本實用新型涉及光伏電池板、超級電容以及電源模塊的串聯(lián)功率電路領(lǐng)域，具體而言，涉及一種光伏電池組供電系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

太陽能發(fā)電是一種新興的可再生能源利用方法，節(jié)能環(huán)保，是未來用電主要趨勢之一。太陽能電池組件(也叫太陽能電池板)是太陽能發(fā)電系統(tǒng)中的核心部分，也是太陽能發(fā)電系統(tǒng)中最重要的部分，其作用是將太陽能轉(zhuǎn)化為電能送往蓄電池中存儲起來或推動負(fù)載工作。太陽能電池板的質(zhì)量和成本將直接決定整個系統(tǒng)的質(zhì)量和成本。

在利用光伏電池組并網(wǎng)發(fā)電為用電設(shè)備供電或為蓄電池蓄電時，由于單體光伏電池電壓太低，不能直接接入逆變器做并網(wǎng)電源使用。光伏電池作電源必須將若干單體電池串聯(lián)連接成光伏電池組供電。從理論上講，光伏電池組每一個光伏電池的電壓是相同的，但是實際上，每一個光伏電池的電壓是不可能完全相同的。每個光伏電池電壓不均衡可能會導(dǎo)致光伏電池組的整體輸出功率效能下降，從而導(dǎo)致有光伏電池組內(nèi)的光伏電池板加速老化，嚴(yán)重影響光伏電池組的使用壽命，造成有限的資源浪費，另外還會導(dǎo)致用電系統(tǒng)在運行時電壓不穩(wěn)定。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本實用新型實施例的目的在于提供一種光伏電池組供電系統(tǒng)。

本實用新型實施例提供的一種光伏電池組供電系統(tǒng)，包括光伏電池組、匹配器以及用電設(shè)備裝置，所述光伏電池組、所述匹配器以及所述用電設(shè)備裝置依次串聯(lián)，所述匹配器用于對所述光伏電池組輸出的電壓調(diào)整并輸出均衡穩(wěn)定的電壓為所述用電設(shè)備裝置供電。

進(jìn)一步地，所述光伏電池組供電系統(tǒng)還包括壓降設(shè)備，所述匹配器、所述壓降設(shè)備以及所述用電設(shè)備裝置依次串聯(lián)。

進(jìn)一步地，所述光伏電池組供電系統(tǒng)還包括逆變器，所述匹配器、所述逆變器以及所述用電設(shè)備裝置依次串聯(lián)。

進(jìn)一步地，所述光伏電池組供電系統(tǒng)還包括壓降設(shè)備與蓄電池，所述匹配器、所述壓降設(shè)備以及所述蓄電池依次串聯(lián)。

進(jìn)一步地，所述匹配器包括電壓輸入模塊、輸入端分壓電路、電壓調(diào)整模塊、整流模塊、電壓輸出模塊以及第一控制器，所述輸入端分壓電路與所述光伏電池組的正極電性連接，所述電壓輸入模塊分別與所述電壓調(diào)整模塊、所述電壓輸出模塊以及所述光伏電池組的正極電性連接，所述第一控制器的輸入電壓采樣端與所述輸入端分壓電路電性連接，所述第一控制器的電壓調(diào)整信號輸出端與所述電壓調(diào)整模塊電性連接，所述電壓輸出模塊還分別與所述整流模塊、所述電壓輸入模塊電性連接，所述第一控制器用于通過輸入電壓采樣端從所述輸入端分壓電路獲取電壓，所述第一控制器用于依據(jù)獲取到的電壓通過電壓調(diào)整信號輸入端發(fā)送電壓調(diào)整信號至所述電壓調(diào)整模塊，所述電壓調(diào)整模塊用于依據(jù)所述電壓調(diào)整信號控制所述電壓輸出模塊輸出的電壓，所述整流模塊用于對輸出的電流進(jìn)行同步整流輸出，所述電壓輸出模塊與所述用電設(shè)備裝置連接。

