一种阻抗变换电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及电力电子技术，公开了一种阻抗变换电路。本实用新型中，阻抗变换电路包含电源E、电源内阻R0、等效电阻R和负载RL；其中，电源内阻R0的阻值大于负载RL的阻值；电源内阻R0的一端与电源的正极相连，另一端与等效电阻R的一端相连；等效电阻R的另一端与负载RL的一端相连；负载RL的另一端与阻抗变换电路的最低电位相连；其中，电源的负极为最低电位；等效电阻R检测电源的输出功率，并根据输出功率调节等效电阻R的阻值；其中，电源内阻R0的阻值等于调节后的等效电阻R与负载RL的阻值之和。在本实用新型中，将等效电阻串联在回路中，使得明显降低了系统成本，极大地提高了系统效率。
【专利说明】一种阻抗变换电路
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电子电力技术，特别涉及阻抗变换电路。
【背景技术】
[0002]在太阳能发电领域，源输出阻抗与负载输入阻抗相匹配，可以使功率传输达到最大，功率损失降低。但是，在光伏发电中，光伏板的高输出阻抗(因其为恒流源)同负载的低输入阻抗(极端情况:负载为电瓶，输入阻抗为O)不匹配引起光伏能量不能完全传输至负载。
[0003]目前，解决上述问题的方法是利用升压(BOOST)型最大功率点跟踪(MaximumPower Point Tracking，简称MPPT)方式。但是，BOOST型MPPT电路并联在功率传输回路中，如图1所示，需全额处理光伏板能量，带来储能电抗器件体积成本的巨大，功率开关器件的应力要求增加。
[0004]在图1中，101为电源E，102为电源内阻R。，103为光伏板，104为电感，105为负载Rl,，106为第九二极管，107为第七N沟道金属-氧化物-半导体场效应晶体管，108为第三微处理器，109为电容。其中，第七N沟道金属-氧化物-半导体场效应晶体管与第三微处理器组成BOOST型MPPT电路，并联在回路中。
[0005]另外，BOOST型MPPT电路的主开关元件并联在回路中，若其发生损坏，可导致系统发生短路，产生大电流引起系统其它部分损坏及火灾等严重后果。
实用新型内容
[0006]本实用新型的目的在于提供一种阻抗变换电路，使得明显降低了系统成本，极大地提局了系统效率。
[0007]为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种阻抗变换电路，包含:电源E、电源内阻R。、等效电阻R和负载& ；
[0008]其中，所述电源内阻Rtl的阻值大于所述负载&的阻值；
[0009]所述电源内阻Rtl的一端与所述电源的正极相连，另一端与所述等效电阻R的一端相连；所述等效电阻R的另一端与所述负载&的一端相连；所述负载&的另一端与所述阻抗变换电路的最低电位相连；其中，所述电源的负极为所述最低电位；
[0010]所述等效电阻R检测所述电源的输出功率，并根据所述输出功率调节所述等效电阻R的阻值；其中，所述电源内阻Rtl的阻值等于调节后的所述等效电阻R与所述负载&的阻值之和。
[0011]本实用新型实施方式相对于现有技术而言，是将进行最大功率点跟踪的等效电阻串联在阻抗变换电路的回路中。该阻抗变换电路包含电源E、电源内阻R。、等效电阻R和负载& ;其中，电源内阻R。的阻值大于负载&的阻值，在不包含等效电阻的情况下，电源的输出阻抗与负载的输入阻抗不匹配，造成电源的输出功率的损失。为使电源输出功率达到最大，在该电路中串联入等效电阻R对电源的输出功率进行最大功率点的跟踪。具体地说，电源内阻R。的一端与电源的正极相连，另一端与等效电阻R的一端相连；等效电阻R的另一端与负载Rl的一端相连；负载Rl的另一端与阻抗变换电路的最低电位相连；其中，电源的负极为所述最低电位。等效电阻R检测电源的输出功率，并根据输出功率调节等效电阻R的阻值；其中，电源内阻R。的阻值等于调节后的等效电阻R与负载&的阻值之和。当电源内
U2
阻R。的阻值等于等效电阻R与负载&的阻值之和时，电源的输出功率最大，为^X = ^，
其中，Pmax为电源的最大输出功率，U为电源电压，Rtl为电源内阻。由于是将等效电阻R串联在回路中，等效电阻就不是处理电源输出的全部功率，而是处理等效电阻本身吸收的功率，使得明显降低了系统成本，极大地提高了系统效率。另外，等效电阻串联在回路中，使得有效地避免了等效电阻短路时电路其他部分的损坏以及产生的大电流导致的火灾等严重的后果。
