基于升降压的功率转换器的制造方法_3

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与周期时间的持续时间T33之间的比率所确定,也就是说D33 = T33ot/T33。如果占空比为零(D33 = O),则第一开关33始终被关断。根据一个实施例,从控制器5 (参见图5)所接收的第一控制信号S33对驱动信号S33的占空比进行调节。
[0049]在图6和7中,驱动信号S33的高信号电平表示接通第一开关33的接通电平,并且低信号电平表示关断第一开关33的关断电平。然而,这仅是一个示例并且仅是用于说明的目的。
[0050]参考图6和7,输入电流Il在第一开关33将第一电感器31连接在输入节点21、22之间而使得第一电感器31基本上接收输入电压Vl时的接通时间段期间有所增大。在该接通时间段期间,能量以磁性方式存储在第一电感器31中。在关断时间段期间,存储在第一电感器31中的能量经由整流器元件32被分别传输至第一转换器3的输出和输出电感器34,而使得输入电流Il在关断时间T33.期间有所下降。
[0051]参考图6中所示的示例,驱动电路35可以以非连续导通模式(DCM)对第一转换器3进行操作。在这种情况下,驱动电路35以固定频率接通第一开关33,而使得周期时间T33是恒定的。能够通过改变单独的驱动周期中的接通时间133。?而改变一个驱动周期中的平均输入电流,这等同于改变单独的驱动周期中的占空比。
[0052]根据图6中以虚线所示出的另一个示例,驱动电路35以连续导通模式(CCM)对第一转换器3进行操作。在这种情况下,驱动电路35以固定频率接通第一开关33,其中每个驱动周期中的占空比为使得第一电流Il在一个驱动周期期间并不下降为零(O)。
[0053]根据图7中所示的另一个实施例,驱动电路35以临界导通模式(CrCM)对第一转换器3进行操作。在该操作模式中,驱动电路35检测第一电感器31的磁化并且在第一电感器31已经消磁时(也就是输入电流Il在关断周期期间每次下降为零时)接通第一开关33。在该实施例中,能够通过改变接通时间T33m而改变平均输入电流II。
[0054]在以上所解释的三种操作模式中的每一种中,平均输入电流Il分别取决于接通时间T33m或占空比D33。“平均输入电流”是输入电流在一个驱动周期内的平均值。因此,控制器5能够通过使用第一控制信号S3调节占空比D33而对(平均)输入电流Il进行调节以便以MPP对PV面板I进行操作。
[0055]如果电源I向第一转换器3提供特定输入功率,则增大平均输入电流Il的水平导致输入电压Vl的水平有所下降,并且减小平均输入电流Il的水平使得输入电压Vl的水平有所提高。参考以上的解释,控制器5可以改变(平均)输入电流Il以便以MPP对PV面板进行操作。
[0056]图8图示了从相对应的第一转换器3接收输出电流13和输出电压V3的第二转换器4的一个实施例。图8所示的第二转换器被实施为降压转换器,其包括具有连接在第一转换器3的一个输出节点与第二转换器4的一个输出节点23 (该实施例中的第一输出节点23)之间的第二开关41和第二电感器43的串联电路。第二整流器元件42连接在其它输出节点24与第二开关41和第二电感器43之间的电路节点之间。
[0057]第二整流器元件42被绘制为如图7中所示的实施例中的二极管。然而,将第二整流器元件42实施为二极管仅是一个示例。也可以使用其它类型的整流器元件来实施第二整流器元件42。另一种类型的整流器元件的一个示例是同步整流器(SR),其包括MOSFET (金属氧化物半导体场效应晶体管)ο第二开关42可以被实施为常规电子开关,例如MOSFET, IGBT (绝缘栅双极晶体管)、BJT (双极结型晶体管)、HEMT (高电子迀移率晶体管)等。电感器43可以包括扼流线圈并且还可以另外包括分别由于单独的功率转换器2f2n (参见图1)的输出之间以及功率转换器2f2n的输出和功率转换器电路20的输出之间的连接线路所导致的线路电感。
[0058]驱动电路44基于从控制器5 (参见图4,图8中未示出)所接收的第二控制信号S4对第一开关41进行驱动。特别地,驱动电路44使用驱动信号S41以脉冲宽度调制(PffM)方式对第二开关41进行驱动,其中驱动信号S41具有由第二控制信号S4所限定的占空比。
[0059]与第一转换器3相同,图8所示的第二转换器4能够以激励状态或去激励状态进行操作。在激励状态,第二转换器4的第二开关41基于从驱动电路41所接收的驱动信号S41而以PffM方式被接通和关断。在该操作模式,第二转换器4以以下进一步解释的方式调节输入电流II。在非激励状态,根据一个实施例,该驱动信号S41持续接通第一开关,而使得从电源I所接收并且由第一转换器3(图5中未示出)所限定的电流Il分别持续流过开关41和电感器43。根据另一个实施例,在去激励状态,驱动信号S41以最大占空比对第二转换器进行操作。这在以下进一步进行解释。