進(jìn)一步地，所述輸入端分壓電路包括第一電阻與第二電阻，所述第一電阻和第二電阻串聯(lián)于所述光伏電池組與地之間，所述第一控制器的輸入電壓采樣端電性連接于第一電阻和第二電阻之間。

進(jìn)一步地，所述電壓輸入模塊包括第一濾波電容和第一電感，第一濾波電容的正極、第一電感的一端均與所述光伏電池組的正極電性連接，所述第一濾波電容的負(fù)極接地，所述第一電感的另一端與所述電壓調(diào)整模塊電性連接。

進(jìn)一步地，所述電壓調(diào)整模塊包括第一MOS管和第三電阻，所述第一控制器的電壓調(diào)整信號輸出端、所述第三電阻以及所述第一MOS管的柵極依次串聯(lián)，所述第一MOS管的漏極與所述電壓輸入模塊電性連接，所述第一MOS管的源極接地。

進(jìn)一步地，所述用電設(shè)備裝置包括第二控制器、溫度傳感器以及顯示屏，所述第二控制器與所述匹配器電連接，所述溫度傳感器用于將檢測到的溫度值傳遞至第二控制器，所述第二控制器用于將獲得的溫度值傳輸?shù)剿鲲@示屏顯示。

進(jìn)一步地，所述用電設(shè)備裝置還包括網(wǎng)關(guān)與溫度調(diào)節(jié)裝置，所述網(wǎng)關(guān)、所述溫度調(diào)節(jié)裝置分別與所述第二控制器電連接，所述網(wǎng)關(guān)用于遠(yuǎn)程接收一遙控終端發(fā)送的溫度調(diào)節(jié)指令并將溫度調(diào)節(jié)指令傳遞至所述第二控制器，所述第二控制器用于在獲得所述溫度調(diào)節(jié)指令后控制所述溫度調(diào)節(jié)裝置執(zhí)行溫度調(diào)節(jié)的操作。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型提供的一種光伏電池組供電系統(tǒng)，通過匹配器獲取光伏電池組的電壓，依據(jù)獲取到的電壓生成電壓調(diào)整信號對獲取到的電壓進(jìn)行調(diào)整，以使匹配器輸出的電壓與匹配器預(yù)存儲的基準(zhǔn)電壓一致，可實現(xiàn)光伏電池組輸出的電壓實現(xiàn)高效的能量循環(huán)均衡，提高光伏電池組的整體輸出功率效能，從而延長了光伏電池組的使用壽命，節(jié)約了資源，另外為整個光伏電池組供電系統(tǒng)在運行時提供穩(wěn)定的工作電壓。

為使本實用新型的上述目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，并配合所附附圖，作詳細(xì)說明如下。

附圖說明

為使本實用新型實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。通常在此處附圖中描述和示出的本實用新型實施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設(shè)計。因此，以下對在附圖中提供的本實用新型的實施例的詳細(xì)描述并非旨在限制要求保護(hù)的本實用新型的范圍，而是僅僅表示本實用新型的選定實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├?，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護(hù)的范圍。

圖1為本實用新型實施例提供的光伏電池組供電系統(tǒng)一種實施方式的電路連接框圖；

圖2為本實用新型實施例提供的光伏電池組供電系統(tǒng)的另一種實施方式的電路連接框圖；

圖3為本實用新型實施例提供的用電設(shè)備裝置的電路連接框圖；

圖4為本實用新型實施例提供的匹配器與光伏電池組的電路連接框圖；

圖5為本實用新型實施例提供的匹配器與光伏電池組連接的電路結(jié)構(gòu)示意圖。

其中，附圖標(biāo)記與部件名稱之間的對應(yīng)關(guān)系如下：光伏電池組供電系統(tǒng)100，光伏電池組101，匹配器102，用電設(shè)備裝置103，壓降設(shè)備104，逆變器105，蓄電池106，網(wǎng)關(guān)107，轉(zhuǎn)向控制開關(guān)108，轉(zhuǎn)向驅(qū)動器109，第一控制器110，第二控制器111，顯示屏112，輸入端分壓電路113，電壓輸入模塊114，電壓輸入模塊115，電壓輸出模塊116，整流模塊117，反饋分壓電路118，輸出端分壓電路119，市電120，溫度傳感器121。

