一种使用非隔离谐振变换器的太阳能电池的制作方法
【专利说明】
【技术领域】
[0001]本发明属于电能变换领域，特别涉及一种使用非隔离谐振变换器的太阳能电池。【【背景技术】】
[0002]由于移动制冷系统如车载空调，车载冰箱及用于野外的制冷装置的电源绝大多数为太阳能电池或新能源电池；而太阳能或新能源电池的供电系统的供电能力有限且不稳定，通过对开关电源的电路调整而达到提高设备使用效率。
[0003]高频高效高功率密度是开关电源的发展趋势，谐振变换器凭借其软开关特性和良好的EMI表现，成为新能源电能变换技术领域研宄的热点。
[0004]目前常见的谐振变换器，都是基于隔离式变压器制成，可配合参考图1所示，其均为利用隔离式变压器连接而成的谐振半桥变换器，具体来说，当副边同名端电压为正时，变压器绕组通过副边连接的电容C和二极管Dl给负载供电，电容C具有抬压的作用；当副边同名端电压为负时，二极管Dl截止，二极管D2导通，此时给电容C充电。由于隔离式变压器是由两个绕组构成，导致谐振变换器的体积较大，损耗较高，有待改进。
【
【发明内容】
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[0005]本发明所要解决的技术问题，是针对前述【背景技术】中的缺陷和不足，提供一种太阳能电池，其体积小，损耗低，功率密度高。
[0006]本发明中的太阳能电池由光采集转换模块将太阳能转化为电能并输入非隔离谐振变换器中。
[0007]所述光采集转换模块包括:太阳能芯片、聚光镜片及承载所述聚光镜片的承载模组，所述聚光镜片具有相对的上表面与下表面，其特征在于，所述承载模组具有基座，所述基座开设有凹槽，所述太阳能芯片固定在所述凹槽的底部，所述凹槽的底部且与所述太阳能芯片相对应的位置开设有若干散热导孔，所述散热导孔通向所述太阳能芯片，所述聚光镜片收容于所述凹槽中，且所述聚光镜片固定在所述基座上，所述聚光镜片的下表面朝向所述太阳能芯片，所述聚光镜片的下表面相对于所述太阳能芯片的部分设有多个光扩散结构。
[0008]所述多个光扩散结构与所述太阳能芯片之间具有空气间隙。
[0009]所述光采集转换模块进一步包括固定元件，所述固定元件将所述聚光镜片固定在所述基座上。
[0010]所述固定元件的热膨胀系数小于所述聚光镜片的热膨胀系数。
[0011]所述承载模组进一步具有承载座，所述承载座收容在所述凹槽中围绕所述太阳能芯片设置，且所述承载座承载收容于所述凹槽内的所述聚光镜片。
[0012]所述承载座承载所述聚光镜片的承载面镀有反射膜。
[0013]所述聚光镜片具有连接所述上表面与所述下表面的侧面，且所述侧面镀有反射膜。
[0014]其所述非隔离谐振变换器拓扑结构为:输入电源Uin由光采集转换模块提供，输入电源Uin连接输入电容Cin的一端、电感LI的异名端，电感LI的同名端连接电容C的一端，电容C的另一端连接电感L2的同名端和二极管D的阳极，二极管D的阴极连接输出电容Cout的一端，并输出电压；输入电容Cin的另一端、输出电容Cout的另一端接地，开关管S的一端接电感LI的同名端，另一端通过电阻R8接地。
[0015]开关管S的驱动电路具体结构与输入电压和输出电压有关，配合稳压管、晶体管、电阻、电容进行有源驱动，具体结构为:稳压管Zl的阴极连接输入电压，阳极连接电阻R1、电阻R2的一端，且电容Cl与稳压管Zl并联；电阻R3的一端连接输入电压，另一端连接晶体管Q2的发射极和晶体管Ql的基极；晶体管Ql的发射极连接输入电压，晶体管Ql基极通过电容C2连接至其集电极和晶体管Q2的基极；晶体管Ql集电极连接电阻R5的一端，电阻R5的另一端通过电阻R4连接至电感LI的同名端；电容C3与电阻R5并联；晶体管Q2的基极连接电阻Rl的另一端；其集电极连接晶体管Q3的集电极和开关管S的控制极；晶体管Q3的基极连接电阻R2的另一端、电阻R6的一端；电阻R6的另一端连接稳压管Z2的阳极和电阻R7的一端，电阻R7的一端连接至开关管S的另一端；晶体管Q3的基极还通过电阻R9连接到电容C4的一端，电容C4的另一端连接到开关S的一端，其中晶体管Ql、Q2为PNP型晶体管，Q3为NPN型晶体管。
[0016]与现有技术相比，本发明的有益效包括:
