光伏电池板最大效率跟踪及预防pid效应的电路及系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及光伏电路技术领域，具体涉及一种光伏电池板最大效率跟踪及预防PID效应的电路，本实用新型包括：主控制通路和选择回路，主控制通路由第一主路和第二主路组成；所述第一、第二主路上分别设有第一、第二输入端，所述主控制通路中依次设有储能滤波电路，电压调整电路和输出选择电路；所述输出选择电路包括：输出端和连接选择器，所述连接选择器设置于输出端的前端，其用于对输出电压进行选择控制，所述选择回路的输入端连接于主控制通路中所述电压调整电路的前端。本实用新型能光伏电池板最大效率跟踪，并且可对光伏电池板进行修复，以预防PID效应，延长光伏电池板使用寿命。
【专利说明】
光伏电池板最大效率跟踪及预防PID效应的电路及系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及光伏电路技术领域，具体涉及一种光伏电池板最大效率跟踪及预防PID效应的电路以及一种光伏电池板最大效率跟踪及预防PID效应的电路系统。
【背景技术】
[0002]—般光伏电池板需要串并联使用，而串并联后的光伏电池板其输出电流大小受所有串联光伏电池板发电量最小一块的电流限制，并且伴随着光伏电池板的长期使用，潮湿环境、光伏电池板表面的被导电性、酸性、碱性以及带电离子等污染会形成PID(PotentialInduced Degradat1n,潜在电势诱导衰减)效应，其是光伏电池板的一种特性，指在高温多湿环境下，高电压流经太阳能电池单元便会导致输出下降的现象，故其对面板的输出功率有很大影响。
【发明内容】
[0003]为克服上述缺陷，本实用新型的目的即在于提供一种光伏电池板最大效率跟踪及预防PID效应的电路及其系统。
[0004]本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的:
[0005]本实用新型是一种光伏电池板最大效率跟踪及预防PID效应的电路，包括:主控制通路和选择回路，主控制通路由第一主路和第二主路组成;所述第一主路上设有第一输入端，所述第二主路上设有第二输入端，且第一、第二输入端分别与光伏电池板输出端的正极和负极连接，所述主控制通路中按其电流流向依次设有储能滤波电路，电压调整电路和输出选择电路；
[0006]所述输出选择电路包括:输出端和连接选择器，所述输出端包括:第一输出端、第二输出端;所述连接选择器设置于输出端的前端，且其与所述选择回路的输出端相配合，其用于对于第一输出端和第二输出端的输出电压进行选择控制，所述选择回路的输入端连接于主控制通路中所述电压调整电路的前端。
[0007]进一步，所述电压调整电路的前端设有电阻，所述电阻设置于第一主路或第二主路上;所述电压调整电路的后端设有第一电解电容，所述第一电解电容设置于第一主路与第二主路之间；所述电阻上接有电流取样电路，所述第一电解电容的两端上接有电压取样电路。
[0008]进一步，所述电压调整电路包括:第一 MOS管、第二 MOS管和储能电感，第一 MOS管和第二 MOS管依次串联在第二主路上;所述储能电感的第一端连接于第一 MOS管和第二 MOS管之间，其第二端连接于第一主路上，所述第二 MOS管的输出端与所述储能电感的第一端之间设有肖特基二极管。
[0009]进一步，所述选择回路的输入端连接于第二主路上；所述连接选择器为单刀双掷继电器，所述单刀双掷继电器的输出端与第二输出端相接，且其一路输入端与于第二主路相接，另一路输入端与选择回路相接。
[0010]进一步，所述电压调整电路包括:第一 MOS管、第二 MOS管和储能电感，第二 MOS管和第一 MOS管依次串联在第一主路上;所述储能电感的第一端连接于第一 MOS管和第二 MOS管之间，其第二端连接于第二主路上，所述第一 MOS管的输出端与所述储能电感的第一端之间设有肖特基二极管。
[0011]进一步，所述选择回路包括:第一回路和第二回路，所述第一回路的输入端与第一主路相接，且其连接于电压调整电路的前端;所述第二回路与第二主路相接；
[0012]所述连接选择器为双刀双掷继电器，所述双刀双掷继电器中第一组输出端与第一输入端口相接，且第一组两个的输入端分别与第一主路和第二回路相接，所述双刀双掷继电器中第二组输出端与第二输入端口相接，且第二组两个的输入端分别与第二主路和第一回路相接。