具體實施方式

下面將結(jié)合本實用新型實施例中附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。通常在此處附圖中描述和示出的本實用新型實施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設(shè)計。因此，以下對在附圖中提供的本實用新型的實施例的詳細(xì)描述并非旨在限制要求保護(hù)的本實用新型的范圍，而是僅僅表示本實用新型的選定實施例?；诒緦嵱眯滦偷膶嵤├绢I(lǐng)域技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護(hù)的范圍。

太陽能發(fā)電是一種新興的可再生能源利用方法，節(jié)能環(huán)保，是未來用電主要趨勢之一。太陽能電池組件(也叫太陽能電池板)是太陽能發(fā)電系統(tǒng)中的核心部分，也是太陽能發(fā)電系統(tǒng)中最重要的部分，其作用是將太陽能轉(zhuǎn)化為電能送往蓄電池中存儲起來或推動負(fù)載工作。太陽能電池板的質(zhì)量和成本將直接決定整個系統(tǒng)的質(zhì)量和成本。

在利用光伏電池組并網(wǎng)發(fā)電為用電設(shè)備供電或為蓄電池蓄電時，由于單體光伏電池電壓太低，不能直接接入逆變器做并網(wǎng)電源使用。光伏電池作電源必須將若干單體電池串聯(lián)連接成光伏電池組供電。從理論上講，光伏電池組每一個光伏電池的電壓是相同的，但是實際上，每一個光伏電池的電壓是不可能完全相同的。每個光伏電池電壓不均衡可能會導(dǎo)致光伏電池組的整體輸出功率效能下降，從而導(dǎo)致有光伏電池組內(nèi)的光伏電池板加速老化，嚴(yán)重影響光伏電池組的使用壽命，造成有限的資源浪費，另外還會導(dǎo)致用電系統(tǒng)在運行時電壓不穩(wěn)定。

有鑒于此，發(fā)明人經(jīng)過長期觀察和研究發(fā)現(xiàn)，提供了一種光伏電池組供電系統(tǒng)。該光伏電池組供電系統(tǒng)包括光伏電池組、匹配器以及用電設(shè)備裝置，光伏電池組、匹配器以及用電設(shè)備裝置依次串聯(lián)，匹配器用于對光伏電池組輸出的電壓調(diào)整并輸出穩(wěn)定的電壓為用電設(shè)備裝置供電。通過匹配器可實現(xiàn)光伏電池組輸出的電壓實現(xiàn)高效的能量循環(huán)均衡，提高光伏電池組的整體輸出功率效能，從而延長了光伏電池組的使用壽命，節(jié)約了資源，另外為整個光伏電池組供電系統(tǒng)在運行時提供穩(wěn)定的工作電壓。

下面通過具體的實施例子并結(jié)合附圖對本實用新型做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

請參閱圖1，本實用新型實施例提供的一種光伏電池組供電系統(tǒng)100，包括光伏電池組101、匹配器102、用電設(shè)備裝置103、壓降設(shè)備104、逆變器105以及蓄電池106。光伏電池組101、匹配器102、壓降設(shè)備104以及用電設(shè)備裝置103依次串聯(lián)，匹配器102、壓降設(shè)備104以及蓄電池106依次串聯(lián)。壓降設(shè)備104用于對匹配器102輸出的電壓進(jìn)行降低，降低后的電壓以供用電設(shè)備裝置103正常使用以及為蓄電池106充電。逆變器105可將匹配器102輸出的直流電能轉(zhuǎn)變成交流電為用電設(shè)備裝置103供電，逆變器105還用于外接市電120，同時逆變器105可將匹配器102輸出的直流電能轉(zhuǎn)變成交流電(一般為220V，50Hz正弦波)提供給外接市電120。匹配器102用于對光伏電池組101輸出的電壓調(diào)整并輸出穩(wěn)定的電壓為用電設(shè)備裝置103供電。另外，如圖2所示，本實施例中，也可以通過多個光伏電池組101為用電設(shè)備裝置103或蓄電池106供電，并且一個光伏電池組101對應(yīng)一個匹配器102，每個匹配器102均與壓降設(shè)備104串聯(lián)。

