所述減法器Ij的輸出端與所述參考電壓源Ij的輸入端相連，所述參考電壓源Ij的輸出端與所述減法器2j的負輸入端相連，所述減法器2j的正輸入端與所述放大器Ij的輸出端相連，所述減法器2j的輸出端與所述放大器2j的輸入端相連，所述放大器2j的輸出端與所述比較器Ij的反相輸入端相連，所述三角波發(fā)生器Ij的輸出端與所述比較器Ij的正相輸入端相連，所述比較器Ij輸出所述N-MOS主管Mj的控制信號vgpj，所述三角波發(fā)生器2j的輸出端與所述比較器2j的正相輸入端相連，所述參考電壓源2j的輸出端與所述比較器2j的反相輸入端相連，所述比較器2j輸出所述N-MOS輔助管Maj的控制信號vapj ；[0012]所述具有MPPT功能的多通道電流控制器的匯流通信單元由求和電路組成，其特征在于:所述求和電路的輸入端vj (j=l,…，η)與所述具有MPPT功能的多通道電流控制器的端口 vioj相連，所述求和電路的輸出端與所述具有MPPT功能的多通道電流控制器的端口 vc相連。
[0013]本發(fā)明的技術構思為:利用分散式的MPPT技術把復雜情況下整個光伏陣列輸出功率的多峰值取全局最大值問題簡化成各光伏子陣列輸出功率的單峰值取最大值問題，提出采用含耦合電感的光伏陣列MPPT接口電路來解決全天候復雜情況下光伏陣列的全局MPPT問題，實現(xiàn)光伏陣列利用率的最大化。
[0014]本發(fā)明的有益效果主要表現(xiàn)在:應用于全天候的光伏發(fā)電系統(tǒng)，含耦合電感的光伏陣列MPPT接口電路位于光伏陣列之后、輸入電流可控的DC-DC變換裝置之前，它不但可以準確、平穩(wěn)、快速地捕獲到復雜情況下(包括光伏子陣列規(guī)格不同或光伏子陣列規(guī)格相同但局部遮陰、短路、開路等情況)光伏陣列的全局最大功率點，而且還具有將自身電路中的多余能量回饋給后級輸入電流可控的DC-DC變換裝置的能力，可高效率地實現(xiàn)光伏陣列利用率的最大化。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明實施例的電路圖。
[0016]圖2是本發(fā)明實施例的具有MPPT功能的多通道電流控制器的功能框圖。
[0017]圖3是本發(fā)明實施例的具有MPPT功能的多通道電流控制器的MPPT控制單元的電路圖。
[0018]圖4是本發(fā)明實施例的具有MPPT功能的多通道電流控制器的匯流通信單元的電路圖。
`[0019]圖5是電感Lj (j=l,…，η)以及f禹合電感Laj和Lbj都處于電流連續(xù)狀態(tài)的情況下本發(fā)明實施例的完整通道電路j的典型工作波形圖。
【具體實施方式】
[0020]下面結合附圖對本發(fā)明作進一步描述。
[0021]實施例
[0022]參考圖1、圖2、圖3、圖4和圖5，實施例由功率主回路和具有MPPT功能的多通道電流控制器2部分組成。
[0023]如圖1所示，實施例的功率主回路由完整通道電路I至完整通道電路η組成。實施例的完整通道電路j (j=l,…，η)由阻塞二極管Di j、輸入電容Cij、電感Lj、N-MOS主管Mj、二極管Dj、輔助電容Caj、N-MOS輔助管Maj、耦合電感Laj和Lbj、輔助二極管Daj、輸出電容Coj構成，光伏子陣列j的正輸出端與阻塞二極管Dij的陽極相連，阻塞二極管Dij的陰極與輸入電壓Vij的正端、輸入電容Cij的一端以及電感Lj的一端相連，電感Lj的另一端與N-MOS主管Mj的漏極以及二極管Dj的陽極相連，二極管Dj的陰極與輔助電容Caj的一端以及耦合電感Laj的一端相連，耦合電感Laj的另一端與N-MOS輔助管Maj的漏極相連,N-MOS輔助管Maj的源極與稱合電感Lbj的一端(與所述稱合電感Laj的一端是異名端關系)、N-M0S主管Mj的源極、輔助電容Caj的另一端、輸出電容Coj的一端、輸出電壓Vo的正端以及輸入電流可控的DC-DC變換裝置的正輸入端相連，耦合電感Lbj的另一端(與所述耦合電感Laj的另一端是異名端關系)與輔助二極管Daj的陰極相連，輔助二極管Daj的陽極與光伏子陣列j的輸出負端、輸入電壓Vij的負端、輸入電容Cij的另一端、輸出電容Coj的另一端、輸出電壓Vo的負端以及輸入電流可控的DC-DC變換裝置的負輸入端相連，耦合電感Lbj與輔助二極管Daj的接點和耦合電感Laj與二極管Dj的接點是同名端關系。
