一种用于模拟光伏组件特性的电源的多级稳压主回路装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于电力电子领域，涉及一种稳压电源装置，具体涉及一种用于模拟光伏组件特性的电源的多级稳压主回路装置。
【背景技术】
[0002]太阳能光伏发电技术是基于光生伏打效应将太阳能转化为电能的发电技术，利用微电子工艺技术制成的太阳能电池组件完成将太阳能转化为电能的工作。该技术具有不消耗化石燃料、无环境污染、可靠性高、寿命长、安全性能好、适合分散供电、扩充能量方便、与其他电源系统兼容等优点。因此，光伏产业是20世纪80年代以来世界上增长最快的高新技术产业之一。目前，世界上许多国家特别是发达国家将光伏发电摆在可再生能源开发的首位，以推动其发展。
[0003]太阳能光伏发电技术需要由逆变器将直流变为工频交流，以适应众多的交流电器供电条件。逆变器输出的交流电并网，必须满足同频同相的条件，通过调整电压来达到向电网输送电力的目的。因此对光伏并网逆变器的功能、性能要求必须经过严格测试。
[0004]对光伏并网逆变器进行测试，需要提供模拟光伏发电的直流电源作为光伏逆变器的输入，还需要提供与光伏并网逆变器输出端相连接的模拟三相工频交流电环境，通过改变被测光伏并网逆变器的输入与输出条件，实时采集其输入端、输出端的电压、电流值，经过适当的程序处理，得到对被测光伏并网逆变器进行测试的结果。
[0005]太阳能光伏发电技术是基于光生伏打效应将太阳能转化为电能的发电技术，利用微电子工艺技术制成的太阳能电池组件完成将太阳能转化为电能的工作。该技术具有不消耗化石燃料、无环境污染、可靠性高、寿命长、安全性能好、适合分散供电、扩充能量方便、与其他电源系统兼容等优点。
[0006]太阳能光伏发电技术需要由逆变器将直流变为工频交流，以适应众多的交流电器供电条件。
[0007]对光伏并网逆变器进行测试，需要提供模拟光伏发电的直流电源作为光伏逆变器的输入，通过改变被测光伏并网逆变器的输入与输出条件，实时采集其输入端、输出端的电压、电流值，经过适当的程序处理，得到对被测光伏并网逆变器进行测试的结果。
[0008]目前被测光伏逆变器输入端电源一般采用稳压电源串联电阻的办法提供。这种方法不能准确地测量光伏逆变器特性，例如最大功率点跟踪特性；也不能准确地反映光照、温度等工作环境参数变化对逆变器的并网特性的影响。
[0009]利用反馈控制基准电压的技术可以通过稳压电源得到与真实光伏发电组件特性十分近似的输出特性。存在的技术问题是:线性稳压电源效率低下，尤其在短路电流点附近，调整管管压降接近最大值，流过调整管的电流也接近最大值，使得调整管耗散功率非常大，导致电源效率很低，同时调整管发热巨大，极易损坏。采用开关稳压电源结构虽然效率大大提高，但输出由尖峰脉冲不易去除，用这种结构为被测光伏逆变器提供模拟光伏组件发电电能供给，有可能导致最大功率点跟踪失败，产生对被测光伏逆变器的误判断。本文所提出的一种用于模拟光伏组件特性的电源的多级稳压主回路装置，采用开关电源与线性电源相结合的方法，即改善了线性电源转换效率低的缺点，又减小了开关电源输出纹波较大的缺陷。
【发明内容】
[0010]本发明的目的是提供一种用于模拟光伏组件特性的电源的多级稳压主回路装置，它具有线性稳压电源的输出特性，平稳无开关尖脉冲，且效率远高于线性电源的优点。
[0011]本发明所采用的技术方案是，关于模拟光伏组件特性的电源的多级稳压主回路装置，主要由多级稳压电路和控制电路构成。多级稳压电路至少包括:整流滤波电路的输出和开关稳压电源单元的输入相连，开关稳压电源单元的输出和线性稳压电源单元的输入相连。控制电路至少包括:线性稳压电源输出端电压取样单元的输出分别和线性稳压电源误差放大比较单元的输入端相连，电流取样单元的输出与基准发生单元的输入相连，记住年发生单元的输出分别和带开关稳压电源误差放大比较单元和线性稳压电源误差放大比较单元的输入相连，开关的稳压电源误差放大比较单元和线性稳压电源误差放大比较单元的输出分别与开关稳压电源的功率管、线性稳压电源的晶体管相连。
[0012]所述的用于模拟光伏组件特性电源多级稳压住葫芦装置的多级稳压电路，包括整流滤波电路、开关稳压电源单元和线性稳压电源单元，要求能稳定输出特定功率下的太阳能光伏特性曲线。其主要特征是:根据设计开关稳压电源单元要求采用半桥式变换器，采集完电压后送入基准发生单元，基准发生单元用来模拟特定光照、温度下的太阳能特性曲线。将工作点电压送入开关稳压电源误差放大比较单元和线性稳压电源误差放大比较单元且前者电压比后者电压高2-3V。
[0013]所述的两个电压采样电路，线性稳压电源输出端电压取样单元5和开关稳压电源输出端电压取样单元2其主要特征是:开关稳压电源输出端电压取样单元2和线性稳压电源输出端电压取样单元5用来做内环电压微调，使输出工作在光伏特性曲线上，线性稳压电源输出端电压取样单元5送入基准发生单元7，用于寻找最新的工作点。