如圖3所示，用電設(shè)備裝置103包括網(wǎng)關(guān)107、第二控制器111、溫度傳感器121、顯示屏112、轉(zhuǎn)向控制開關(guān)108以及轉(zhuǎn)向驅(qū)動器109，第二控制器111通過壓降設(shè)備104與匹配器102電連接，溫度傳感器121可用于檢測室內(nèi)的溫度并將檢測到的溫度值傳遞至第二控制器111，第二控制器111用于將獲得的溫度值傳輸?shù)斤@示屏112顯示，網(wǎng)關(guān)107與第二控制器111電連接。轉(zhuǎn)向控制開關(guān)108、轉(zhuǎn)向驅(qū)動器109分別與第二控制器111電連接，轉(zhuǎn)向驅(qū)動器109與光伏電池組101電連接，轉(zhuǎn)向控制開關(guān)108用于獲得用戶輸入的轉(zhuǎn)向控制指令并將轉(zhuǎn)向控制指令傳遞至第二控制器111，第二控制器111用于獲得轉(zhuǎn)向控制指令控制轉(zhuǎn)向驅(qū)動器109驅(qū)動光伏電池組101的光伏電池板轉(zhuǎn)動，方便快捷。

如圖4所示，匹配器102包括電壓輸入模塊114、輸入端分壓電路113、電壓輸入模塊115、整流模塊117、電壓輸出模塊116、反饋分壓電路118，輸出端分壓電路119以及第一控制器110，輸入端分壓電路113與光伏電池組101的正極電性連接，電壓輸入模塊114分別與電壓輸入模塊115、電壓輸出模塊116以及光伏電池組101的正極電性連接，第一控制器110的輸入電壓采樣端與輸入端分壓電路113電性連接，第一控制器110的電壓調(diào)整信號輸出端與電壓輸入模塊115電性連接，電壓輸出模塊116還分別與整流模塊117、電壓輸入模塊114電性連接，第一控制器110用于通過輸入電壓采樣端從輸入端分壓電路113獲取電壓，第一控制器110用于依據(jù)獲取到的電壓通過電壓調(diào)整信號輸入端發(fā)送電壓調(diào)整信號至電壓輸入模塊115，電壓輸入模塊115用于依據(jù)電壓調(diào)整信號控制電壓輸出模塊116輸出的電壓，整流模塊117用于對電壓輸入模塊115輸出的電流進(jìn)行同步整流輸出，電壓輸出模塊116與用電設(shè)備裝置103連接，輸出端分壓電路119分別與電壓輸出模塊116、第一控制器110電連接，反饋分壓電路118分別與第一控制器110、電壓輸入模塊115電連接。

如圖5所示，電壓輸入模塊114包括第一濾波電容C1和第一電感L1，輸入端分壓電路113包括第一電阻R1與第二電阻R2，電壓輸入模塊115包括第一MOS管QM1和第三電阻R3，整流模塊117包括整流器件，電壓輸出模塊116包括第二濾波電容C2、第二電感L2以及電壓輸出端V0UT，輸出端分壓電路119包括第七電阻R7和第八電阻R8。第一控制器110包括輸入電壓采樣端VIN、電壓調(diào)整信號輸出端RVD1、反饋電壓采樣端CS/T、同步整流信號輸出端RVD2以及輸出電壓采樣端VO。

第一電阻R1和第二電阻R2串聯(lián)于光伏電池組101與地之間，第一控制器110的輸入電壓采樣端電性連接于第一電阻R1和第二電阻R2之間。第一控制器110的電壓調(diào)整信號輸出端RVD1、第三電阻R3以及第一MOS管QM1的柵極依次串聯(lián)，第三電阻R3用于對通過第一MOS管QM1的電流進(jìn)行限流。反饋分壓電路118包括第四電阻R4，第一MOS管QM1的漏極與第一電感L1的一端電性連接，第四電阻R4電性連接于第一MOS管QM1的源極及地之間，第一控制器110的反饋電壓采樣端CS/T電性連接于第四電阻R4與第一MOS管QM1的源極之間。第一控制器110的反饋電壓采樣端CS/T依據(jù)采樣到的第四電阻R4的電壓再次調(diào)整電壓調(diào)整信號的占空比，從而更為精確地調(diào)整輸出電壓。