[0013]进一步，所述储能滤波电路包括:相并联的第二电解电容和薄膜电容，所述第二电解电容和薄膜电容均连接与第一、第二主路之间。
[0014]本实用新型光伏电池板最大效率跟踪及预防PID效应的电路系统，包括:光伏电池板和如上所述的光伏电池板最大效率跟踪及预防PID效应的电路，所述光伏电池板的数量为一块以上，每块光伏电池板的输出端均与一块所述光伏电池板最大效率跟踪及预防PID效应的电路中第一、第二输入端相接，所述光伏电池板最大效率跟踪及预防PID效应的电路的输出端与另一光伏电池板最大效率跟踪及预防PID效应的电路的输出端相串联或并联。
[0015]本实用新型能对单块的光伏电池板的最大效率进行跟踪，并且在并联使用时，可以对一块或多块光伏电池板的电路同时进行修复，以预防PID效应，而其他光伏电池板的电路正常输出功率，延长光伏电池板使用寿命。
【附图说明】
[0016]为了易于说明，本实用新型由下述的较佳实施例及附图作详细描述。
[0017]图1为本实用新型的电路原理不意图；
[0018]图2为本实用新型的一个实施例的电路结构图；
[0019]图3为本实用新型的另一个实施例的电路结构图；
[0020]图4为本实用新型的电路系统的逻辑结构图。
【具体实施方式】
[0021]为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0022]请参阅图1，本实用新型的光伏电池板最大效率跟踪及预防PID效应的电路，包括:主控制通路和选择回路6，主控制通路由第一主路4和第二主路5组成;所述第一主路4上设有第一输入端PV+，所述第二主路5上设有第二输入端PV-，且第一、第二输入端PV+、PV_分别与光伏电池板输出端的正极和负极连接，所述主控制通路中按其电流流向依次设有储能滤波电路I，电压调整电路2和输出选择电路3;
[0023]所述输出选择电路3包括:输出端和连接选择器Kl，所述输出端包括:第一输出端P1、第二输出端;所述连接选择器Kl设置于输出端的前端，且其与所述选择回路6的输出端相配合，其用于对于第一输出端Pl和第二输出端的输出电压进行选择控制，所述选择回路6的输入端连接于主控制通路中所述电压调整电路2的前端。
[0024]请参看图2，作为一种实施方式，本实用新型中的电压调整电路2包括:第一MOS管Q1、第二 MOS管Q2和储能电感LI，第一 MOS管Ql和第二 MOS管Q2依次串联在第二主路5上;所述储能电感LI的第一端连接于第一MOS管Ql和第二MOS管Q2之间，其第二端连接于第一主路4上，所述第二 MOS管Q2的输出端与所述储能电感LI的第一端之间设有肖特基二极管D1。由于第一输入端PV+与光伏电池的正极相接，接收到的是高电压信号，第二输入端PV与-与光伏电池的负极相接，其接收到的是低电压信号;故此处的第一 MOS管Q1、第二 MOS管Q2将会根据需要对第二主路5的进行升压，使得第二主路5的电压高于第一主路4的电压。
[0025]进一步，所述选择回路6的输入端连接于第二主路5上;所述连接选择器Kl为单刀双掷继电器，所述单刀双掷继电器的输出端与第二输出端P2相接，且其一路输入端与于第二主路5相接，另一路输入端与选择回路6相接。当正常工作时，连接选择器Kl控制第二输出端P2与第二主路5接通;第一输出端Pl输出从第一输入端PV+采集到的电压信号，第二输出端P2输出经第二主路5升压后的电压信号，S卩P2处的电压大于Pl处的电压；当需要控制输出电压反相时，连接选择器Kl控制第二输出端P2与选择回路6相接通，第一输出端Pl输出从第一输入端PV+采集到的电压信号，第二输出端P2输出从第二输入端PV-采集到的电压信号，即P2处的电压小于Pl处的电压；由此实现电压输出的反向。
[0026]其具体的控制过程为:控制第一103管01导通，电流方向？￥+42、(:1、1^1、01、1?1，给LI电感储能，关断第一MOS管Ql，打开第二MOS管Q2，储能电感LI上的电流进行续流，电流方向端子？1丄1、02(在02没有开通的情况下电流通过肖特基二极管01流过)41、1(1(1、2脚)、P2，同时采集PV输入电压、输出的电解电容EI两端电压及通过电阻Rl采集PV输入电流来实现最高功率点跟踪及电池板监控，通过控制第一、第二 MOS管Q1、Q2的配合对光伏电池板进行可控整流及降压，输出可控的电压电流，通过单刀双掷继电器Kl输出电压，Kl在不动作的情况下输出的电压与其他相同产品的输出串联后连接到光伏母线上，PI输出负极，P2输出正极，并与其他串联的电路并联，产品输出整体装配及应用如图2。在一路或者多路达到设定的PID修复阈值时，通过产品之间的通讯，动作这些串联产品的输出单刀双掷继电器Kl，使输出电压全部反向，Pl接负光伏电池板PV+，P2接负光伏电池板PV-。
