光伏電池板最大效率跟蹤及預防pid效應的電路及系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及光伏電路技術領域，具體涉及一種光伏電池板最大效率跟蹤及預防PID效應的電路，本實用新型包括：主控制通路和選擇回路，主控制通路由第一主路和第二主路組成；所述第一、第二主路上分別設有第一、第二輸入端，所述主控制通路中依次設有儲能濾波電路，電壓調整電路和輸出選擇電路；所述輸出選擇電路包括：輸出端和連接選擇器，所述連接選擇器設置于輸出端的前端，其用于對輸出電壓進行選擇控制，所述選擇回路的輸入端連接于主控制通路中所述電壓調整電路的前端。本實用新型能光伏電池板最大效率跟蹤，并且可對光伏電池板進行修復，以預防PID效應，延長光伏電池板使用壽命。
【專利說明】
光伏電池板最大效率跟蹤及預防PID效應的電路及系統
技術領域
[0001]本實用新型涉及光伏電路技術領域，具體涉及一種光伏電池板最大效率跟蹤及預防PID效應的電路以及一種光伏電池板最大效率跟蹤及預防PID效應的電路系統。
【背景技術】
[0002]—般光伏電池板需要串并聯使用，而串并聯后的光伏電池板其輸出電流大小受所有串聯光伏電池板發電量最小一塊的電流限制，并且伴隨著光伏電池板的長期使用，潮濕環境、光伏電池板表面的被導電性、酸性、堿性以及帶電離子等污染會形成PID(PotentialInduced Degradat1n,潛在電勢誘導衰減)效應，其是光伏電池板的一種特性，指在高溫多濕環境下，高電壓流經太陽能電池單元便會導致輸出下降的現象，故其對面板的輸出功率有很大影響。
【發明內容】
[0003]為克服上述缺陷，本實用新型的目的即在于提供一種光伏電池板最大效率跟蹤及預防PID效應的電路及其系統。
[0004]本實用新型的目的是通過以下技術方案來實現的:
[0005]本實用新型是一種光伏電池板最大效率跟蹤及預防PID效應的電路，包括:主控制通路和選擇回路，主控制通路由第一主路和第二主路組成;所述第一主路上設有第一輸入端，所述第二主路上設有第二輸入端，且第一、第二輸入端分別與光伏電池板輸出端的正極和負極連接，所述主控制通路中按其電流流向依次設有儲能濾波電路，電壓調整電路和輸出選擇電路；
[0006]所述輸出選擇電路包括:輸出端和連接選擇器，所述輸出端包括:第一輸出端、第二輸出端;所述連接選擇器設置于輸出端的前端，且其與所述選擇回路的輸出端相配合，其用于對于第一輸出端和第二輸出端的輸出電壓進行選擇控制，所述選擇回路的輸入端連接于主控制通路中所述電壓調整電路的前端。
[0007]進一步，所述電壓調整電路的前端設有電阻，所述電阻設置于第一主路或第二主路上;所述電壓調整電路的后端設有第一電解電容，所述第一電解電容設置于第一主路與第二主路之間；所述電阻上接有電流取樣電路，所述第一電解電容的兩端上接有電壓取樣電路。
[0008]進一步，所述電壓調整電路包括:第一 MOS管、第二 MOS管和儲能電感，第一 MOS管和第二 MOS管依次串聯在第二主路上;所述儲能電感的第一端連接于第一 MOS管和第二 MOS管之間，其第二端連接于第一主路上，所述第二 MOS管的輸出端與所述儲能電感的第一端之間設有肖特基二極管。
[0009]進一步，所述選擇回路的輸入端連接于第二主路上；所述連接選擇器為單刀雙擲繼電器，所述單刀雙擲繼電器的輸出端與第二輸出端相接，且其一路輸入端與于第二主路相接，另一路輸入端與選擇回路相接。
