電池輸出平衡裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及光伏發(fā)電領(lǐng)域，特別是涉及一種電池輸出平衡裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，光伏發(fā)電普遍采用電池串聯(lián)結(jié)構(gòu)。串聯(lián)結(jié)構(gòu)的光伏電池組內(nèi)，各光伏電池所產(chǎn)生的電流難以完全一致，這就會導(dǎo)致部分光伏電池的工作點偏離最佳工作電壓。而光伏電池只有在最佳工作電壓下才能達到理想光電轉(zhuǎn)換效率。當(dāng)光伏電池的工作點偏離最佳工作電壓時，就會導(dǎo)致光伏電池的光電轉(zhuǎn)換效率降低，從而影響整個光伏電站的效率。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]基于此，有必要針對現(xiàn)有的光伏電池工作電壓偏離最佳工作電壓，影響光伏電池的光電轉(zhuǎn)換效率的問題，提供一種電池輸出平衡裝置。
[0004]為實現(xiàn)本實用新型目的一種電池輸出平衡裝置，用于平衡串聯(lián)電池組中各電池單元的工作狀態(tài)，所述電池單元為一節(jié)電池或由一節(jié)以上電池相互電連接構(gòu)成；所述電池輸出平衡裝置包括電壓轉(zhuǎn)換裝置和單向電流傳導(dǎo)裝置；
[0005]所述電壓轉(zhuǎn)換裝置和所述單向電流傳導(dǎo)裝置均與所述電池單元一一對應(yīng)；
[0006]每個所述電壓轉(zhuǎn)換裝置的輸入端均與所述串聯(lián)電池組的輸出端電連接；
[0007]每個所述電壓轉(zhuǎn)換裝置的輸出端的正極均通過相應(yīng)的所述單向電流傳導(dǎo)裝置電連接相應(yīng)的電池單元的正極，每個所述電壓轉(zhuǎn)換裝置的輸出端的負極均直接電連接相應(yīng)的電池單元的負極；或
[0008]每個所述電壓轉(zhuǎn)換裝置的輸出端的正極均直接電連接相應(yīng)的電池單元的正極，每個所述電壓轉(zhuǎn)換裝置的輸出端的負極均通過相應(yīng)的所述單向電流傳導(dǎo)裝置電連接相應(yīng)的電池單元的負極；或
[0009]每個所述電壓轉(zhuǎn)換裝置的輸出端的正極和負極均通過相應(yīng)的所述單向電流傳導(dǎo)裝置分別電連接相應(yīng)的電池單元的正極和負極。
[0010]在其中一個實施例中，所述電壓轉(zhuǎn)換裝置為開關(guān)電壓源。
[0011]所述電壓轉(zhuǎn)換裝置的輸出電壓被預(yù)先設(shè)定為低于且近似于所述電池單元的最佳工作電壓。
[0012]在其中一個實施例中，所述開關(guān)電壓源包括開關(guān)式電壓轉(zhuǎn)換電路、放大器和電源控制器；
[0013]所述開關(guān)式電壓轉(zhuǎn)換電路的輸入端作為所述電壓轉(zhuǎn)換裝置的輸入端，電連接所述串聯(lián)電池組的輸出端，適用于以所述串聯(lián)電池組的輸出電壓作為源電壓；
[0014]所述開關(guān)式電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出端的正負極分別作為所述電壓轉(zhuǎn)換裝置的輸出端的正負極，通過所述單向電流傳導(dǎo)裝置分別與所述電壓轉(zhuǎn)換裝置對應(yīng)的電池單元的正負極電連接；且
[0015]所述開關(guān)式電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出端通過所述放大器電連接所述電源控制器的輸入端；
[0016]所述放大器適用于將所述開關(guān)式電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出電壓反饋至所述電源控制器;
[0017]所述電源控制器的輸出端電連接所述開關(guān)式電壓轉(zhuǎn)換電路的開關(guān)元件的控制端;
