专利名称：用于从电力源提取电力的切换电路和相关方法
用于从电力源提取电力的切换电路和相关方法
相关申请案
本申请要求2010年8月18日提出的美国临时专利申请序列号61/375，012的优先权。本申请也是2011年8月17日提出的美国专利申请号13/211,985的接续案，美国专利申请号13/211，985要求2010年8月18日提出的美国临时专利申请序列号61/375，012的优先权。本申请也是2011年8月17日提出的美国专利申请号13/211,997的接续案，美国专利申请号13/211，997要求2010年8月18日提出的美国临时专利申请序列号61/375，012的优先权。本申请也是2011年8月17日提出的美国专利申请号13/212,013的接续案，美国专利申请号13/212，013要求2010年8月18日提出的美国临时专利申请序列号61/375，012的优先权。上述申请中的每一个都以引用方式并入本文。发明背景
光伏电池产生随电流、电池操作条件、电池物理性质、电池缺陷和电池光照而变化的电压。如
图1所示，针对光伏电池的一个数学模型把输出电流建模成:
权利要求
1.一种电力系统，其包括: N个电力源，N是大于I的整数； N个切换电路，每个切换电路包括电耦接到所述N个电力源中的相应一个电力源的输入端口、输出端口和适于在其导电和非导电状态之间切换来把电力从所述输入端口转移到所述输出端口的第一切换装置，所述N个切换电路的所述输出端口串联电耦接且电耦接到负载来建立输出电路； 其中所述N个切换电路中的每一个使用所述输出电路的互连电感作为所述切换电路的初级储能电感。
2.如权利要求1所述的电力系统，所述N个电力源中的每一个是光伏装置。
3.如权利要求2所述的电力系统，所述N个切换电路中的每一个还包括适于控制所述切换电路的第一切换装置的切换来至少大体上最大化从电耦接到所述切换电路的所述输入端口的相应的光伏装置提取的电力的量的控制器。
4.如权利要求3所述的电力系统，其中对于所述N个切换电路中的每一个: 所述输入端口包括第一和第二输入端子； 所述第一切换装置电耦接在所述第一输入端子和中间切换节点之间；且 所述切换电路还包括选自由电耦接在所述第二输入端子和所述中间切换节点之间的二极管和第二切换装置组成的组的装置，所述装置适于在所述第一切换装置处于其非导电状态时为电流提供通过所述输出电路的通路。
5.如权利要求4所述的电力系统，其中所述N个切换电路中的每一个的所述控制器适于至少大体上最大化所述切换电路的所述中间切换节点处的电压的平均值。
6.如权利要求3或5所述的电力系统，其中所述N个切换电路中的每一个的所述控制器适于对所述切换电路的所述中间切换节点处的电压的平均值反复取样并至少部分基于对所述中间切换节点处的所述电压的所述平均值的至少两个连续取样来控制所述切换电路的所述第一切换装置的切换。
7.如权利要求6所述的电力系统，其中宽松地控制所述N个切换电路中的每一个的所述控制器的开始时间。
8.如权利要求6所述的电力系统，其中所述N个切换电路中的至少一个的所述控制器的开始时间与其它N-1个切 换电路的所述控制器的开始时间不同。
9.如权利要求6所述的电力系统，其中所述N个切换电路中的至少一个的所述控制器适于以与其它N-1个切换电路的所述控制器不同的速率来对所述切换电路的所述切换节点处的所述电压的所述平均值取样。
10.如权利要求6所述的电力系统，其中对于所述N个切换电路中的每一个，所述控制器适于以比所述第一切换装置在其导电和非导电状态之间切换的频率小的频率来对所述中间切换节点处的所述电压的所述平均值反复取样。
11.如权利要求6所述的电力系统，其中对于所述N个切换电路中的每一个，所述控制器适于以比所述第一切换装置在其导电和非导电状态之间切换的频率的十分之一小的频率来对所述中间切换节点处的所述电压的所述平均值反复取样。
12.如权利要求6所述的电力系统，其中对于所述N个切换电路中的每一个，所述控制器适于以足够低使得所述输出端口上的瞬态电压偏移在所述中间切换节点处的所述电压的所述平均值的连续取样之间解决的频率来对所述中间切换节点处的所述电压的所述平均值反复取样。