[0017]本发明提出的太阳能电池中的谐振变换器，利用电感、电容构成的谐振电路做能量交换使用，其拓扑仅使用一级变换电路，克服传统谐振电路的不足，电路拓扑简化，且驱动电路与输入电压、输出电压相关从而控制开关管S的导通和关断，能够有效抑制输入电压和输出电压波动带来的影响，而且此拓扑与传统谐振变换器相比在同等工作条件下开关器件功率要小，效率要高，成本较低；进一步的，提高了太阳能电池的输出电压，同时作为开关电源，保证了太阳能电池提供电能的效率，增加了实用性能。
【【附图说明】】
[0018]图1:现有谐振半桥变换器的电路连接示意图；
[0019]图2:本发明的非隔离谐振变换器的结构示意图；
[0020]图3:本发明光采集转换模块结构示意图。
【【具体实施方式】】
[0021]为使本发明的技术方案更加清楚，下面结合附图及具体实施过程对本发明作进一步的详细说明。
[0022]由图2可知，本发明中的非隔离谐振变换器包括输入电压Uin、电感L1、电容C、电感L2以及开关管S及其驱动电路构成，电感L1、电感L2为耦合型电感。
[0023]结合附图2对本发明的结构作详细说明，具体连接关系为:输入电源Uin连接输入电容Cin的一端、电感LI的异名端，电感LI的同名端连接电容C的一端，电容C的另一端连接电感L2的同名端和二极管D的阳极，二极管D的阴极连接输出电容Cout的一端，并输出电压；输入电容Cin的另一端、输出电容Cout的另一端接地，开关管S的一端接电感LI的同名端，另一端通过电阻R8接地。
[0024]开关管S的驱动电路具体结构与输入电压和输出电压有关，配合稳压管、晶体管、电阻、电容进行有源驱动，具体结构为:稳压管Zl的阴极连接输入电压，阳极连接电阻R1、电阻R2的一端，且电容Cl与稳压管Zl并联；电阻R3的一端连接输入电压，另一端连接晶体管Q2的发射极和晶体管Ql的基极；晶体管Ql的发射极连接输入电压，晶体管Ql基极通过电容C2连接至其集电极和晶体管Q2的基极；晶体管Ql集电极连接电阻R5的一端，电阻R5的另一端通过电阻R4连接至电感LI的同名端；电容C3与电阻R5并联；晶体管Q2的基极连接电阻Rl的另一端；其集电极连接晶体管Q3的集电极和开关管S的控制极；晶体管Q3的基极连接电阻R2的另一端、电阻R6的一端；电阻R6的另一端连接稳压管Z2的阳极和电阻R7的一端，电阻R7的一端连接至开关管S的另一端；晶体管Q3的基极还通过电阻R9连接到电容C4的一端，电容C4的另一端连接到开关S的一端，其中晶体管Q1、Q2为PNP型晶体管，Q3为NPN型晶体管。通过上述驱动电路，由晶体管Q1、Q2、Q3及其外围电路控制开关管S的导通和关断，当开关S导通时候，电感LI储能，电容C和电感L2释放能量，当开关S关断时候，电感L1、电容C、电感L2构成谐振电路，当流过二极管D的谐振电流变为O时，控制开关管再次导通，形成周期性的导通和关断。
[0025]开关管S为MOSFET或者IGBT等功率半导体器件。
[0026]输入电源为蓄电池、燃料电池或光伏电池等。
[0027]该谐振电路采用一级变换结构，电路拓扑结构简单高效；且驱动电路与输入电压、输出电压相关从而控制开关管S的导通和关断，能够有效抑制输入电压和输出电压波动带来的影响。
[0028]由图3可知，光采集转换模块，其包括一块聚光镜片1、一个承载模组2及太阳能芯片4。
[0029]所述聚光镜片I具有相对的上表面11与下表面12，及连接所述上表面11与所述下表面12的侧面13。于本实施例中，所述上表面11为凸面，所述下表面12为凸面。可以理解的是，所述聚光镜片I还可以是上表面11为凸面、下表面12为平面，上表面11为凸面、下表面12为凹面，上表面11为平面、下表面12为凸面，或者上表面11为凹面、下表面12为凸面的镜片，只要镜片整体上能够实现聚光即可。
[0030]优选地，聚光镜片I的侧面13镀有铬反射膜、银反射膜或铝反射膜，由此，可增加进入聚光镜片I内的光的利用率。
[0031]为了减小聚光镜片I的厚度，聚光镜片I可只有相对的上表面11与下表面12，而没有连接上表面11与下表面12的侧面13。
[0032]优选地，所述聚光镜片I由高穿透率的耐高温材料制成，所述耐高温材料为玻璃、环氧树脂、丙烯酸或聚酰亚胺。<