第一濾波電容C1的正極、第一電感L1的一端均與光伏電池組101的正極電性連接，第一濾波電容C1的負(fù)極接地PGND1。第一電感L1與第二電感L2纏繞于同一鐵芯，且第一電感L1與第二電感L2的線圈的匝數(shù)相等，第一電感L1通過電磁感應(yīng)將第一電感L1兩端的電壓傳遞至第二電感L2的兩端。第二濾波電容C2的一端、第二電感L2的一端以及電壓輸出端VOUT電性連接，第二濾波電容C2的另一端接地。第二電感L1的另一端與整流器件的一端電性連接，整流器件的另一端與第一控制器110的同步整流信號輸出端RVD2電性連接。第一濾波電容C1用于對光伏電池組101輸入的電壓進(jìn)行濾波，第二濾波電容C2用于對電壓輸出端VOUT輸出的電壓進(jìn)行濾波。

本實施例中，整流器件可采用整流二極管，整流二極管的一端與第一控制器110的同步整流信號輸出端RVD2電性連接，整流二極管的另一端與第二電感L2電性連接。整流二極管可將第一電感、第二電感充放電時產(chǎn)生的交流電轉(zhuǎn)換成直流電從電壓輸出端VOUT輸出。

本實施例中，整流器件還可以采用第二MOS管QM2，整流模塊117還包括第五電阻R5、第六電阻R6。第六電阻R6與第二MOS管QM2的柵極電性連接，第六電阻R6的另一端與第一控制器110的同步整流信號輸出端RVD2電性連接，第六電阻R6用于對流入第二MOS管QM2的電流進(jìn)行限流。第五電阻R5的一端與第二MOS管QM2的源極電性連接，第五電阻R5的另一端接地。第二MOS管QM2的漏極與第二電感L2的另一端連接。第二MOS管QM2可用于同步整流，并且相對于整流二極管整流，第二MOS管QM2的壓降很小，因此第二MOS管QM2損耗較小，因此本實施例，優(yōu)選采用第二MOS管QM2作為整流器件。

輸出端分壓電路119包括第七電阻R7和第八電阻R8，第七電阻R7和第八電阻R8串聯(lián)于電壓輸出端VOUT與地之間，第一控制器110的輸入電壓采樣端電性連接于第七電阻R7和第八電阻R8之間。在本實施例中，第七電阻R7、第八電阻R8分別與第一電阻R1、第二電阻R2阻值和功能相同，在此就不再多做贅述。通過第一控制器110的輸出電壓采樣端VO對第八電阻R8兩端的電壓值進(jìn)行采集，若判斷到獲得第八電阻R8兩端的電壓值即通過電壓調(diào)整信號輸出端RVD1控制第一MOS管QM1的導(dǎo)通溝道的大小，從而使得輸出電壓穩(wěn)定。

綜上所述，本實用新型提供的一種光伏電池組供電系統(tǒng)100，通過匹配器102獲取光伏電池組101的電壓，依據(jù)獲取到的電壓生成電壓調(diào)整信號對獲取到的電壓進(jìn)行調(diào)整，以使匹配器102輸出的電壓與匹配器102預(yù)存儲的基準(zhǔn)電壓一致，可實現(xiàn)光伏電池組101輸出的電壓實現(xiàn)高效的能量循環(huán)均衡，提高光伏電池組101的整體輸出功率效能，從而延長了光伏電池組101的使用壽命，節(jié)約了資源，另外為整個光伏電池組供電系統(tǒng)100在運行時提供穩(wěn)定的工作電壓。

需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。

以上所述，僅為本實用新型的具體實施方式，但本實用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實用新型的保護(hù)范圍應(yīng)所述以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。