用于調(diào)節(jié)光伏變換器的電力供應(yīng)的方法及設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于調(diào)節(jié)光伏變換器的電力供應(yīng)的方法及設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]舉例來說，光伏變換器(CPV)包括多個串聯(lián)的GaAs光電二極管，該單元具有例如大約0.4到0.5的高效率。
[0003]圖1是示出了將輻射發(fā)送到光纖4內(nèi)的激光源(半導(dǎo)體激光)2的圖。該輻射使得能夠?qū)⒃O(shè)置在光纖4的另一端的光伏變換器6激活。該變換器在電壓Us下傳送電流Is。
[0004]圖2A是變換器的Us-1s圖，每條曲線對應(yīng)于給定的輸入光功率。截點(diǎn)(Is= 0，Us =Us0)為CPV的空載工作電壓。在該圖中，示出了三條工作曲線，每條工作曲線示出了電壓隨電流的變化關(guān)系，三條工作曲線的輸入光功率分別為?0、？1、？2(?()<?1<?2)。還以虛線示出了等式U^Is =常數(shù)的曲線。
[0005]對于給定的輸入光功率?\，存在效率最大的工作點(diǎn)。在圖2B中，該點(diǎn)對應(yīng)于輸出電壓Usx并且對應(yīng)于輸出電流Isx。
[0006]第一個問題是激光器的使用壽命，該使用壽命應(yīng)當(dāng)被盡可能長地保持。
[0007]還期望對CPV6的使用壽命進(jìn)行優(yōu)化，尤其是使CPV 6的由于所接收的光功率與所傳送的電功率之間的差值而產(chǎn)生的熱量最小化。
[0008]圖3示意性地示出了CPV6在其中連接有DC/DC電源變換器8的電路中的連接。
[0009]電容為C的電容器10被連接至CPV6的兩個端子。為了對待解決的問題進(jìn)行說明，考慮了下述示例，其中，CPV 6接收恒定的光功率Px，該恒定的光功率Px遠(yuǎn)大于被傳送至由變換器8所表示的負(fù)載的電功率。如圖4所示，在系統(tǒng)工作期間，電容器10的電荷量隨時間變化，以便達(dá)到接近于Usq的值。
[0010]區(qū)域A(上升電壓曲線的起始部分)中的效率接近于零，這是因?yàn)樵搮^(qū)域中傳送的電壓很低。類似地，區(qū)域B(其中電壓趨于仏。的漸近區(qū)域)中的效率接近于零，這是因?yàn)樵搮^(qū)域中所傳送的電流很低。
[0011]不管怎樣，輸入光功率的主要部分均被轉(zhuǎn)換成熱量。
[0012]因此，CPV 6的溫度升高。
[0013]此外，如果電容器10的電容相當(dāng)大(這種電容器通常用在光供電系統(tǒng)中)，則電容器1的充電時間將遠(yuǎn)遠(yuǎn)長于如果CPV 6在該充電步驟中以最大效率工作時的充電時間。
[0014]最后，這種工作方式導(dǎo)致激光源2工作在無謂地高功率水平下，因此影響激光源2的使用壽命。
[0015]為了克服這些缺點(diǎn)，試圖調(diào)節(jié)系統(tǒng)，使得CPV6的工作點(diǎn)最接近于其最大效率點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0016]為此，本發(fā)明提供了一種用于調(diào)節(jié)光伏變換器的供給的設(shè)備，該設(shè)備包括:
[0017]-激光源；
[0018]-光伏變換器，其用于為變換器饋電；以及
[0019]-用于根據(jù)光伏變換器的工作電壓和空載電壓來調(diào)節(jié)所述變換器的輸入阻抗的裝置。
[0020]可以進(jìn)一步提供用于測量變換器的輸出電壓或者變換器的輸出端的電壓以及用于生成激光源的調(diào)節(jié)信號的裝置。
[0021]可以根據(jù)光伏變換器的工作電壓和空載電壓來調(diào)節(jié)所述變換器。
[0022]用于調(diào)節(jié)變換器的輸入阻抗的裝置可以包括用于對光伏變換器的工作電壓進(jìn)行測量的裝置和/或用于對取決于光伏變換器的空載電壓的電壓進(jìn)行測量的裝置。
[0023]可以提供開關(guān)裝置以便連接和斷開用于對所述光伏變換器的工作電壓進(jìn)行測量的裝置。
[0024]在一個實(shí)施例中，提供有使得能夠?qū)⑷Q于光伏變換器的空載電壓的電壓與光伏變換器的所述工作電壓進(jìn)行比較的裝置。
[0025]可以提供用于對變換器的工作點(diǎn)和激光源的調(diào)節(jié)進(jìn)行迭代性調(diào)整的裝置。
[0026]例如，可以迭代地調(diào)整電壓以便使得激光器供給裝置中的電流最小化?？梢蕴峁┯糜趯⑦M(jìn)行迭代地調(diào)整直至得到最優(yōu)效率點(diǎn)為止的電壓添加到取決于光伏變換器的空載電壓的電壓的裝置。