[0012]另外，等效电阻R为直流-直流变换器。直流-直流变换器是现有的成熟技术，保证了本实用新型实施方式的可行性。
[0013]另外，等效电阻R为全桥直流-直流变换器。全桥直流-直流变换器是现有的成熟技术，保证了本实用新型实施方式的可行性。
[0014]另外，等效电阻R为推挽直流-直流变换器。推挽直流-直流变换器是现有的成熟技术，保证了本实用新型实施方式的可行性。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1是根据现有技术中的升压型最大功率点跟踪电路的电路图；
[0016]图2是根据本实用新型第一实施方式的阻抗变换电路的电路图；
[0017]图3是根据本实用新型第`二实施方式的阻抗变换电路的电路图；
[0018]图4是根据本实用新型第三实施方式的阻抗变换电路的电路图；
[0019]图5是根据本实用新型第四实施方式的阻抗变换电路的电路图。
【具体实施方式】
[0020]为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本实用新型各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。
[0021]本实用新型的第一实施方式涉及一种阻抗变换电路，具体如图2所示，包含电源E、电源内阻R。、等效电阻R和负载Rl。
[0022]在图2中，101为电源E，102为电源内阻R。，103为光伏板，201为等效电阻R，105
为负载K。
[0023]其中，电源内阻Rtl的阻值大于负载&的阻值，且电源内阻Rtl的阻值远大于负载&的阻值。需要说明的是，在本实施方式中，电源E、电源内阻Rtl等效于太阳能光伏板。
[0024]电源内阻Rtl的一端与电源的正极相连，另一端与等效电阻R的一端相连；等效电阻R的另一端与负载&的一端相连；负载&的另一端与阻抗变换电路的最低电位相连；其中，电源的负极为最低电位。
[0025]等效电阻R检测电源的输出功率，并根据该输出功率调节等效电阻R的阻值；其中，电源内阻R。的阻值等于调节后的等效电阻R与负载&的阻值之和。
[0026]具体地说，在上述电路中，等效电阻R用于对电源E输出功率的最大功率点进行跟踪，并将等效电阻R串联在回路中。在不包含等效电阻R的情况下，由于电源内阻R。的阻值远大于负载&的阻值，电源E的输出阻抗与负载&的输入阻抗不匹配，造成电源E的输出功率的损失；或者，在包含等效电阻R的情况下，电源内阻R。的阻值因光照发生改变以及负载&阻值的改变，均将使电源E的输出功率偏离最大功率输出点，造成功率损失。为使电源输出功率达到最大，在该电路中串联入等效电阻R对电源的输出功率进行最大功率点的跟踪。等效电阻通过检测电源的输出功率，并根据输出功率调节等效电阻R的阻值，使电源内阻R。的阻值等于调节后的等效电阻R与负载&的阻值之和，从而使电源的输出功率为最大输出功率。因为，当电源内阻R。的阻值等于等效电阻R与负载&的阻值之和时，电源
的输出功率最大，为
【权利要求】
1.一种阻抗变换电路，其特征在于，包含电源E、电源内阻R。、等效电阻R和负载& ； 其中，所述电源内阻R。的阻值大于所述负载&的阻值； 所述电源内阻R。的一端与所述电源的正极相连，另一端与所述等效电阻R的一端相连；所述等效电阻R的另一端与所述负载&的一端相连；所述负载&的另一端与所述阻抗变换电路的最低电位相连；其中，所述电源的负极为所述最低电位； 所述等效电阻R检测所述电源的输出功率，并根据所述输出功率调节所述等效电阻R的阻值；其中，所述电源内阻R。的阻值等于调节后的所述等效电阻R与所述负载&的阻值之和。
2.根据权利要求1所述的阻抗变换电路，其特征在于，所述等效电阻R为直流-直流变换器。
3.根据权利要求1所述的阻抗变换电路，其特征在于，所述等效电阻R为全桥直流-直流变换器。
4.根据权利要求1所述的阻抗变换电路，其特征在于，所述等效电阻R为推挽直流-直流变换器。
