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专利号: 2013103830917
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: 控制;调节
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:

1.一种含耦合电感的光伏阵列MPPT接口电路,其特征在于:所述含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,所述功率主回路由完整通道电路1和简化通道电路2至简化通道电路n组成,所述完整通道电路1由阻塞二极管Di1、输入电容Ci1、电感L1、N-MOS主管M1、二极管D1、辅助电容Ca1、N-MOS辅助管Ma1、耦合电感La1和Lb1、辅助二极管Da1、输出电容Co1构成,光伏子阵列1的正输出端与阻塞二极管Di1的阳极相连,阻塞二极管Di1的阴极与输入电压Vi1的正端、输入电容Ci1的一端以及电感L1的一端相连,电感L1的另一端与N-MOS主管M1的漏极以及二极管D1的阳极相连,二极管D1的阴极与辅助电容Ca1的一端以及耦合电感La1的一端相连,耦合电感La1的另一端与N-MOS辅助管Ma1的漏极相连,N-MOS辅助管Ma1的源极与耦合电感Lb1的一端与所述耦合电感La1的一端是异名端关系,所述的N-MOS辅助管Ma1的源极与耦合电感Lb1的一端、N-MOS主管M1的源极、辅助电容Ca1的另一端、输出电容Co1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,耦合电感Lb1的另一端与所述耦合电感La1的另一端是异名端关系,所述的耦合电感Lb1的另一端与辅助二极管Da1的阴极相连,辅助二极管Da1的阳极与光伏子阵列1的输出负端、输入电压Vi1的负端、输入电容Ci1的另一端、输出电容Co1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,耦合电感Lb1与辅助二极管Da1的接点和耦合电感La1与二极管D1的接点是同名端关系,所述简化通道电路k(k=2,…,n)由阻塞二极管Dik、输入电容Cik、电感Lk、N-MOS主管Mk、二极管Dk、输出电容Cok构成,光伏子阵列k的正输出端与阻塞二极管Dik的阳极相连,阻塞二极管Dik的阴极与输入电压Vik的正端、输入电容Cik的一端以及电感Lk的一端相连,电感Lk的另一端与N-MOS主管Mk的漏极以及二极管Dk的阳极相连,二极管Dk的阴极与所述完整通道电路1中的二极管D1的阴极相连,N-MOS主管Mk的源极与输出电容Cok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,光伏子阵列k的负输出端与输入电压Vik的负端、输入电容Cik的另一端、输出电容Cok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,所述具有MPPT功能的多通道电流控制器拥有端口vcj(j=1,…,n)、端口vs、端口vgj、端口vsj、端口vgaj、端口viLj、端口vioj、端口vc,所述具有MPPT功能的多通道电流控制器的端口vc1与所述输入电压Vi1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Vi1的负端相连,所述具有MPPT功能的多通道电流控制器的端口vg1与所述N-MOS主管M1的门极相连,所述具有MPPT功能的多通道电流控制器的端口vs1与所述N-MOS主管M1的源极以及所述N-MOS辅助管Ma1的源极相连,所述具有MPPT功能的多通道电流控制器的端口vga1与所述N-MOS辅助管Ma1的门极相连,所述具有MPPT功能的多通道电流控制器的端口viL1接收所述电感L1的电流iL1的检测信号,所述具有MPPT功能的多通道电流控制器的端口vio1接收所述完整通道电路1的输出电流io1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,所述具有MPPT功能的多通道电流控制器的端口vck(k=2,…,n)与所述输入电压Vik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Vik的负端相连,所述具有MPPT功能的多通道电流控制器的端口vgk与所述N-MOS主管Mk的门极相连,所述具有MPPT功能的多通道电流控制器的端口vsk与所述N-MOS主管Mk的源极相连,所述具有MPPT功能的多通道电流控制器的端口vgak悬空,所述具有MPPT功能的多通道电流控制器的端口viLk接收所述电感Lk的电流iLk的检测信号,所述具有MPPT功能的多通道电流控制器的端口viok接收所述简化通道电路k的输出电流iok的检测信号。

2.如权利要求1所述的含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(j=1,…,n)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,

所述汇流通信单元能根据所述完整通道电路1以及所述简化通道电路2至简化通道电路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完整通道电路1以及所述简化通道电路2至简化通道电路n中的电感Lj(j=1,…,n)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,所述MOS管驱动单元能把所述N-MOS主管Mj(j=1,…,n)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。

3.如权利要求2所述的含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(j=1,…,n)、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1j、参考电压源2j、减法器

1j、减法器2j、三角波发生器1j、三角波发生器2j、比较器1j、比较器2j组成,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1j的输入端相连,所述参考电压源1j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1j的输出端与所述比较器1j的正相输入端相连,所述比较器1j输出所述N-MOS主管Mj的控制信号vgpj,所述三角波发生器2j的输出端与所述比较器2j的正相输入端相连,所述参考电压源

2j的输出端与所述比较器2j的反相输入端相连,所述比较器2j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(j=1,…,n)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。