[0010]進一步，所述電壓調整電路包括:第一 MOS管、第二 MOS管和儲能電感，第二 MOS管和第一 MOS管依次串聯在第一主路上;所述儲能電感的第一端連接于第一 MOS管和第二 MOS管之間，其第二端連接于第二主路上，所述第一 MOS管的輸出端與所述儲能電感的第一端之間設有肖特基二極管。
[0011]進一步，所述選擇回路包括:第一回路和第二回路，所述第一回路的輸入端與第一主路相接，且其連接于電壓調整電路的前端;所述第二回路與第二主路相接；
[0012]所述連接選擇器為雙刀雙擲繼電器，所述雙刀雙擲繼電器中第一組輸出端與第一輸入端口相接，且第一組兩個的輸入端分別與第一主路和第二回路相接，所述雙刀雙擲繼電器中第二組輸出端與第二輸入端口相接，且第二組兩個的輸入端分別與第二主路和第一回路相接。
[0013]進一步，所述儲能濾波電路包括:相并聯的第二電解電容和薄膜電容，所述第二電解電容和薄膜電容均連接與第一、第二主路之間。
[0014]本實用新型光伏電池板最大效率跟蹤及預防PID效應的電路系統，包括:光伏電池板和如上所述的光伏電池板最大效率跟蹤及預防PID效應的電路，所述光伏電池板的數量為一塊以上，每塊光伏電池板的輸出端均與一塊所述光伏電池板最大效率跟蹤及預防PID效應的電路中第一、第二輸入端相接，所述光伏電池板最大效率跟蹤及預防PID效應的電路的輸出端與另一光伏電池板最大效率跟蹤及預防PID效應的電路的輸出端相串聯或并聯。
[0015]本實用新型能對單塊的光伏電池板的最大效率進行跟蹤，并且在并聯使用時，可以對一塊或多塊光伏電池板的電路同時進行修復，以預防PID效應，而其他光伏電池板的電路正常輸出功率，延長光伏電池板使用壽命。
【附圖說明】
[0016]為了易于說明，本實用新型由下述的較佳實施例及附圖作詳細描述。
[0017]圖1為本實用新型的電路原理不意圖；
[0018]圖2為本實用新型的一個實施例的電路結構圖；
[0019]圖3為本實用新型的另一個實施例的電路結構圖；
[0020]圖4為本實用新型的電路系統的邏輯結構圖。
【具體實施方式】
[0021]為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0022]請參閱圖1，本實用新型的光伏電池板最大效率跟蹤及預防PID效應的電路，包括:主控制通路和選擇回路6，主控制通路由第一主路4和第二主路5組成;所述第一主路4上設有第一輸入端PV+，所述第二主路5上設有第二輸入端PV-，且第一、第二輸入端PV+、PV_分別與光伏電池板輸出端的正極和負極連接，所述主控制通路中按其電流流向依次設有儲能濾波電路I，電壓調整電路2和輸出選擇電路3;
[0023]所述輸出選擇電路3包括:輸出端和連接選擇器Kl，所述輸出端包括:第一輸出端P1、第二輸出端;所述連接選擇器Kl設置于輸出端的前端，且其與所述選擇回路6的輸出端相配合，其用于對于第一輸出端Pl和第二輸出端的輸出電壓進行選擇控制，所述選擇回路6的輸入端連接于主控制通路中所述電壓調整電路2的前端。
[0024]請參看圖2，作為一種實施方式，本實用新型中的電壓調整電路2包括:第一MOS管Q1、第二 MOS管Q2和儲能電感LI，第一 MOS管Ql和第二 MOS管Q2依次串聯在第二主路5上;所述儲能電感LI的第一端連接于第一MOS管Ql和第二MOS管Q2之間，其第二端連接于第一主路4上，所述第二 MOS管Q2的輸出端與所述儲能電感LI的第一端之間設有肖特基二極管D1。由于第一輸入端PV+與光伏電池的正極相接，接收到的是高電壓信號，第二輸入端PV與-與光伏電池的負極相接，其接收到的是低電壓信號;故此處的第一 MOS管Q1、第二 MOS管Q2將會根據需要對第二主路5的進行升壓，使得第二主路5的電壓高于第一主路4的電壓。