[0024]如圖1所示，實施例的完整通道電路j(j=l，...，!!)還與實施例的具有MPPT功能的多通道電流控制器(簡稱:電流控制器)相連，實施例的電流控制器擁有端口 vcj、端口 VS、端口 Vgj、端口 vsj、端口 vgaj、端口 viLjj^n vioj、端口 vc,實施例的電流控制器的端口vcj與所述輸入電壓Vij的正端相連，實施例的電流控制器的端口 vs與所述輸入電壓Vij的負端相連，實施例的電流控制器的端口 vgj與N-MOS主管Mj的門極相連，實施例的電流控制器的端口 vs j與N-MOS主管Mj的源極以及N-MOS輔助管Maj的源極相連，實施例的電流控制器的端口 vgaj與N-MOS輔助管Maj的門極相連，實施例的電流控制器的端口 viLj接收電感Lj的電流iLj的檢測信號，實施例的電流控制器的端口 vioj接收完整通道電路j的輸出電流ioj的檢測信號，實施例的電流控制器的端口 vc向所述輸入電流可控的DC-DC變換裝置的端口 vc發(fā)送所述功率主回路的輸出總電流信息。
[0025]如圖2所示，實施例的具有MPPT功能的多通道電流控制器包括輔助電源單元、匯流通信單元、MPPT控制單元和MOS管驅動單元。實施例的輔助電源單元能把輸入電壓Vij(j=l,…，η)轉換成匯流通信單元、MPPT控制單元和MOS管驅動單元工作所需的電源電壓。實施例的匯流通信單元能根據(jù)實施例的完整通道電路I至完整通道電路η的輸出電流iol至ion的檢測信號viol至vion輸出實施例的功率主回路的輸出總電流信息vc。實施例的MPPT控制單元能根據(jù)實施例的完整通道電路I至完整通道電路η中的電感Lj (j=l，…，η)的電流iLj的檢測信號viLj和輸入電壓Vij輸出N-MOS主管Mj的控制信號vgpj和N-MOS輔助管Maj的控制信號vapj。實施例的MOS管驅動單元接收N-M0S主管Mj的控制信號vgpj和N-MOS輔助管Maj的控制信`號vapj并轉換成由實施例的具有MPPT功能的多通道電流控制器的端口 Vgj、端口 vsj和端口 vgaj輸出的差分驅動信號。
[0026]如圖3所示，實施例的具有MPPT功能的多通道電流控制器的MPPT控制單元由采樣保持器I j (j=l，…，η)、采樣保持器2j、乘法器j、延時電路j、放大器I j、放大器2j、參考電壓源lj、參考電壓源2j、減法器lj、減法器2j、三角波發(fā)生器lj、三角波發(fā)生器2j、比較器lj、比較器2j組成。實施例的采樣保持器Ij的輸入端與實施例的具有MPPT功能的多通道電流控制器的端口 ViLj相連，采樣保持器Ij的輸出端與乘法器j的一個輸入端以及放大器Ij的輸入端相連，采樣保持器2j的輸入端與實施例的具有MPPT功能的多通道電流控制器的端口 vcj相連，采樣保持器2j的輸出端與乘法器j的另一個輸入端相連，乘法器j的輸出端與減法器Ij的正輸入端以及延時電路j的輸入端相連，延時電路j的輸出端與減法器Ij的負輸入端相連，減法器Ij的輸出端與參考電壓源Ij的輸入端相連，參考電壓源Ij的輸出端與減法器2j的負輸入端相連，減法器2j的正輸入端與放大器Ij的輸出端相連，減法器2j的輸出端與放大器2j的輸入端相連，放大器2j的輸出端與比較器Ij的反相輸入端相連，三角波發(fā)生器Ij的輸出端與比較器Ij的正相輸入端相連，比較器Ij輸出實施例的N-MOS主管Mj的控制信號Vgpj，三角波發(fā)生器2 j的輸出端與比較器2 j的正相輸入端相連，參考電壓源2j的輸出端與比較器2j的反相輸入端相連，比較器2j輸出實施例的N-MOS輔助管Maj的控制信號vapj。