[0027]请参看图3，作为另一种实施方式，本实用新型中的电压调整电路2包括:第一MOS管Ql、第二 MOS管Q2和储能电感LI，第二 MOS管Q2和第一 MOS管Ql依次串联在第一主路4上;所述储能电感LI的第一端连接于第一MOS管Ql和第二MOS管Q2之间，其第二端连接于第二主路5上，所述第一MOS管Ql的输出端与所述储能电感LI的第一端之间设有肖特基二极管D1。由于第一输入端PV+与光伏电池的正极相接，接收到的是高电压信号，第二输入端PV与-与光伏电池的负极相接，其接收到的是低电压信号;故此处的第一 MOS管Q1、第二 MOS管Q2将会根据需要对第一主路4的进行降压。
[0028]进一步，所述选择回路6包括:第一回路和第二回路，所述第一回路的输入端与第一主路4相接，且其连接于电压调整电路2的前端;所述第二回路与第二主路5相接；
[0029]所述连接选择器Kl为双刀双掷继电器，所述双刀双掷继电器中第一组输出端与第一输入端PV+ 口相接，且第一组两个的输入端分别与第一主路4和第二回路相接，所述双刀双掷继电器中第二组输出端与第二输入端PV-口相接，且第二组两个的输入端分别与第二主路5和第一回路相接。当正常工作时，连接选择器Kl控制第一输出端Pl与第一主路4接通，第二输出端P2与第二主路5接通;第一输出端Pl输出第一主路4的电压信号，第二输出端P2输出第二主路5的电压信号，S卩P2处的电压小于Pl处的电压；当需要控制输出电压反相时，连接选择器KI控制第一输出端PI与第二回路相接通，使得第一输出端PI输出第二主路5的电压信号，第二输出端P2与第一回路相接通，使得第二输出端P2输出第一主路4的电压信号，即P2处的电压大于Pl处的电压；由此实现电压输出的反向。
[0030]其具体的控制过程为:端子PV+和PV-与外部的光伏面板对应连接，通过第二电解电容E2和薄膜电容Cl的储能滤波，稳定PV面板输入的电压，控制第二MOS管Q2导通，电流方向PV+、E2、C1、R1、L1、Q1，给LI电感储能，关断第二MOS管Q2，打开第一MOS管Ql，储能电感LI上的电流进行续流，电流方向端子P1、K1(4、6脚)、E1正极、Q2(在Q2没有开通的情况下电流通过肖特基二极管Dl流过)、L1、E1负极、Kl(l、3脚)、P2，同时采集PV输入电压、输出的电解电容El两端电压及通过电阻Rl采集PV输入电流来实现最高功率点跟踪及电池板监控，通过控制图3的Q1、Q2配合对光伏电池板进行可控整流及降压，输出可控的电压电流，通过双刀双掷继电器Kl输出电压。
[0031]进一步，所述储能滤波电路I包括:相并联的第二电解电容E2和薄膜电容Cl，所述第二电解电容E2和薄膜电容Cl均连接与第一、第二主路4、5之间。
[0032]进一步，所述电压调整电路2的前端设有电阻Rl，所述电阻Rl设置于第一主路4或第二主路5上;所述电压调整电路2的后端设有第一电解电容El，所述第一电解电容El设置于第一主路4与第二主路5之间；所述电阻Rl上接有电流取样电路，所述第一电解电容El的两端上接有电压取样电路。本实用新型通过电流取样电路和电压取样电路分别采集到电流采样信号和电压采样信号，以实现最大效率跟踪并根据该电流采样信号和电压采样信号调节第一 MOS管Ql和第二 MOS管Q2以实现升压或降压控制。
[0033]请参看图4，本实用新型光伏电池板最大效率跟踪及预防PID效应的电路系统，包括:光伏电池板100和如上所述的光伏电池板最大效率跟踪及预防PID效应的电路200，所述光伏电池板100的数量为一块以上，每块光伏电池板100的输出端均与一块所述光伏电池板最大效率跟踪及预防PID效应的电路200中第一、第二输入端PV+、PV-相接，所述光伏电池板最大效率跟踪及预防PID效应的电路200的输出端与另一光伏电池板最大效率跟踪及预防PID效应的电路200的输出端相串联或并联。在一路或者多路光伏电池板最大效率跟踪及预防PID效应的电路200达到设定的PID修复阈值时，通过产品之间的通讯，控制这些串联产品的输出连接选择器KI，使输出电压全部反向。
