专利名称：两级光伏逆变器旁路二极管及旁路dc/dc变换器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及国际分类HOlL半导体器件或H02M交流和交流之间，交流和直流之间，或直流和直流之间以及用于电源或类似的电カ系统的变换设备，以及它们的控制或调节技术领域，特别是一种两级光伏逆变器旁路ニ极管及旁路DC/DC变换器。
技术背景 光伏逆变器是ー种将太阳能面板发出来的直流电转换成可以接入公共电网的交流电的电カ电子装置。光伏并网逆变器作为太阳能发电系统的ー个重要设备，其研究工作也成为热点。光伏并网逆变器的基本功能是当太阳能电池输出在较大范围内变化时，能始終以尽可能高的效率将其输出的低压直流电转化成与电网匹配的交流电流送入电网。由于太阳能电池的输出会随着环境变化，并且变化范围较大，为了保证稳定并网，一般有两种方案一是采用DC/AC变换器+输出升压变压器；ニ是采用DC/DC升压变换器+DC/AC变换器。第一种方案因为输出侧变压器为エ频变压器，因为变压器体积及效率的问题，在中小功率的并网逆变器中很少采用。实际中多数采用的是第二种方案，即采用DC/DC升压变换器+DC/AC变换器的方案，由于仍然存在着两级能量变换，所以整体转换效率效率比一级变换要低。一般DC/DC升压变换器采用Boost变换器，当Boost变换器的开关管TB不工作吋，若输入电压Vin>Vout，则ニ极管Db会导通，电流可以通过；当太阳能电池输出电压高于DC/AC变换器工作要求的直流电压值时，可以让Boost变换器的开关管Tb停止工作，让电流通过Boost电感Lb和Db流向直流母线及DC/AC逆变器。这时就只有Boost电感Lb和ニ极管Db上存在损耗，这比整个Boost变换器工作时的损耗要小，虽然转换效率能得到一定提高，但是仍有限，远未达到希望值。已公开专利文献中，也有个别相关技术方案，但并不能直接应用，如专利申请号200820215148太阳能发电组件的旁路ニ极管模块。涉及的是太阳能发电装置的电路原件。包括铝质盒体、铜质框架片、至少两个ニ极管芯片、跳片，其特征在于，所述的铜质框架片包括设置在铝质盒体内的连接部和设置在铝质盒体外的端子部，连接部对应各ニ极管芯片设有相互分隔的区域，各连接部的一部分伸出铝质盒体形成所述的端子部；各ニ极管芯片的N面焊接在连接部相互分隔的区域上，彼此不相连；所述的跳片一端焊接在各ニ极管芯片的P面上，另一端与相邻的连接部相互分隔的区域相连；设置在最末的跳片的另一端与最末端子部相连；铜质框架片与铝质盒体之间设有灌封环氧树脂胶。如专利申请号201020255605基于双B o o s t电路前级逆变高频链隔离型DC 一 D C变换器，属于电力电子变换器领域。本实用新型所提出的电路拓扑结构包括实现前级逆变功能的双B oost电路、实现前级电路和后级电路隔离和电压升降变换功能的高频变压器，以及实现整流功能的整流电路。[0009]如专利申请号200910166254 —种小型/高效率的绝缘性双向D C — D C变换器。双向D C — D C变换器具备对线圈(N I、N 2)进行磁耦合的变压器(2)，开关电路(I I、I 2)， 并联连接开关(SW I )的ニ极管(D I )、平滑电容器(C I、C 2)、控制单元(I )。该双向D C — D C变换器在分别并联连接平滑电容器(C I、C 2)的直流电源(VI )、(V 2)间进行双向授受电力。在从直流电源(V I)向直流电源(V 2)提供电カ时，将开关(SW I )保持在接通状态。另ー方面，在从直流电源(V 2)向直流电源(V I )提供电カ时，将开关(SW I )保持在断开状态，以防止来自直流电源(V I )的电カ的逆流。
发明内容本实用新型的目的是提供一种两级光伏逆变器旁路ニ极管及旁路DC/DC变换器。本实用新型的发明目的是通过如下技术措施实现的在两级光伏逆变器中DC/DC变换器上并联ー个旁路ニ极管或继电器。本实用新型的有益效果是，在DC/DC升压变换器处于被旁路状态时，旁路通路上的开关元件会处于始终导通的状态下，损耗会比DC/DC升压变换器工作或者能量直接走Boost电感和Boost ニ极管低，从而转换效率得到提高。电路的可靠性稳定、使用方便。