[0027]如圖4所示，實施例的具有MPPT功能的多通道電流控制器的匯流通信單元由求和電路組成。實施例的求和電路的輸入端vj (j=l,…，η)與實施例的具有MPPT功能的多通道電流控制器的端口 vioj相連，實施例的求和電路的輸入端與實施例的具有MPPT功能的多通道電流控制器的端口 vc相連。
[0028]圖5是電感Lj (j=l,…，η)以及f禹合電感Laj和Lbj都處于電流連續(xù)狀態(tài)的情況下實施例的完整通道電路j的典型工作波形圖。在電感Lj (j=l，...，!!)以及耦合電感Laj和Lbj都處于電流連續(xù)狀態(tài)的情況下實施例的完整通道電路j (j=l,…，η)的穩(wěn)態(tài)工作過程包含以下4個階段。
[0029]階段1:N-M0S主管Mj(j=l，…，η)導通，N-MOS輔助管Maj導通。光伏子陣列j、阻塞二極管Di j、輸入電容Cij、電感Lj、N-M0S主管Mj、輸出電容Coj和輸入電流可控的DC-DC變換裝置形成一個回路。此時，電感Lj兩端的電壓VLj=Vi j-Vo>0，電感Lj充電，電流iLj和電流iMj均增加。二極管Dj截止，電流iDj=0。輔助電容Caj、耦合電感Laj、N_M0S輔助管Maj形成另一個回路。此時，輔助電容Caj放電，耦合電感Laj充電，電流iLaj增加，將電路中多余的電能轉化為磁能并保存。輔助二極管Daj截止，耦合電感Lbj的電流iLbj=0。
[0030]階段2 =N-MOS主管Mj (j=l,…，η)關斷(電流iMj=0)，N_M0S輔助管Maj導通。二極管Dj導通，光伏子陣列j、阻塞二極管Di j、輸入電容Ci j、電感Lj、二極管Dj、輔助電容Caj、輸出電容Coj和輸入電流可控的DC-DC變換裝置形成一個回路。此時，電感Lj兩端的電壓VLj=Vij - vCaj - Vo<0,電感Lj放電，電流iLj和電流iDj均減小。光伏子陣列j、阻塞二極管Di j、輸入電容Ci j、電感Lj、二極管Dj、耦合電感Laj、N-MOS輔助管Maj、輸出電容Coj和輸入電流可控的DC-DC變換裝置形成另一個回路。此時，耦合電感Laj充電，電流iLaj增加，將電路中多余的電能轉化為磁能并保存。輔助二極管Daj截止，耦合電感Lbj的電流 iLbj=0。
`[0031]階段3 =N-MOS主管Mj (j=l,…，η)關斷(電流iMj=0)，N_M0S輔助管Maj關斷(耦合電感Laj的電流iLaj=0)。二極管Dj導通，光伏子陣列j、阻塞二極管Di j、輸入電容Ci j、電感Lj、二極管Dj、輔助電容Caj、輸出電容Coj和輸入電流可控的DC-DC變換裝置形成一個回路。此時，電感Lj兩端的電壓VLj=Vij - vCaj - Vo<0,電感Lj放電，電流iLj和電流iDj均減少，輔助電容Caj充電，保存電路中多余的電能。輔助二極管Daj導通，輔助二極管Daj、耦合電感Lbj、電容Coj和輸入電流可控的DC-DC變換裝置形成另一個回路。此時，耦合電感Lbj放電，電流iLbj減小，將保存的磁能回饋給輸入電流可控的DC-DC變換裝置。
[0032]階段4:N-M0S主管Mj (j=l，…，η)導通，N-M0S輔助管Maj關斷(耦合電感Laj的電流iLaj=0)。光伏子陣列j、阻塞二極管Di j、輸入電容Ci j、電感Lj、N-M0S主管Mj、輸出電容Coj和輸入電流可控的DC-DC變換裝置形成一個回路。此時，電感Lj兩端的電壓vLj=Vi j-Vo>0,電感Lj充電，電流iLj和電流iMj均增加。二極管Dj截止，電流iDj=0。輔助二極管Daj導通，輔助二極管Daj、耦合電感Lbj、輸出電容Coj和輸入電流可控的DC-DC變換裝置形成另一個回路。此時，耦合電感Lbj放電，電流iLbj減小，將保存的磁能回饋給輸入電流可控的DC-DC變換裝置。