[0034]本实用新型中每一块光伏电池板100都采用光伏电池板最大效率跟踪及预防PID效应的电路实现电压控制，电路将光伏电池板的电压变成可控的低压输出，控制低压的输出电流，面板与面板之间通过通讯实现同电流输出，当一路或者多路达到设定的PID修复阈值时，动作输出端的继电器，切换输出使电路直接连接光伏电池板，使其他路输出的正极连接光伏电池组串的负极PV-，输出的负极连接光伏电池组串的正极PV+，用其他并联的光伏电池板的电压修复继电器动作的光伏电池板预防PID效应，并且正常输出功率，可以在不影响光伏逆变器工作的前提下，恢复因光伏电池组件PID现象导致光伏电池板输出功率衰减的问题。
[0035]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.光伏电池板最大效率跟踪及预防PID效应的电路，其特征在于，包括:主控制通路和选择回路，主控制通路由第一主路和第二主路组成;所述第一主路上设有第一输入端，所述第二主路上设有第二输入端，且第一、第二输入端分别与光伏电池板输出端的正极和负极连接，所述主控制通路中按其电流流向依次设有储能滤波电路，电压调整电路和输出选择电路； 所述输出选择电路包括:输出端和连接选择器，所述输出端包括:第一输出端、第二输出端;所述连接选择器设置于输出端的前端，且其与所述选择回路的输出端相配合，其用于对于第一输出端和第二输出端的输出电压进行选择控制，所述选择回路的输入端连接于主控制通路中所述电压调整电路的前端。2.根据权利要求1所述的光伏电池板最大效率跟踪及预防PID效应的电路，其特征在于，所述电压调整电路的前端设有电阻，所述电阻设置于第一主路或第二主路上;所述电压调整电路的后端设有第一电解电容，所述第一电解电容设置于第一主路与第二主路之间；所述电阻上接有电流取样电路，所述第一电解电容的两端上接有电压取样电路。3.根据权利要求2所述的光伏电池板最大效率跟踪及预防PID效应的电路，其特征在于，所述电压调整电路包括:第一 MOS管、第二 MOS管和储能电感，第一 MOS管和第二 MOS管依次串联在第二主路上;所述储能电感的第一端连接于第一MOS管和第二MOS管之间，其第二端连接于第一主路上，所述第二 MOS管的输出端与所述储能电感的第一端之间设有肖特基二极管。4.根据权利要求3所述的光伏电池板最大效率跟踪及预防PID效应的电路，其特征在于，所述选择回路的输入端连接于第二主路上;所述连接选择器为单刀双掷继电器，所述单刀双掷继电器的输出端与第二输出端相接，且其一路输入端与于第二主路相接，另一路输入端与选择回路相接。5.根据权利要求2所述的光伏电池板最大效率跟踪及预防PID效应的电路，其特征在于，所述其特征在于，所述电压调整电路包括:第一 MOS管、第二 MOS管和储能电感，第二 MOS管和第一 MOS管依次串联在第一主路上;所述储能电感的第一端连接于第一 MOS管和第二MOS管之间，其第二端连接于第二主路上，所述第一MOS管的输出端与所述储能电感的第一端之间设有肖特基二极管。6.根据权利要求5所述的光伏电池板最大效率跟踪及预防PID效应的电路，其特征在于，所述选择回路包括:第一回路和第二回路，所述第一回路的输入端与第一主路相接，且其连接于电压调整电路的前端;所述第二回路与第二主路相接； 所述连接选择器为双刀双掷继电器，所述双刀双掷继电器中第一组输出端与第一输入端口相接，且第一组两个的输入端分别与第一主路和第二回路相接，所述双刀双掷继电器中第二组输出端与第二输入端口相接，且第二组两个的输入端分别与第二主路和第一回路相接。7.根据权利要求4或6所述的光伏电池板最大效率跟踪及预防PID效应的电路，其特征在于，所述储能滤波电路包括:相并联的第二电解电容和薄膜电容，所述第二电解电容和薄膜电容均连接与第一、第二主路之间。8.光伏电池板最大效率跟踪及预防PID效应的电路系统，其特征在于，包括:光伏电池板和如权利要求1至7任意一项所述的光伏电池板最大效率跟踪及预防PID效应的电路，所述光伏电池板的数量为一块以上，每块光伏电池板的输出端均与一块所述光伏电池板最大效率跟踪及预防PID效应的电路中第一、第二输入端相接，所述光伏电池板最大效率跟踪及预防PID效应的电路的输出端与另一光伏电池板最大效率跟踪及预防PID效应的电路的输出端相串联或并联。
【文档编号】G05F1/67GK205644342SQ201620355508
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年4月25日
【发明人】王永宽, 冯雪玲, 王晓伟
【申请人】深圳市高科润电子有限公司