本實(shí)用新型涉及光伏技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種包括升壓變換電路的太陽(yáng)能發(fā)電裝置。

背景技術(shù)：

隨著能源的進(jìn)一步緊張，綠色能源得到越來(lái)越多國(guó)家的關(guān)注，典型的風(fēng)能和太陽(yáng)能這類可再生能源發(fā)電系統(tǒng)也更多的被大范圍的應(yīng)用，對(duì)于太陽(yáng)能并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，基于太陽(yáng)能微逆變器的分布式發(fā)電系統(tǒng)，尤為引人注目。太陽(yáng)能微逆變器的核心是高效率升壓電路、逆變電路及其控制技術(shù)，升壓電路主要包括反激變換器及其衍生電路。

升壓變換電路主要包括反激光變換器及其衍生電路。有源箝位反激電路由于可以實(shí)現(xiàn)變壓器原邊開關(guān)管的零電壓開通和副邊二極管的零電流關(guān)斷，在很多中小功率變場(chǎng)合得到廣泛應(yīng)用。但是當(dāng)該電路應(yīng)用于太陽(yáng)能微逆變器中時(shí)，它的主要問(wèn)題是變壓器副邊的整流二極管與變壓器原邊的漏感之間的振蕩會(huì)使副邊二極管在關(guān)斷時(shí)承受較高的振蕩電壓并有可能被高壓擊穿損壞。造成振蕩的原因是副邊使用的是高壓二極管，其結(jié)電容較大。在高升壓場(chǎng)合，該電容折算到原邊的電容值足夠大并與原邊電路的諧振電感產(chǎn)生高頻振蕩。對(duì)于副邊使用碳化硅二極管的場(chǎng)合，由于碳化硅二極管的結(jié)電容比普通硅二極管更大，最終上述高頻振蕩更為嚴(yán)重。

常用的抑制振蕩的方法為添加吸收電路，加入吸收電路后可以令高頻振蕩得到衰減，但是增加了吸收電路之后會(huì)給系統(tǒng)帶來(lái)額外的損耗。

另外，為了能夠提高能源的利用效率，通常能源的轉(zhuǎn)換都會(huì)使用DC/AC逆變器，將收集到的綠色能源回饋給電網(wǎng)，做分布式發(fā)電用。所述DC/AC的逆變器，其主要是由全橋結(jié)構(gòu)的晶體開關(guān)所組成的逆變橋。由于逆變橋的存在，負(fù)載或者并網(wǎng)輸出電流會(huì)流過(guò)逆變橋，隨即產(chǎn)生損耗，降低逆變器的效率，而且逆變器的晶體開關(guān)由于損耗的存在還會(huì)產(chǎn)生熱，這樣逆變器還需要額外的考慮散熱。不僅增加電路成本，還會(huì)增大體積。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于，針對(duì)現(xiàn)有的太陽(yáng)能逆變器中存在高頻振蕩以及能量損耗等不足的問(wèn)題提出一種既能夠消除高頻振蕩又能有效降低系統(tǒng)損耗的太陽(yáng)能無(wú)橋逆變器。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種太陽(yáng)能發(fā)電裝置，包括

多個(gè)太陽(yáng)能電池板；

多個(gè)升壓變換電路，其中每一升壓變換電路的輸入端與一塊太陽(yáng)能電池板的輸出端連接，每一升壓變換電路包括濾波器，脈寬調(diào)制器，第一開關(guān),第二開關(guān)，變壓器，第一整流二極管，第二整流二極管，濾波電感、濾波電容和反饋電路；其中：

所述濾波器，其輸入端與所述太陽(yáng)能電池板的輸出端連接，其輸出端與所述變壓器的原邊調(diào)節(jié)輸入端、所述脈寬調(diào)制器的第一輸入端連接；

所述脈寬調(diào)制器，其第一輸出端與所述第一開關(guān)的柵極連接，第二輸出端與所述第二開關(guān)的柵極連接；

所述第一開關(guān)的源極與所述變壓器的原邊第一端連接，漏極接地；

所述第二開關(guān)的源極與所述變壓器的原邊第二端連接，漏極接地；

所述變壓器副邊第一端與所述第一整流二極管正極連接，所述變壓器副邊第二端與所述第二整流管的正極連接，所述副邊變壓器調(diào)節(jié)輸出端所述濾波電容的負(fù)極連接后作為所述升壓變換電路的正極輸出端；

所述第一整流二極管和所述第二整流二極管的負(fù)極與所述濾波電感第一端連接，所述濾波電感的第二端與所述濾波電容的正極連接后作為所述升壓變換電路的負(fù)極輸出端；