[0025]進一步，所述選擇回路6的輸入端連接于第二主路5上;所述連接選擇器Kl為單刀雙擲繼電器，所述單刀雙擲繼電器的輸出端與第二輸出端P2相接，且其一路輸入端與于第二主路5相接，另一路輸入端與選擇回路6相接。當正常工作時，連接選擇器Kl控制第二輸出端P2與第二主路5接通;第一輸出端Pl輸出從第一輸入端PV+采集到的電壓信號，第二輸出端P2輸出經第二主路5升壓后的電壓信號，S卩P2處的電壓大于Pl處的電壓；當需要控制輸出電壓反相時，連接選擇器Kl控制第二輸出端P2與選擇回路6相接通，第一輸出端Pl輸出從第一輸入端PV+采集到的電壓信號，第二輸出端P2輸出從第二輸入端PV-采集到的電壓信號，即P2處的電壓小于Pl處的電壓；由此實現電壓輸出的反向。
[0026]其具體的控制過程為:控制第一103管01導通，電流方向？￥+42、(:1、1^1、01、1?1，給LI電感儲能，關斷第一MOS管Ql，打開第二MOS管Q2，儲能電感LI上的電流進行續流，電流方向端子？1丄1、02(在02沒有開通的情況下電流通過肖特基二極管01流過)41、1(1(1、2腳)、P2，同時采集PV輸入電壓、輸出的電解電容EI兩端電壓及通過電阻Rl采集PV輸入電流來實現最高功率點跟蹤及電池板監控，通過控制第一、第二 MOS管Q1、Q2的配合對光伏電池板進行可控整流及降壓，輸出可控的電壓電流，通過單刀雙擲繼電器Kl輸出電壓，Kl在不動作的情況下輸出的電壓與其他相同產品的輸出串聯后連接到光伏母線上，PI輸出負極，P2輸出正極，并與其他串聯的電路并聯，產品輸出整體裝配及應用如圖2。在一路或者多路達到設定的PID修復閾值時，通過產品之間的通訊，動作這些串聯產品的輸出單刀雙擲繼電器Kl，使輸出電壓全部反向，Pl接負光伏電池板PV+，P2接負光伏電池板PV-。
[0027]請參看圖3，作為另一種實施方式，本實用新型中的電壓調整電路2包括:第一MOS管Ql、第二 MOS管Q2和儲能電感LI，第二 MOS管Q2和第一 MOS管Ql依次串聯在第一主路4上;所述儲能電感LI的第一端連接于第一MOS管Ql和第二MOS管Q2之間，其第二端連接于第二主路5上，所述第一MOS管Ql的輸出端與所述儲能電感LI的第一端之間設有肖特基二極管D1。由于第一輸入端PV+與光伏電池的正極相接，接收到的是高電壓信號，第二輸入端PV與-與光伏電池的負極相接，其接收到的是低電壓信號;故此處的第一 MOS管Q1、第二 MOS管Q2將會根據需要對第一主路4的進行降壓。
[0028]進一步，所述選擇回路6包括:第一回路和第二回路，所述第一回路的輸入端與第一主路4相接，且其連接于電壓調整電路2的前端;所述第二回路與第二主路5相接；
[0029]所述連接選擇器Kl為雙刀雙擲繼電器，所述雙刀雙擲繼電器中第一組輸出端與第一輸入端PV+ 口相接，且第一組兩個的輸入端分別與第一主路4和第二回路相接，所述雙刀雙擲繼電器中第二組輸出端與第二輸入端PV-口相接，且第二組兩個的輸入端分別與第二主路5和第一回路相接。當正常工作時，連接選擇器Kl控制第一輸出端Pl與第一主路4接通，第二輸出端P2與第二主路5接通;第一輸出端Pl輸出第一主路4的電壓信號，第二輸出端P2輸出第二主路5的電壓信號，S卩P2處的電壓小于Pl處的電壓；當需要控制輸出電壓反相時，連接選擇器KI控制第一輸出端PI與第二回路相接通，使得第一輸出端PI輸出第二主路5的電壓信號，第二輸出端P2與第一回路相接通，使得第二輸出端P2輸出第一主路4的電壓信號，即P2處的電壓大于Pl處的電壓；由此實現電壓輸出的反向。