5.根据权利要求3所述的阻抗变换电路，其特征在于，所述全桥直流-直流变换器包含第一微处理器、第一 N沟道金属-氧化物-半导体场效应晶体管、第二 N沟道金属-氧化物-半导体场效应晶体管、第三N沟道金属-氧化物-半导体场效应晶体管、第四N沟道金属-氧化物-半导体场效应晶体管、第一变流器与第一全桥整流器； 所述第一微处理器的第一端口米样电源输出电流，第二端口米样电源输出电压，第三端口与所述第一 N沟道金属-氧化物-半导体场效应晶体管的栅极相连，第四端口与所述第二 N沟道金属-氧化物-半导体场效应晶体管的栅极相连，第五端口与所述第三N沟道金属-氧化物-半导体场效应晶体管的栅极相连，第六端口与所述第四N沟道金属-氧化物-半导体场效应晶体管的栅极相连； 所述第一 N沟道金属-氧化物-半导体场效应晶体管的漏极与所述电源内阻Rtl相连，源极与所述第二 N沟道金属-氧化物-半导体场效应晶体管的漏极相连；所述第二 N沟道金属-氧化物-半导体场效应晶体管的源极与所述负载&的一端相连；所述第三N沟道金属-氧化物-半导体场效应晶体管的漏极与所述电源内阻R。相连，源极与所述第四N沟道金属-氧化物-半导体场效应晶体管的漏极相连，所述第四N沟道金属-氧化物-半导体场效应晶体管的源极与所述负载&的一端相连； 所述第一变流器包含原边和副边；所述原边的第一端口与所述第一 N沟道金属-氧化物-半导体场效应晶体管的源极相连，第二端口与所述第三N沟道金属-氧化物-半导体场效应晶体管的源极相连；所述副边的第一端口与所述第一全桥整流器的第一端口相连，第二端口与所述第一全桥整流器的第二端口相连；所述第一全桥整流器的第三端口与所述负载&的一端相连，第四端口与所述最低电位相连。
6.根据权利要求5所述的阻抗变换电路，其特征在于，所述原边的第一端口与所述副边的第一端口为同名端。
7.根据权利要求5所述的阻抗变换电路，其特征在于，所述第一全桥整流器包含第一二极管、第二二极管、第三二极管与第四二极管； 所述第一二极管的正极与所述第一全桥整流器的第一端口相连，所述第一二极管的负极与所述第一全桥整流器的第三端口相连； 所述第二二极管的正极与所述第一全桥整流器的第二端口相连，所述第二二极管的负极与所述第一全桥整流器的第三端口相连； 所述第三二极管的正极与所述第一全桥整流器的第四端口相连，所述第三二极管的负极与所述第一全桥整流器的第二端口相连； 所述第四二极管的正极与所述第一全桥整流器的第四端口相连，所述第四二极管的负极与所述第一全桥整流器的第一端口相连。
8.根据权利要求4所述的阻抗变换电路，其特征在于，所述推挽直流-直流变换器包含第二微处理器、第五N沟道金属-氧化物-半导体场效应晶体管、第六N沟道金属-氧化物-半导体场效应晶体管、第二变流器与第二全桥整流器； 所述第二微处理器的第一端口米样电源输出电流，第二端口米样电源输出电压，第三端口与所述第五N沟道金属-氧化物-半导体场效应晶体管的栅极相连，第四端口与所述第六N沟道金属-氧化物-半导体场效应晶体管的栅极相连； 所述第五N沟道金属-氧化物-半导体场效应晶体管的漏极与所述第二变流器的原边的第一端口相连，源极与所述第六N沟道金属-氧化物-半导体场效应晶体管的源极相连；所述第六N沟道金属-氧化物-半导体场效应晶体管的漏极与所述第二变流器的原边的第二端口相连； 所述第二变流器原边的第三端口在所述原边的第一端口和第二端口之间，并与所述电源内阻R。相连；所述第 二变流器的副边的第一端口与所述第二全桥整流器的第一端口相连，所述第二变流器的副边的第二端口与所述第二全桥整流器的第二端口相连； 所述第二全桥整流器的第三端口与所述负载&的一端相连，第四端口与所述最低电位相连。
9.根据权利要求8所述的阻抗变换电路，其特征在于，所述原边的第二端口与所述副边的第二端口为同名端。
10.根据权利要求8所述的阻抗变换电路，其特征在于，所述第二全桥整流器包含第五二极管、第六二极管、第七二极管与第八二极管； 所述第五二极管的正极与所述第二全桥整流器的第一端口相连，所述第五二极管的负极与所述第二全桥整流器的第三端口相连； 所述第六二极管的正极与所述第二全桥整流器的第二端口相连，所述第六二极管的负极与所述第二全桥整流器的第三端口相连； 所述第七二极管的正极与所述第二全桥整流器的第四端口相连，所述第七二极管的负极与所述第二全桥整流器的第二端口相连； 所述第八二极管的正极与所述第二全桥整流器的第四端口相连，所述第八二极管的负极与所述第二全桥整流器的第一端口相连。
【文档编号】G05F1/67GK203606719SQ201320708287
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2013年11月11日 优先权日:2013年11月11日
【发明者】王征伟, 郑可京 申请人:上海锦德电器电子有限公司