[0033]在具有MPPT功能的多通道電流控制器的控制下，實施例的完整通道電路j(j=l,…，η)始終工作在光伏子陣列j的最大功率點附近。不同于復雜情況下整個光伏陣列的輸出功率特性會呈現(xiàn)出多峰值狀態(tài)，光伏子陣列的輸出功率特性通常保持單峰值狀態(tài)。因此，只要分別捕獲到光伏子陣列I至光伏子陣列η的最大功率點，即可獲得整個光伏陣列的全局最大功率點。捕獲光伏子陣列j的最大功率點的策略如下:當檢測到光伏子陣列j當前的輸出功率比前一時刻的輸出功率小(即vpij(n)〈vpij(n-l))時，通過增大參考電壓源Ij的輸出值Vreflj (η)，令N-MOS主管Mj的控制信號vgpj的占空比增大，使光伏子陣列j的輸出電流變大，從而改變光伏子陣列j后一時刻的輸出功率。當檢測到光伏子陣列j當前的輸出功率比前一時刻的輸出功率大(即vpij(n)>vpij(n-l))時，通過減小參考電壓源Ij的輸出值Vreflj (η)，令N-MOS主管Mj的控制信號vgpj的占空比減小，使光伏子陣列j的輸出電流變小，從而改變光伏子陣列j后一時刻的輸出功率。通過調(diào)節(jié)，最終實現(xiàn)光伏子陣列j當前的輸出功率約等于前一時刻的輸出功率(即vpij (n) ^ vpij (η-1)),達到光伏子陣列j的最大功率點。
[0034]本說明書實施例所述的內(nèi)容僅僅是對發(fā)明構思的實現(xiàn)形式的列舉，本發(fā)明的保護范圍的不應當被視為僅限于實施例所陳述的具體形式，本發(fā)明的保護范圍也及于本領域技術人員根據(jù)本發(fā)明構思所能夠想到的`等同技術手段。
【權利要求】
1.一種含耦合電感的光伏陣列MPPT接口電路，其特征在于:所述含耦合電感的光伏陣列MPPT接口電路由功率主回路和具有MPPT功能的多通道電流控制器2部分組成， 所述功率主回路由完整通道電路I至完整通道電路η組成，所述完整通道電路j(j=l，…，η)由阻塞二極管Di j、輸入電容Cij、電感Lj、N-MOS主管Mj、二極管Dj、輔助電容Caj\N-MOS輔助管Maj、耦合電感Laj和Lbj、輔助二極管Daj、輸出電容Coj構成，光伏子陣列j的正輸出端與阻塞二極管Dij的陽極相連，阻塞二極管Dij的陰極與輸入電壓Vij的正端、輸入電容Cij的一端以及電感Lj的一端相連，電感Lj的另一端與N-MOS主管Mj的漏極以及二極管Dj的陽極相連，二極管Dj的陰極與輔助電容Caj的一端以及耦合電感Laj的一端相連，耦合電感Laj的另一端與N-MOS輔助管Maj的漏極相連，N-MOS輔助管Maj的源極與稱合電感Lbj的一端(與所述稱合電感Laj的一端是異名端關系)、N-MOS主管Mj的源極、輔助電容Caj的另一端、輸出電容Coj的一端、輸出電壓Vo的正端以及輸入電流可控的DC-DC變換裝置的正輸入端相連，耦合電感Lbj的另一端(與所述耦合電感Laj的另一端是異名端關系)與輔助二極管Daj的陰極相連，輔助二極管Daj的陽極與光伏子陣列j的輸出負端、輸入電壓Vij的負端、輸入電容Cij的另一端、輸出電容Coj的另一端、輸出電壓Vo的負端以及輸入電流可控的DC-DC變換裝置的負輸入端相連，耦合電感Lbj與輔助二極管Daj的接點和耦合電感Laj與二極管Dj的接點是同名端關系， 所述具有MPPT功能的多通道電流控制器擁有端口 vcj(j=l，…，η)、端口 vs、端口 vgj、端口 vsj、端口 VgajJSjn viLj、端口 vioj、端口 vc，所述具有MPPT功能的多通道電流控制器的端口 vcj與所述輸入電壓Vij的正端相連，所述具有MPPT功能的多通道電流控制器的端口 vs與所述輸入電壓Vij的負端相連，所述具有MPPT功能的多通道電流控制器的端口vgj與所述N-MOS主管Mj的門極相連，所述具有MPPT功能的多通道電流控制器的端口 vsj與所述N-MOS主管Mj的源極以及所述N-MOS輔助管Maj的源極相連，所述具有MPPT功能的多通道電流控制器的端口 vgaj與所述N-MOS輔助管Maj的門極相連，所述具有MPPT功能的多通道電流控制器的端口 viLj接收所述電感Lj的電流iLj的檢測信號，所述具有MPPT功能的多通道電流控制器的端口 vioj接收所述完整通道電路j的輸出電流ioj的檢測信號，所述具有MPPT功能的多通道電流控制器的端口 vc向所述輸入電流可控的DC-DC變換裝置的端口 vc發(fā)送所述功率主回路的輸出總電流信息。