[0060]以下参考图9和10对驱动电路44可以如何对第二开关41进行操作的三个实施例进行解释。图9和10均图示了对第二开关41进行驱动的驱动信号S41以及相对应的输出电流14的时序图。在每种情况下,驱动电路44都在后续驱动周期对第二开关41进行操作而使得驱动信号S41在每个驱动周期中在接通时间段接通第二开关41并且随后在关断时间段关断第二开关41。接通时间段的持续时间将在下文中被称作接通时间T41m,而关断时间段的持续时间将在下文中被称作关断时间T41rff。对应于接通时间T41m加上关断时间T41rff的一个驱动周期的整体持续时间将在下文中被称作周期时间T41。
[0061]驱动信号S41的占空比D41由接通时间的持续时间了41。?与周期时间的持续时间T41之间的比率所确定,也就是说D41 = T41on/T410如果占空比为零(D41 = I),则第二开关41始终被接通。
[0062]在图9和10中,驱动信号S41的高信号电平表示接通第二开关41的接通电平,并且低信号电平表示关断第二开关41的关断电平。然而,这仅是一个示例并且仅是用于说明的目的。
[0063]参考图9和10,输出电流14在第二开关41将第二电感器43连接在第一转换器3(图8中未示出)的输出与第二转换器4的输出之间时的时间段期间增大,而使得第二电感器43接收到基本上对应于第一转换器3的输出电压V3减去第二转换器4的输出电压的电压,在第三转换器3中能够获得输出电压V3和输出电流13。在该接通时间段期间,能量以磁性方式存储在第二电感器43中。在关断时间段期间,存储在第二电感器43中的能量被传输至第二转换器4的输出23、24,而使得输出电流14在关断时间T41rff期间下降。在关断时间段期间,第二整流器元件42用作续流元件,其允许输出电流14在第二开关已经关断之后继续流过电感器43。
[0064]参考图9所示的示例,驱动电路44可以以非连续导通模式(DCM)对第二转换器4进行操作。在这种情况下,驱动电路44利用固定频率接通第二开关41,而使得周期时间T41是恒定的。能够通过改变单独的驱动周期中的接通时间141。?而改变一个驱动周期中的平均输出电流,这等同于改变单独的驱动周期中的占空比。该占空比是接通时间T41m和周期时间之间的比率(Τ41οη/Τ41) ο
[0065]根据图9中以虚线示出的另一个实施例,驱动电路44以连续导通模式(CCM)对第二转换器4进行操作。在这种情况下,驱动电路44以固定频率接通第二开关41,其中每个驱动周期中的占空比为使得输出电流14在一个占空比期间并不下降为O。
[0066]根据如图10所示的又另一个实施例,驱动电路44以临界导通模式(CrCM)对第二转换器4进行操作。在该操作模式中,驱动电路44检测第二电感器43的磁化并且在第二电感器43已经消磁时(也就是输入电流13在关断周期期间每次下降为零时)接通第二开关41。在该实施例中,能够通过改变接通时间Τ4Icin而改变平均输入电流13。
[0067]在以上所解释的三种操作模式中的每一种中,对应于第一转换器3(图8中未示出)被去激励而第二转换器4被激励时从PV面板所接收的输入电流Il的平均输入电流13分别取决于接通时间T41m或占空比D41。“平均输入电流”是输入电流在一个驱动周期内的平均值。因此,控制器5能够通过使用第二控制信号S4调节占空比D41而对(平均)输入电流13进行调节以便以MPP对PV面板I进行操作。
[0068]第一和第二转换器3、4中的驱动电路35、44的开关频率例如处于数十kHz和数百kHz之间,或者甚至更大。“开关频率”是驱动电路35、44在相应的第一或第二转换器3、4的激活状态接通相对应的开关33、41的频率。
[0069]根据一个实施例,控制器5被配置为仅生成一个由第一和第二转换器3、4所接收的控制信号。在这种情况下,图4所示的第一控制信号S3和第二控制信号S4相等,也就是说S3 = S4。以下参考图1lA对利用仅生成一个控制信号(S3 = S4)的控制器5所实施的功率转换器2的操作方式进行解释。在下文中,S34( = S3 = S4)表示控制器5所生成的一个控制信号并且被第一转换器3和第二转换器4所接收。
[0070]图1lA示意性地图示了控制器5所提供的控制信号S3 = S4,以及第一驱动电
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