图I现有技术中DC/DC升压变换器采用Boost变换器基本电路图。图2是本实用新型结构示意图。图3是本实用新型中的旁路ニ极管工作示意图。
具体实施方式
在太阳能电池输出电压高于DC/AC变换器工作的最低电压时，将DC/DC升压变换器用低损耗的电路旁路，这样可以大大提高光伏并网逆变器的部分电压段的转换效率。在两级光伏逆变器中DC/DC变换器上并联ー个旁路ニ极管或继电器。S卩，在两级光伏逆变器中DC/DC变换器上并联ー个ニ极管或继电器作为旁路。下面结合具体实施方式
，进ー步阐述本发明。如图2所示，从前面的分析中可以看到上述技术方案是在普通两级光伏逆变器基础上，増加ー个与DC/DC变换器并联的能量通路，此通路可以采用旁路ニ极管来实现；也可采用继电器来实现；所采用的旁路ニ极管D的导通压降，必须低于DC/DC升压变换器中所用Boost ニ极管的导通压降；若采用继电器，那么要求为其导通阻抗小于DC/DC升压变换器不工作时的通路阻杭。在光伏逆变器的DC/DC升压变换器旁并联ー个旁路ニ极管D，即旁路ニ极管正极接在DC/DC升压变换器的输入端，负极接在DC/DC升压变换器的输出端。尤其是，所述旁路ニ极管D除了满足耐压和可通过电流的要求外，旁路ニ极管D导通压降必须小于DC/DC升压变换器中使用的Boost ニ极管。当在太阳能电池输出电压低于DC/AC变换器工作要求的直流电压值时，控制器会控制DC/DC升压变换器处于工作状況，称此时光伏逆变器的工作状态为Boost状态。此时，DC/DC升压变换器的输出端电压高于输入端电压，旁路ニ极管D处于截止状态。[0023]另ー方面，采用继电器来实现时，控制器需要保持继电器处于断开的状态。所以，能量流动的通路为太阳能电池-〉DC/DC升压变换器-〉DC/AC变换器-〉电网。由于随着光照、温度等环境条件的变化，在光伏逆变器MPPT功能作用下，太阳能电池的输出电压会发生变化。当太阳能电池输出电压高于DC/AC变换器工作要求的直流电压值时，控制器会命令DC/DC升压变换器停止工作，而若用继电器实现时，控制器同时还要发出继电器闭合的命令，此时光伏逆变器的工作状态为旁路状态。同时，因为旁路ニ极管导通压降小于DC/DC升压变换器中所用的Boost ニ极管导通压降，继电器阻抗小于DC/DC升压变压器不工作时的阻抗，能量流动的通路会变成太阳能电池-〉旁路ニ极管或旁路继电器->DC/AC变换器-> 电网，从而实 现DC/DC升压变换器被旁路，降低损耗。在旁路状态下，DC/DC升压变换器处于被旁路状态吋，旁路通路上的开关元件会处于始终导通的状态下，损耗会比DC/DC升压变换器工作或者能量直接走Boost电感和Boost ニ极管来的低，从而转换效率得到提高。这些实施例仅用于说明本发明，而不用干限制本发明的范围。
权利要求1.两级光伏逆变器旁路ニ极管及旁路DC/DC变换器，其特征是在两级光伏逆变器中DC/DC变换器上并联ー个旁路ニ极管或继电器。
2.如权利要求I所述的两级光伏逆变器旁路ニ极管及旁路DC/DC变换器，其特征是旁路ニ极管D的导通压降必须低于DC/DC升压变换器中所用Boost ニ极管的导通压降。
3.如权利要求I所述的两级光伏逆变器旁路ニ极管及旁路DC/DC变换器，其特征在干，继电器导通阻抗小于DC/DC升压变换器不工作时的通路阻杭。
4.如权利要求I所述的两级光伏逆变器旁路ニ极管及旁路DC/DC变换器，其特征在干，旁路ニ极管正极接在DC/DC升压变换器的输入端，负极接在DC/DC升压变换器的输出端。
5.如权利要求4所述的两级光伏逆变器旁路ニ极管及旁路DC/DC变换器，其特征在干，旁路ニ极管D导通压降必须小于DC/DC升压变换器中使用的Boost ニ极管。
专利摘要两级光伏逆变器旁路二极管及旁路DC/DC变换器，在两级光伏逆变器中DC/DC变换器上并联一个二极管或继电器作为旁路。在DC/DC升压变换器处于被旁路状态时，旁路通路上的开关元件会处于始终导通的状态下，损耗会比DC/DC升压变换器工作或者能量直接走Boost电感和Boost二极管低，从而转换效率得到提高。电路的可靠性稳定、使用方便。
文档编号H02M7/42GK202364144SQ20112047169
公开日2012年8月1日 申请日期2011年11月24日 优先权日2011年11月24日
发明者李剑铎 申请人:上海煦达新能源科技有限公司