2.如權利要求1所述的含耦合電感的光伏陣列MPPT接口電路，其特征在于:所述具有MPPT功能的多通道電流控制器包括輔助電源單元、匯流通信單元、MPPT控制單元和MOS管驅動單元， 所述輔助電源單元能把所述輸入電壓Vij (j=l,…，η)轉換成所述匯流通信單元、所述MPPT控制單元、所述MOS管驅動單元工作所需的電源電壓， 所述匯流通信單元能根據(jù)所述完整通道電路I至完整通道電路η的輸出電流iol至ion的檢測信號輸出所述功率主回路的輸出總電流信息vc， 所述MPPT控制單元能根據(jù)所述完整通道電路I至完整通道電路η中的電感Lj( j=l，…，η)的電流iLj的檢測信號和所述輸入電壓Vij輸出所述N-MOS主管Mj的控制信號vgpj和所述N-MOS輔助管Maj的控制信號vapj， 所述MOS管驅動單元能把所述N-MOS主管Mj (j=l,..., η)的控制信號vgpj和所述N-MOS輔助管Maj的控制信號vapj轉換成由所述具有MPPT功能的多通道電流控制器的端口 Vgj、端口 vsj和端口 vgaj輸出的差分驅動信號。
3.如權利要求2所述的含耦合電感的光伏陣列MPPT接口電路，其特征在于:所述具有MPPT功能的多通道電流控制器的MPPT控制單元由采樣保持器I j (j=l，…，η)、采樣保持器2j、乘法器j、延時電路j、放大器lj、放大器2j、參考電壓源lj、參考電壓源2j、減法器lj、減法器2j、三角波發(fā)生器I j、三角波發(fā)生器2j、比較器I j、比較器2j組成，所述采樣保持器Ij的輸入端與所述具有MPPT功能的多通道電流控制器的端口 viLj相連，所述采樣保持器Ij的輸出端與所述乘法器j的一個輸入端以及所述放大器Ij的輸入端相連，所述采樣保持器2j的輸入端與所述具有MPPT功能的多通道電流控制器的端口 vcj相連，所述采樣保持器2j的輸出端與所述乘法器j的另一個輸入端相連，所述乘法器j的輸出端與所述減法器Ij的正輸入端以及所述延時電路j的輸入端相連，所述延時電路j的輸出端與所述減法器Ij的負輸入端相連，所述減法器Ij的輸出端與所述參考電壓源Ij的輸入端相連，所述參考電壓源Ij的輸出端與所述減法器2 j的負輸入端相連，所述減法器2 j的正輸入端與所述放大器Ij的輸出端相連，所述減法器2j的輸出端與所述放大器2j的輸入端相連，所述放大器2j的輸出端與所述比較器Ij的反相輸入端相連，所述三角波發(fā)生器Ij的輸出端與所述比較器Ij的正相輸入端相連，所述比較器Ij輸出所述N-MOS主管Mj的控制信號vgpj，所述三角波發(fā)生器2j的輸出端與所述比較器2j的正相輸入端相連，所述參考電壓源2j的輸出端與所述比較器2j的反相輸入端相連，所述比較器2j輸出所述N-MOS輔助管Maj的控制信號vapj。
4.如權利要求2和3之一所述的含耦合電感的光伏陣列MPPT接口電路，其特征在于:所述具有MPPT功能的多通道電流控制器的匯流通信單元由求和電路組成，所述求和電路的輸入端vj (j=l,…，η)與所述具有MPPT功能的多通道電流控制器的端口 vioj相連，所述求和電路的輸出端與所述具有MPPT功`能的多通道電流控制器的端口 vc相連。
【文檔編號】H02M3/155GK103499992SQ201310382509
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2013年8月28日 優(yōu)先權日:2013年8月28日
【發(fā)明者】陳怡 , 張 浩, 戚軍, 南余榮 申請人:浙江工業(yè)大學