[0014]发明的有益效果在于，提供一种一种用于模拟光伏组件特性的电源的多级稳压主回路装置，采用开关电源与线性电源相结合的方法，即可由开关电源和线性电源内环微调，也可由基准发生单元调整负载工作点，此装置即改善了线性电源转换效率低的缺点，又减小了开关电源输出纹波较大的缺陷。
【附图说明】
[0015]图1是本发明一种用于模拟光伏组件特性的电源的多级稳压主回路装置的结构示意图；
图中，1.开关稳压电源单元，2.开关稳压电源输出端电压采样单元，3.开关稳压电源误差放大比较单元，4.线性稳压电源单元，5.线性稳压电源输出端电压采样单元，6.线性电源误差放大比较单元，7.基准发生单元，8.整流滤波单元，9.电流采样单元。
【具体实施方式】
[0016]如图1所示，一种用于模拟光伏组件特性的电源的多级稳压主回路装置，其特征为:包括多级稳压电路和控制电路，所述多级稳压电路至少包括:开关稳压电源单元1、线性稳压电源单元4、整流滤波单元8。整流滤波单元8的输出和开关稳压电源单元I输入端相连，开关稳压电源单元I的输出端和线性稳压电源单元4的输入端相连；所述控制电路至少包括线性电源单元输出端电压采样单元5、电流采样单元9、基准发生单元7、开关电源误差放大比较单元3、线性电源误差放大比较单元6。开关电源输出端电压采样单元2的输出端和开关电源误差放大比较单元的输入端相连，线性电源单元输出端电压采样电路5的输出端分别和线性电源误差放大比较单元6、基准发生单元7相连，电流采样单元的输出与基准发生单元7相连，基准发生单元7的输出与开关电源误差放大比较单元和线性电源误差放大比较单元6相连。
[0017]如图1所示，基准发生单元所发出的两路基准电压，可通过对实际光照、温度下的太阳能电池板进行电压、电流测量，记录数据，用一 3V稳压管和TL431串联，在稳压管上端和中端分别引出两个端子，分别作为基准输出端，TL431的输出由控制芯片控制,控制芯片中可记录不同条件下的特性曲线数据，线性电源单元输出端电压采样电路5的输出送入基准发生单元的控制芯片，寻找相应的电流工作点，用其控制TL431的电压输出。
[0018]如图1所示，一种用于模拟光伏组件特性的电源的多级稳压主回路装置，其主电路采用多级稳压电路，分别为开关稳压电源单元I和线性稳压电源单元4，开关稳压电源单元内部可进行微调，来稳定输出，其输出大小的决定可由基准发生单元7决定，线性稳压电源单元与开关稳压电源单元类似，分为内环微调和外环调整两个环节。
[0019]如图1所示，开关稳压电源单元I的输出与线性稳压电源单元4的输入相连，开关稳压电源单元I的电压比线性稳压电源单元4高2?3V。线性电源单元输出端电压采样单元5、线性电源单元输出端电流采样单元9送入基准发生单元7中控制基准发生单元7发出两路基准电压值，控制光伏组件特性的电源的多级稳压主回路装置能够稳定输出光伏特性曲线。
【主权项】
1.一种用于模拟光伏组件特性的电源的多级稳压主回路装置，其特征为:包括多级电路和控制电路，所述多级稳压电路部分至少包括:整流滤波单元(8)、开关稳压电源单元(I)和线性稳压电源单元(4)，整流滤波单元(8)的输出和开关稳压电源单元(I)输入端相连，开关稳压电源单元(I)的输出端和线性稳压电源单元(4)的输入端相连；所述控制电路至少包括线性电源单元输出端电压采样单元(5)、线性电源单元输出端电流采样单元(9)、基准发生单元(7)、线性稳压电源单元输出端电压采样单元(5)、电流电采样单元(9)、开关稳压电源误差放大比较单元(3)、线性电源误差放大比较单元(6)，线性电源单元输出端电流采样单元(9)的输出端、线性稳压电源输出端电压采样单元(5)的输出端分别和基准发生单元(7)相连，基准发生单元(7)的输出分别与开关稳压电源误差放大比较单元(3)、线性电源误差放大比较单元(6)相连。
2.如权利要求1所述的一种用于模拟光伏组件特性的电源的多级稳压主回路装置，其特征在于:采用开关稳压电源和线性稳压电源串联方式，多级稳压。
3.如权利要求1所述的一种用于模拟光伏组件特性的电源的多级稳压主回路装置，其特征在于:所述开关稳压电源单元(I)的输出电压比线性稳压电源单元(4)的输出电压高.2 ?3V。
【专利摘要】本发明一种用于模拟光伏组件特性的电源的多级稳压主回路装置，由多个部分电路组成，主要部分为主功率电路部分和控制电路部分。主功率部分由整流滤波电路、开关稳压电源和线性稳压电源电路组成，通过调节开关电源的开关管的关断与闭合来调节输出电压电流的大小，通过线性电源电路进一步稳定电压减小纹波和噪声。控制部分主要通过对开关稳压电源和线性稳压电源的输出电压和输出电流进行检测来确定曲线工作点，发出基准电压来控制开关管关断与闭合时间从而来改变多级稳压主回路装置的输出。此方法能够自动跟随负载的变化来调整功率电源的输出，且能较为准确的模拟出太阳能特性曲线。
【IPC分类】G05F1-563
【公开号】CN104731155
【申请号】CN201310697447
【发明人】李帆, 王方
【申请人】西安信唯信息科技有限公司
【公开日】2015年6月24日
【申请日】2013年12月18日