所述正極輸出端與所述反饋電路的輸入端連接，所述反饋電路的輸出端與所述脈寬調(diào)制器的第二輸入端連接；

多個(gè)所述升壓變換電路的正極輸出端連接在一起形成所述太陽(yáng)能發(fā)電裝置的正極輸出端，多個(gè)所述升壓變換電路的負(fù)極輸出端連接在一起形成所述太陽(yáng)能發(fā)電裝置的負(fù)極輸出端。

所述脈寬調(diào)制器為SPWM調(diào)制器。

還包括多個(gè)能量?jī)?yōu)化模塊，每一所述能量?jī)?yōu)化模塊設(shè)置于所述太陽(yáng)能電池板和所述升壓變換電路之間，其包括：

最大功率點(diǎn)跟蹤控制器，其輸入端與所述太陽(yáng)能電池板的電輸出端相連，采集所述太陽(yáng)能電池板的輸出電壓和/或電流信號(hào)，得到所述太陽(yáng)能電池板的最大輸出功率作為控制參考信號(hào)輸出；

功率變換器，其輸入端與所述最大功率點(diǎn)跟蹤控制器的輸出端連接，在所述控制參考信號(hào)的控制下將所述太陽(yáng)能電池板的輸出電壓和/或電流信號(hào)變換到所述最大功率點(diǎn)跟蹤控制器跟蹤出的最大功率值進(jìn)行輸出。

所述濾波器為無(wú)源濾波器。

所述第一開關(guān)和所述第二開關(guān)為MOSFET或IGBT晶體管。

本實(shí)用新型的上述技術(shù)方案相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：

(1)本實(shí)用新型所述的太陽(yáng)能發(fā)電裝置，通過(guò)在變壓器的原邊連接第一開關(guān)和第二開關(guān)，通過(guò)第一開關(guān)和第二開關(guān)的導(dǎo)通和關(guān)閉起到抑制原邊電路產(chǎn)生的高頻振蕩的目的，由于第一開關(guān)和第二開關(guān)只是起到箝位作用，流過(guò)他們的電流較小，因此可以選用電流容量較小的開關(guān)管即可，因此不會(huì)產(chǎn)生損耗也不會(huì)影響原反激變換器的穩(wěn)定工作特性。

(2)本實(shí)用新型所述的太陽(yáng)能發(fā)電裝置，可以將原來(lái)的DC/DC加DC/AC的方案簡(jiǎn)化為一級(jí)，通過(guò)脈寬控制器實(shí)現(xiàn)交流電流輸出，提高效率，省去了逆變橋，因此降低了成本，同時(shí)還降低了系統(tǒng)的損耗。

附圖說(shuō)明

為了使本實(shí)用新型的內(nèi)容更容易被清楚的理解，下面結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明，其中，

圖1為本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例所述太陽(yáng)能發(fā)電裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例所述升壓變換電路的電氣原理圖；

圖3為本實(shí)用新型另一個(gè)實(shí)施例所述太陽(yáng)能發(fā)電裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，本實(shí)施例提供一種太陽(yáng)能發(fā)電裝置，包括：

多個(gè)太陽(yáng)能電池板，用于將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能。

多個(gè)升壓變換電路，其中每一升壓變換電路的輸入端與一塊太陽(yáng)能電池板的輸出端連接。如圖2所示，每一升壓變換電路包括濾波器，脈寬調(diào)制器，第一開關(guān)VT1,第二開關(guān)VT2，變壓器，第一整流二極管D1，第二整流二極管D2，濾波電感L、濾波電容C和反饋電路；其中：

所述濾波器，其輸入端與所述太陽(yáng)能電池板的輸出端連接，其輸出端與所述變壓器的原邊調(diào)節(jié)輸入端、所述脈寬調(diào)制器的第一輸入端連接。

所述脈寬調(diào)制器，其第一輸出端與所述第一開關(guān)VT1的柵極連接，第二輸出端與所述第二開關(guān)VT2的柵極連接；

所述第一開關(guān)VT1的源極與所述變壓器的原邊第一端連接，漏極接地；

所述第二開關(guān)VT2的源極與所述變壓器的原邊第二端連接，漏極接地；

所述變壓器副邊第一端與所述第一整流二極管D1正極連接，所述變壓器副邊第二端與所述第二整流管D2的正極連接，所述副邊變壓器調(diào)節(jié)輸出端所述濾波電容C的負(fù)極連接后作為所述升壓變換電路的正極輸出端；

所述第一整流二極管D1和所述第二整流二極管D2的負(fù)極與所述濾波電感第一端連接，所述濾波電感L的第二端與所述濾波電容C的正極連接后作為所述升壓變換電路的負(fù)極輸出端；