[0030]其具體的控制過程為:端子PV+和PV-與外部的光伏面板對應連接，通過第二電解電容E2和薄膜電容Cl的儲能濾波，穩定PV面板輸入的電壓，控制第二MOS管Q2導通，電流方向PV+、E2、C1、R1、L1、Q1，給LI電感儲能，關斷第二MOS管Q2，打開第一MOS管Ql，儲能電感LI上的電流進行續流，電流方向端子P1、K1(4、6腳)、E1正極、Q2(在Q2沒有開通的情況下電流通過肖特基二極管Dl流過)、L1、E1負極、Kl(l、3腳)、P2，同時采集PV輸入電壓、輸出的電解電容El兩端電壓及通過電阻Rl采集PV輸入電流來實現最高功率點跟蹤及電池板監控，通過控制圖3的Q1、Q2配合對光伏電池板進行可控整流及降壓，輸出可控的電壓電流，通過雙刀雙擲繼電器Kl輸出電壓。
[0031]進一步，所述儲能濾波電路I包括:相并聯的第二電解電容E2和薄膜電容Cl，所述第二電解電容E2和薄膜電容Cl均連接與第一、第二主路4、5之間。
[0032]進一步，所述電壓調整電路2的前端設有電阻Rl，所述電阻Rl設置于第一主路4或第二主路5上;所述電壓調整電路2的后端設有第一電解電容El，所述第一電解電容El設置于第一主路4與第二主路5之間；所述電阻Rl上接有電流取樣電路，所述第一電解電容El的兩端上接有電壓取樣電路。本實用新型通過電流取樣電路和電壓取樣電路分別采集到電流采樣信號和電壓采樣信號，以實現最大效率跟蹤并根據該電流采樣信號和電壓采樣信號調節第一 MOS管Ql和第二 MOS管Q2以實現升壓或降壓控制。
[0033]請參看圖4，本實用新型光伏電池板最大效率跟蹤及預防PID效應的電路系統，包括:光伏電池板100和如上所述的光伏電池板最大效率跟蹤及預防PID效應的電路200，所述光伏電池板100的數量為一塊以上，每塊光伏電池板100的輸出端均與一塊所述光伏電池板最大效率跟蹤及預防PID效應的電路200中第一、第二輸入端PV+、PV-相接，所述光伏電池板最大效率跟蹤及預防PID效應的電路200的輸出端與另一光伏電池板最大效率跟蹤及預防PID效應的電路200的輸出端相串聯或并聯。在一路或者多路光伏電池板最大效率跟蹤及預防PID效應的電路200達到設定的PID修復閾值時，通過產品之間的通訊，控制這些串聯產品的輸出連接選擇器KI，使輸出電壓全部反向。
[0034]本實用新型中每一塊光伏電池板100都采用光伏電池板最大效率跟蹤及預防PID效應的電路實現電壓控制，電路將光伏電池板的電壓變成可控的低壓輸出，控制低壓的輸出電流，面板與面板之間通過通訊實現同電流輸出，當一路或者多路達到設定的PID修復閾值時，動作輸出端的繼電器，切換輸出使電路直接連接光伏電池板，使其他路輸出的正極連接光伏電池組串的負極PV-，輸出的負極連接光伏電池組串的正極PV+，用其他并聯的光伏電池板的電壓修復繼電器動作的光伏電池板預防PID效應，并且正常輸出功率，可以在不影響光伏逆變器工作的前提下，恢復因光伏電池組件PID現象導致光伏電池板輸出功率衰減的問題。
[0035]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
【主權項】
