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专利号: 2013103816939
申请人: 浙江工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 发电、变电或配电
更新日期:2023-12-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种含三绕组耦合电感的光伏阵列MPPT接口电路,其特征在于:所述含三绕组耦合电感的光伏阵列MPPT接口电路由功率主回路和具有MPPT功能的多通道电流控制器2部分组成,

所述功率主回路由通道电路1至通道电路n组成,所述通道电路j由阻塞二极管Dij、输入电容Cij、电感Lj、N-MOS主管Mj、N-MOS辅助管Maj、三绕组耦合电感Laj和Lbj及Lcj、辅助二极管Daj、辅助二极管Dbj、辅助二极管Dcj、TVS管TVSj、输出电容Coj构成,其中j的取值为j=1,…,n,光伏子阵列j的正输出端与阻塞二极管Dij的阳极相连,阻塞二极管Dij的阴极与输入电压Vij的正端、输入电容Cij的一端以及电感Lj的一端相连,电感Lj的另一端与N-MOS主管Mj的漏极、三绕组耦合电感Laj的一端以及TVS管TVSj的阴极相连,三绕组耦合电感Laj的另一端与辅助二极管Daj的阳极相连,辅助二极管Daj的阴极与N-MOS辅助管Maj的漏极相连,N-MOS辅助管Maj的源极与N-MOS主管Mj的源极、三绕组耦合电感Lbj的一端、三绕组耦合电感Lcj的一端、TVS管TVSj的阳极、输出电容Coj的一端、输出电压Vo的正端以及输入电流可控的DC-DC变换装置的正输入端相连,所述三绕组耦合电感Lbj的一端与所述三绕组耦合电感Laj的一端是异名端关系,所述三绕组耦合电感Lcj的一端与所述三绕组耦合电感Laj的一端是同名端关系,三绕组耦合电感Lbj的另一端与辅助二极管Dbj的阴极相连,所述三绕组耦合电感Lbj的另一端与所述三绕组耦合电感Laj的另一端是异名端关系,三绕组耦合电感Lcj的另一端与辅助二极管Dcj的阴极相连,所述三绕组耦合电感Lcj的另一端与所述三绕组耦合电感Laj的另一端是同名端关系,辅助二极管Dbj的阳极与辅助二极管Dcj的阳极、光伏子阵列j的输出负端、输入电压Vij的负端、输入电容Cij的另一端、输出电容Coj的另一端、输出电压Vo的负端以及输入电流可控的DC-DC变换装置的负输入端相连,三绕组耦合电感Lcj与辅助二极管Dcj的接点和三绕组耦合电感Laj与辅助二极管Daj的接点是同名端关系,三绕组耦合电感Lbj与辅助二极管Dbj的接点和三绕组耦合电感Laj与辅助二极管Daj的接点是异名端关系,所述具有MPPT功能的多通道电流控制器拥有端口vcj、端口vs、端口vgj、端口vsj、端口vgaj、端口viLj、端口vioj、端口vc,其中j的取值为j=1,…,n,所述具有MPPT功能的多通道电流控制器的端口vcj与所述输入电压Vij的正端相连,所述具有MPPT功能的多通道电流控制器的端口vs与所述输入电压Vij的负端相连,所述具有MPPT功能的多通道电流控制器的端口vgj与所述N-MOS主管Mj的门极相连,所述具有MPPT功能的多通道电流控制器的端口vsj与所述N-MOS主管Mj的源极以及所述N-MOS辅助管Maj的源极相连,所述具有MPPT功能的多通道电流控制器的端口vgaj与所述N-MOS辅助管Maj的门极相连,所述具有MPPT功能的多通道电流控制器的端口viLj接收所述电感Lj的电流iLj的检测信号,所述具有MPPT功能的多通道电流控制器的端口vioj接收所述通道电路j的输出电流ioj的检测信号,所述具有MPPT功能的多通道电流控制器的端口vc向所述输入电流可控的DC-DC变换装置的端口vc发送所述功率主回路的输出总电流信息。

2.如权利要求1所述的含三绕组耦合电感的光伏阵列MPPT接口电路,其特征在于:所述具有MPPT功能的多通道电流控制器包括辅助电源单元、汇流通信单元、MPPT控制单元和MOS管驱动单元,

所述辅助电源单元能把所述输入电压Vij转换成所述汇流通信单元、所述MPPT控制单元、所述MOS管驱动单元工作所需的电源电压,其中j的取值为j=1,…,n,所述汇流通信单元能根据所述通道电路1至通道电路n的输出电流io1至ion的检测信号输出所述功率主回路的输出总电流信息vc,

所述MPPT控制单元能根据所述通道电路j中的电感Lj的电流iLj的检测信号和所述输入电压Vij输出所述N-MOS主管Mj的控制信号vgpj和所述N-MOS辅助管Maj的控制信号vapj,其中j的取值为j=1,…,n,

所述MOS管驱动单元能把所述N-MOS主管Mj的控制信号vgpj和所述N-MOS辅助管Maj的控制信号vapj转换成由所述具有MPPT功能的多通道电流控制器的端口vgj、端口vsj和端口vgaj输出的差分驱动信号,其中j的取值为j=1,…,n。

3.如权利要求2所述的含三绕组耦合电感的光伏阵列MPPT接口电路,其特征在于:所述具有MPPT功能的多通道电流控制器的MPPT控制单元由采样保持器1j、采样保持器2j、乘法器j、延时电路j、放大器1j、放大器2j、参考电压源j、减法器1j、减法器2j、三角波发生器j、比较器j、反相器j组成,其中j的取值为j=1,…,n,所述采样保持器1j的输入端与所述具有MPPT功能的多通道电流控制器的端口viLj相连,所述采样保持器1j的输出端与所述乘法器j的一个输入端以及所述放大器1j的输入端相连,所述采样保持器2j的输入端与所述具有MPPT功能的多通道电流控制器的端口vcj相连,所述采样保持器2j的输出端与所述乘法器j的另一个输入端相连,所述乘法器j的输出端与所述减法器1j的正输入端以及所述延时电路j的输入端相连,所述延时电路j的输出端与所述减法器1j的负输入端相连,所述减法器1j的输出端与所述参考电压源j的输入端相连,所述参考电压源j的输出端与所述减法器2j的负输入端相连,所述减法器2j的正输入端与所述放大器1j的输出端相连,所述减法器2j的输出端与所述放大器2j的输入端相连,所述放大器2j的输出端与所述比较器1j的反相输入端相连,所述三角波发生器j的输出端与所述比较器j的正相输入端相连,所述比较器j输出所述N-MOS主管Mj的控制信号vgpj,所述比较器j的输出端与反相器j的输入端相连,反相器j输出所述N-MOS辅助管Maj的控制信号vapj。

4.如权利要求2和3之一所述的含三绕组耦合电感的光伏阵列MPPT接口电路,其特征在于:所述具有MPPT功能的多通道电流控制器的汇流通信单元由求和电路组成,所述求和电路的输入端vj与所述具有MPPT功能的多通道电流控制器的端口vioj相连,所述求和电路的输出端与所述具有MPPT功能的多通道电流控制器的端口vc相连,其中j的取值为j=1,…,n。