[0018]所述電源控制器，適用于根據(jù)所述開關(guān)式電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出電壓的變化，調(diào)整向所述開關(guān)式電壓轉(zhuǎn)換電路的開關(guān)元件的控制端輸出的脈沖信號的占空比和/或頻率。
[0019]在其中一個實施例中，所述開關(guān)式電壓轉(zhuǎn)換電路包括場效應(yīng)晶體管、互感器、第一二極管、第二二極管、電感和電容；其中
[0020]所述場效應(yīng)晶體管為所述開關(guān)式電壓轉(zhuǎn)換電路的開關(guān)元件；
[0021]所述場效應(yīng)晶體管的柵極作為所述開關(guān)式電壓轉(zhuǎn)換電路的開關(guān)元件的控制端，電連接所述電源控制器的輸出端；
[0022]所述場效應(yīng)晶體管的源極電連接所述串聯(lián)電池組的輸出端的負極；
[0023]所述互感器的初級線圈電連接在所述開關(guān)式電壓轉(zhuǎn)換電路的輸入端的正極與所述場效應(yīng)晶體管的漏極之間；
[0024]所述互感器的次級線圈電連接在所述第一二極管的陽極與所述第二二極管的陽極之間；
[0025]所述第二二極管的陽極電連接所述開關(guān)式電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出端的負極；所述第一二極管的陰極通過所述電感電連接所述開關(guān)式電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出端的正極；
[0026]所述第二二極管的陰極電連接所述第一二極管與所述電感的連接端；
[0027]所述電容電連接在所述開關(guān)式電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出端的正負極之間；
[0028]所述電感與所述電容的連接端為所述開關(guān)式電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出端的正極。
[0029]在其中一個實施例中，所述場效應(yīng)晶體管為N溝道場效應(yīng)晶體管。
[0030]在其中一個實施例中，所述放大器為差分式運算放大器。
[0031 ] 在其中一個實施例中，所述單向電流傳導(dǎo)裝置為二極管。
[0032]在其中一個實施例中，所述電池為光伏電池。
[0033]在其中一個實施例中，所述光伏電池為聚光型光伏電池。
[0034]在其中一個實施例中，所述聚光型光伏電池為多節(jié)砷化鎵光伏電池。
[0035]上述電池輸出平衡裝置的有益效果:
[0036]其通過對串聯(lián)電池組中的每一節(jié)電池單元均設(shè)置相應(yīng)的電壓轉(zhuǎn)換裝置和單向電流傳導(dǎo)裝置，其中，通過設(shè)置每個電壓轉(zhuǎn)換裝置的輸入端與串聯(lián)電池組的輸出端電連接，使得每個電壓轉(zhuǎn)換裝置可以以串聯(lián)電池組的輸出電壓作為源電壓，電壓轉(zhuǎn)換裝置向電池單元輸出的功率，是從串聯(lián)電池組的輸出電功率中獲得的，同時，通過每個電壓轉(zhuǎn)換裝置的輸出端的正極均通過相應(yīng)的單向電流傳導(dǎo)裝置電連接相應(yīng)的電池單元的正極，或每個電壓轉(zhuǎn)換裝置的輸出端的負極均通過相應(yīng)的單向電流傳導(dǎo)裝置電連接相應(yīng)的電池單元的負極，或每個電壓轉(zhuǎn)換裝置的輸出端的正極和負極均通過相應(yīng)的單向電流傳導(dǎo)裝置分別電連接相應(yīng)的電池單元的正極和負極，從而通過單向電流傳導(dǎo)裝置實時比較該電池單元的輸出電壓與相應(yīng)的電壓轉(zhuǎn)換裝置的輸出電壓。當(dāng)該電池單元的輸出電壓小于相應(yīng)的電壓轉(zhuǎn)換裝置的輸出電壓時，單向電流傳導(dǎo)裝置導(dǎo)通，電壓轉(zhuǎn)換裝置向該電池單元輸出電流，實現(xiàn)了該電池單元的輸出電壓時刻保持在最佳工作點上的目的。從而保證了串聯(lián)電池組中的每節(jié)電池單元均可通過電壓轉(zhuǎn)換裝置保持在最佳工作電壓的狀態(tài)，有效解決了現(xiàn)有的光伏電池在受光不均時，工作電壓偏離最佳工作電壓，影響光伏電池的光電轉(zhuǎn)換效率的問題。