1.光伏電池板最大效率跟蹤及預防PID效應的電路，其特征在于，包括:主控制通路和選擇回路，主控制通路由第一主路和第二主路組成;所述第一主路上設有第一輸入端，所述第二主路上設有第二輸入端，且第一、第二輸入端分別與光伏電池板輸出端的正極和負極連接，所述主控制通路中按其電流流向依次設有儲能濾波電路，電壓調整電路和輸出選擇電路； 所述輸出選擇電路包括:輸出端和連接選擇器，所述輸出端包括:第一輸出端、第二輸出端;所述連接選擇器設置于輸出端的前端，且其與所述選擇回路的輸出端相配合，其用于對于第一輸出端和第二輸出端的輸出電壓進行選擇控制，所述選擇回路的輸入端連接于主控制通路中所述電壓調整電路的前端。2.根據權利要求1所述的光伏電池板最大效率跟蹤及預防PID效應的電路，其特征在于，所述電壓調整電路的前端設有電阻，所述電阻設置于第一主路或第二主路上;所述電壓調整電路的后端設有第一電解電容，所述第一電解電容設置于第一主路與第二主路之間；所述電阻上接有電流取樣電路，所述第一電解電容的兩端上接有電壓取樣電路。3.根據權利要求2所述的光伏電池板最大效率跟蹤及預防PID效應的電路，其特征在于，所述電壓調整電路包括:第一 MOS管、第二 MOS管和儲能電感，第一 MOS管和第二 MOS管依次串聯在第二主路上;所述儲能電感的第一端連接于第一MOS管和第二MOS管之間，其第二端連接于第一主路上，所述第二 MOS管的輸出端與所述儲能電感的第一端之間設有肖特基二極管。4.根據權利要求3所述的光伏電池板最大效率跟蹤及預防PID效應的電路，其特征在于，所述選擇回路的輸入端連接于第二主路上;所述連接選擇器為單刀雙擲繼電器，所述單刀雙擲繼電器的輸出端與第二輸出端相接，且其一路輸入端與于第二主路相接，另一路輸入端與選擇回路相接。5.根據權利要求2所述的光伏電池板最大效率跟蹤及預防PID效應的電路，其特征在于，所述其特征在于，所述電壓調整電路包括:第一 MOS管、第二 MOS管和儲能電感，第二 MOS管和第一 MOS管依次串聯在第一主路上;所述儲能電感的第一端連接于第一 MOS管和第二MOS管之間，其第二端連接于第二主路上，所述第一MOS管的輸出端與所述儲能電感的第一端之間設有肖特基二極管。6.根據權利要求5所述的光伏電池板最大效率跟蹤及預防PID效應的電路，其特征在于，所述選擇回路包括:第一回路和第二回路，所述第一回路的輸入端與第一主路相接，且其連接于電壓調整電路的前端;所述第二回路與第二主路相接； 所述連接選擇器為雙刀雙擲繼電器，所述雙刀雙擲繼電器中第一組輸出端與第一輸入端口相接，且第一組兩個的輸入端分別與第一主路和第二回路相接，所述雙刀雙擲繼電器中第二組輸出端與第二輸入端口相接，且第二組兩個的輸入端分別與第二主路和第一回路相接。7.根據權利要求4或6所述的光伏電池板最大效率跟蹤及預防PID效應的電路，其特征在于，所述儲能濾波電路包括:相并聯的第二電解電容和薄膜電容，所述第二電解電容和薄膜電容均連接與第一、第二主路之間。8.光伏電池板最大效率跟蹤及預防PID效應的電路系統，其特征在于，包括:光伏電池板和如權利要求1至7任意一項所述的光伏電池板最大效率跟蹤及預防PID效應的電路，所述光伏電池板的數量為一塊以上，每塊光伏電池板的輸出端均與一塊所述光伏電池板最大效率跟蹤及預防PID效應的電路中第一、第二輸入端相接，所述光伏電池板最大效率跟蹤及預防PID效應的電路的輸出端與另一光伏電池板最大效率跟蹤及預防PID效應的電路的輸出端相串聯或并聯。
【文檔編號】G05F1/67GK205644342SQ201620355508
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年4月25日
【發明人】王永寬, 馮雪玲, 王曉偉
【申請人】深圳市高科潤電子有限公司