[0027]在一個實(shí)施例中，用于生成激光源的調(diào)節(jié)信號的裝置可以包括用于將變換器的輸出電壓與至少一個閾值(也可能與兩個閾值)進(jìn)行比較以及用于根據(jù)比較結(jié)果來生成激光源的調(diào)節(jié)信號(例如信號脈沖)的裝置。
[0028]優(yōu)選地，實(shí)現(xiàn)了以下內(nèi)容:
[0029]-當(dāng)電壓變換器的輸出電壓大于第一閾值時，生成第一類型的調(diào)節(jié)信號，例如第一類型的脈沖或第一頻率的脈沖；
[0030]-和/或當(dāng)電壓變換器的輸出電壓小于第二閾值時，生成第二類型的調(diào)節(jié)信號，例如第二類型的脈沖或第二頻率的脈沖。
[0031]當(dāng)電壓變換器的輸出電壓大于閾值時，調(diào)節(jié)信號可以使激光器發(fā)射的功率減小或使激光器發(fā)射的功率為零；當(dāng)電壓變換器的輸出電壓小于閾值時，調(diào)節(jié)信號可以使激光器發(fā)射的功率增加。
[0032]本發(fā)明還涉及一種用于調(diào)節(jié)光伏變換器的供給的方法，該光伏變換器供給電壓變換器，該方法包括下述步驟:
[0033]-從激光源向光伏變換器發(fā)射福射脈沖；
[0034]-根據(jù)光伏變換器的工作電壓(Us)和空載電壓(Usq)來調(diào)節(jié)所述電壓變換器的輸入阻抗。
[0035]還可以進(jìn)一步測量電壓變換器的輸出電壓或變換器輸出端的電壓，并且根據(jù)所述輸出電壓來調(diào)節(jié)激光源。
[0036]調(diào)節(jié)電壓變換器的輸入阻抗可以包括對光伏變換器的工作電壓進(jìn)行測量的步驟和/或?qū)θQ于光伏變換器的空載電壓的電壓進(jìn)行測量的步驟。
[0037]對激光源的調(diào)節(jié)可以包括將電壓變換器的輸出電壓與至少一個或兩個閾值進(jìn)行比較以及根據(jù)比較結(jié)果來生成激光源的調(diào)節(jié)信號(例如信號脈沖)的步驟。
[0038]還可以在電壓變換器的輸出電壓大于第一閾值時生成第一類型的調(diào)節(jié)信號，和/或在電壓變換器的輸出電壓小于第二閾值時生成第二類型的調(diào)節(jié)信號。
[0039]當(dāng)電壓變換器的輸出電壓大于閾值時，調(diào)節(jié)信號可以使激光器發(fā)射的功率減小或使激光器發(fā)射的功率為零，和/或當(dāng)電壓變換器的輸出電壓小于閾值時，調(diào)節(jié)信號可以使激光器發(fā)射的功率增加。
[0040]優(yōu)選地，用于生成激光源的調(diào)節(jié)信號的裝置可以包括用于將DC-DC變換器的輸出電壓與警報(bào)閾值進(jìn)行比較以便在越過所述警報(bào)閾值時生成警報(bào)消息的裝置。
[0041]DC-DC類型的變換器可以例如是電壓-電壓類型的變換器，或電流-電壓類型的變換器，或電壓-電流類型的變換器。
[0042]這種設(shè)備可以進(jìn)一步包括用于斷開所述DC-DC變換器以測量光伏變換器的空載電壓的開關(guān)裝置。
[0043]用于儲存能量的裝置可以被設(shè)置在所述變換器的輸入和/或輸出端。
[0044]用于測量變換器的輸出電壓的裝置可以對設(shè)置在所述DC-DC變換器輸出端的所述用于儲存能量的裝置的端子處電壓進(jìn)行測量。
[0045]本發(fā)明還涉及一種用于調(diào)節(jié)光伏變換器的供給的方法，該光伏變換器供給電壓變換器，，該方法包括下述步驟:
[0046]-從激光源向光伏變換器發(fā)射福射脈沖；
[0047]-根據(jù)光伏變換器的工作電壓和空載電壓來調(diào)節(jié)所述變換器;以及
[0048]-測量變換器的輸出電壓并根據(jù)所述輸出電壓來調(diào)節(jié)激光源。
[0049]優(yōu)選地，根據(jù)光伏變換器的工作電壓和空載電壓來調(diào)節(jié)所述DC-DC電壓變換器的輸入阻抗。
[0050]在這個方法中，對所述DC-DC變換器的調(diào)節(jié)可以包括測量光伏變換器的工作電壓的步驟。
[0051]對所述DC-DC變換器的調(diào)節(jié)可以包括對取決于光伏變換器的空載電壓的電壓進(jìn)行測量的步驟。
[0052]還可以對變換器的工作點(diǎn)和激光源的調(diào)節(jié)執(zhí)行迭代地調(diào)整。
[0053]例如，可以迭代地調(diào)整電壓以便使得激光器供給裝置中的電流最小化。將迭代地調(diào)整直至得到最優(yōu)效率點(diǎn)為止的電壓添加到取決于光伏變換器的空載電壓的電壓。
[0054]對激光源的調(diào)節(jié)可以包括將DC-DC電壓變換器的輸出電壓與至少一個閾值或至少兩個閾值進(jìn)行比較以及根據(jù)比較結(jié)果來生成激光源的調(diào)節(jié)信號(例如信號脈沖)的步驟。