【附圖說明】
[0037]圖1為本實用新型的電池輸出平衡裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0038]圖2為本實用新型的電池輸出平衡裝置一具體實施例的結(jié)構(gòu)圖。
【具體實施方式】
[0039]為使本實用新型技術(shù)方案更加清楚，以下結(jié)合附圖及具體實施例對本實用新型做進一步詳細說明。
[0040]參見圖1，作為本實用新型用于平衡串聯(lián)電池組中各電池單元的工作狀態(tài)的電池輸出平衡裝置，其包括電壓轉(zhuǎn)換裝置和單向電流傳導(dǎo)裝置。此處需要指出的是，作為本實用新型的一種可實施方式，單向電流傳導(dǎo)裝置可為二極管。通過選用二極管作為單向電流傳導(dǎo)裝置，不僅節(jié)省了開發(fā)成本，還簡化了電路結(jié)構(gòu)。
[0041]其中，電池單元為一節(jié)電池或由一節(jié)以上電池相互電連接構(gòu)成。上述提到的串聯(lián)電池組為一節(jié)以上的電池單元相互串聯(lián)構(gòu)成。電壓轉(zhuǎn)換裝置和單向電流傳導(dǎo)裝置均與串聯(lián)電池組中的電池單元一一對應(yīng)。并且，每個電壓轉(zhuǎn)換裝置的輸入端In均與串聯(lián)電池組的輸出端電連接，從而使得串聯(lián)電池組的輸出電壓作為電壓轉(zhuǎn)換裝置的源電壓，用以向電壓轉(zhuǎn)換裝置提供電源。
[0042]同時，每個電壓轉(zhuǎn)換裝置的輸出端Out的正極均通過相應(yīng)的單向電流傳導(dǎo)裝置電連接相應(yīng)的(即與電壓轉(zhuǎn)換裝置對應(yīng)的)電池單元的正極，每個電壓轉(zhuǎn)換裝置的輸出端Out的負極均直接電連接相應(yīng)的電池單元的負極；或者是，每個電壓轉(zhuǎn)換裝置的輸出端Out的負極均通過相應(yīng)的單向電流傳導(dǎo)裝置電連接相應(yīng)的電池單元的負極，每個電壓轉(zhuǎn)換裝置的輸出端Out的正極均直接電連接相應(yīng)的電池單元的正極；或者是，每個電壓轉(zhuǎn)換裝置的輸出端Out的正極和負極均通過相應(yīng)的單向電流傳導(dǎo)裝置分別電連接相應(yīng)的電池單元的正極和負極。
[0043]參見圖1，作為一具體實施例，每個電壓轉(zhuǎn)換裝置的輸出端Out的正極均通過單向電流傳導(dǎo)裝置與對應(yīng)的電池單元的正極電連接。每個電壓轉(zhuǎn)換裝置的輸出端Out的負極則直接與對應(yīng)的電池單元的負極電連接。優(yōu)選的，電壓轉(zhuǎn)換裝置的輸出電壓被預(yù)先設(shè)定為低于且近似于電池單元的最佳工作電壓。
[0044]其通過對串聯(lián)電池組中的每一個電池單元均設(shè)置相應(yīng)的電壓轉(zhuǎn)換裝置和單向電流傳導(dǎo)裝置，通過單向電流傳導(dǎo)裝置實時比較該電池單元的輸出電壓與電壓轉(zhuǎn)換裝置的輸出電壓。當(dāng)該電池單元的輸出電壓小于電壓轉(zhuǎn)換裝置的輸出電壓時，單向電流傳導(dǎo)裝置導(dǎo)通，此時通過電壓轉(zhuǎn)換裝置及時給該電池單元補充電流，使得該電池單元的輸出電壓時刻保持接近于最佳工作點狀態(tài)。從而實現(xiàn)了串聯(lián)電池組中的每節(jié)電池單元均可通過單向電流傳道裝置和電壓轉(zhuǎn)換裝置保持在接近于最佳工作電壓狀態(tài)的目的，進而有效解決了現(xiàn)有的串聯(lián)光伏電池組在受光不均勻時，各串聯(lián)