所述正極輸出端與所述反饋電路的輸入端連接，所述反饋電路的輸出端與所述脈寬調(diào)制器的第二輸入端連接；

多個(gè)所述升壓變換電路的正極輸出端連接在一起形成所述太陽(yáng)能發(fā)電裝置的正極輸出端，多個(gè)所述升壓變換電路的負(fù)極輸出端連接在一起形成所述太陽(yáng)能發(fā)電裝置的負(fù)極輸出端。

上述方案通過(guò)在變壓器的原邊連接第一開關(guān)和第二開關(guān)，通過(guò)第一開關(guān)和第二開關(guān)的導(dǎo)通和關(guān)閉起到抑制原邊電路產(chǎn)生的高頻振蕩的目的，由于第一開關(guān)和第二開關(guān)只是起到箝位作用，流過(guò)他們的電流較小，因此可以選用電流容量較小的開關(guān)管即可，因此不會(huì)產(chǎn)生損耗也不會(huì)影響原反激變換器的穩(wěn)定工作特性。而且通過(guò)輸出端反饋的信息到脈寬調(diào)制器可以對(duì)脈寬比例進(jìn)行調(diào)整，已使太陽(yáng)能電池的輸出功率盡可能的達(dá)到最大。

上述方案中，所述脈寬調(diào)制器可選擇已有的PWM調(diào)制器，將一個(gè)周期劃分為兩個(gè)時(shí)間段，一個(gè)時(shí)間段中導(dǎo)通第一開關(guān)VT1，其余時(shí)間段導(dǎo)通第二開關(guān)VT2。優(yōu)選地，可以選擇所述脈寬調(diào)制器為SPWM調(diào)制器，通過(guò)調(diào)整所述第一開關(guān)VT1和所述第二開關(guān)VT2的導(dǎo)通時(shí)間或截止時(shí)間，可以調(diào)整最后輸出的電壓。

進(jìn)一步優(yōu)選地，如圖3所示，上述方案中的太陽(yáng)能發(fā)電裝置還包括多個(gè)能量?jī)?yōu)化模塊，每一所述能量?jī)?yōu)化模塊設(shè)置于所述太陽(yáng)能電池板和所述升壓變換電路之間，其包括：最大功率點(diǎn)跟蹤控制器，其輸入端與所述太陽(yáng)能電池板的電輸出端相連，采集所述太陽(yáng)能電池板的輸出電壓和/或電流信號(hào)，得到所述太陽(yáng)能電池板的最大輸出功率作為控制參考信號(hào)輸出；功率變換器，其輸入端與所述最大功率點(diǎn)跟蹤控制器的輸出端連接，在所述控制參考信號(hào)的控制下將所述太陽(yáng)能電池板的輸出電壓和/或電流信號(hào)變換到所述最大功率點(diǎn)跟蹤控制器跟蹤出的最大功率值進(jìn)行輸出。

即每一太陽(yáng)能發(fā)電裝置均包括多個(gè)太陽(yáng)能電池板與多個(gè)能量?jī)?yōu)化模塊，每個(gè)能量?jī)?yōu)化模塊的輸入端用于與一個(gè)太陽(yáng)能電池板連接，當(dāng)太陽(yáng)能電池板部分遮擋或者電部分損壞時(shí)能量?jī)?yōu)化模塊輸出的電壓或者電流曲線相對(duì)簡(jiǎn)單，峰值為一個(gè)或者有限的幾個(gè)，可方便實(shí)現(xiàn)一個(gè)太陽(yáng)能發(fā)電裝置輸出能量的最大化，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)整個(gè)太陽(yáng)能系統(tǒng)輸出能量的最大化。并且，升壓變換電路直接使用SPWM調(diào)制(正弦脈寬調(diào)制)實(shí)現(xiàn)交流電流輸出，提高效率，減少元器件的數(shù)量，同時(shí)降低成本；從而可以克服現(xiàn)有技術(shù)中損耗大、能量利用率低的缺陷，具有損耗小、能量利用率高的優(yōu)點(diǎn)。

上述方案中，所述濾波器為無(wú)源濾波器，所述第一開關(guān)和所述第二開關(guān)為MOSFET或IGBT晶體管。進(jìn)一步地，所述反饋電路可以由信號(hào)調(diào)理電路構(gòu)成，能夠有效降低噪聲信號(hào)的影響。

顯然，上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說(shuō)明所作的舉例，而并非對(duì)實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在上述說(shuō)明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無(wú)需也無(wú)法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動(dòng)仍處于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之中。