13.如权利要求6所述的电力系统，其中对于每个切换电路，所述控制器被配置成以足够快使得小于ADzDk的取样速率来对所述中间切换节点处的所述电压的所述平均值反复取样，其中: ΔI是在所述中间切换节点处的所述电压的所述平均值的第一和第二连续取样之间从所述输出端口输出的电流的变化，所述第二取样发生在所述第一取样之后； T = T -T.xR Xmax xInin， Ifflax是从所述输出端口输出的最大预期电流值； Imin是从所述输出端口输出的最小预期电流值； AD是所述第一切换装置在所述中间切换节点处的所述电压的所述平均值的所述第一和第二连续取样之间的工作周期变化；且 De是所述第一切换装置的最大预期工作周期和最小预期工作周期之间的差。
14.如权利要求6所述的电力系统，其中对于每个切换电路，所述控制器被配置成以足够快使得在所述中间切换节点处的所述电压的所述平均值的连续取样之间从所述输出端口输出的电流的百分比变化小于所述第一切换装置的工作周期的百分比变化的取样速率来对所述中间切换节点处的所述电压的所述平均值反复取样。
15.如权利要求2或3所述的电力系统，每个光伏装置包括多个串联电耦接的光伏电池。
16.如权利要求2或3所述的电力系统，每个光伏装置是光伏板的光伏子模块，每个光伏子模块包括多个串联电耦接的光伏电池。
17.如权利要求2 或3所述的电力系统，所述光伏装置中的至少一个包括多个电耦接的光伏电池。
18.如权利要求2或3所述的电力系统，所述光伏装置中的至少一个是多结光伏电池的结点。
19.如权利要求2或3所述的电力系统，其中宽松地控制所述N个切换电路中的每一个的所述第一切换装置在其导电和非导电状态之间切换的频率。
20.如权利要求2或3所述的电力系统，其中每个第一切换装置的切换频率与每个其它第一切换装置的切换频率不同。
21.如权利要求2或3所述的电力系统，其中所述N个切换电路中的每一个被配置成使得每个第一切换装置与每个其它第一切换装置异相地切换。
22.如权利要求2或3所述的电力系统，其还包括与所述输出电路串联电耦接的二极管。
23.如权利要求2或3所述的电力系统，其中对于每个切换电路，所述输出端口包括第一和第二输出端子，且所述切换电路可操作以允许电流在所述第一和第二输出端子之间仅单向流动。
24.如权利要求2或3所述的电力系统，其中所述N个切换电路中的每一个被配置成使得其第一切换装置以至少200千赫的频率在其导电和非导电状态之间切换。
25.如权利要求24所述的电力系统，其还包括跨所述N个切换电路中的每一个的所述输入端口电耦接的至少一个多层陶瓷电容器，且其中流过所述N个切换电路中的每一个的所述输入端口的纹波电流基本上被跨每个所述切换电路的输入端口电耦接的所述至少一个多层陶瓷电容器过滤掉。
26.一种电力系统,其包括: N个电力源，N是大于I的整数；和 N个切换电路，每个切换电路包括: 电耦接到所述N个电力源中的相应一个电力源的输入端口， 输出端口，和 适于在其导电和非导电状态之间切换来把电力从所述输入端口转移到所述输出端口的第一切换装置； 其中所述N个切换电路中的每一个使用从至少其输入端口和其所述N个电力源中的相应一个电力源的串联连接所形成的相应的输入电路的互连电感作为所述切换电路的初级储能电感。
27.如权利要求26所述的电力系统，所述N个电力源中的每一个是光伏装置。
28.如权利要求27所述的电力系统，其中对于所述N个切换电路中的每一个: 所述第一切换装置跨所述输入端口电耦接；且 所述切换电路还包括选自由二极管和电耦接在所述输入和输出端口之间的第二切换组成的组的装置，所述装置适于在所述第一切换装置处于其非导电状态时为电流提供在所述输入和输出端口之间的通路。
29.如权利要求27或28所述的电力系统,其中所述N个切换电路中的每一个还包括适于控制所述切换电路的所述第一切换装置的切换来至少大体上最大化流过所述切换电路的所述输出端口的电流的平均值的控制器。
30.如权利要求27或28所述的电力系统,其中所述N个切换电路中的每一个还包括适于对流过所述切换电路的所述输出端口的电流的平均值反复取样并至少部分基于对流过所述输出端口的电流的所述平均值的至少两个连续取样来控制所述切换电路的所述第一切换装置的切换的控制器。
31.如权利要求30所述的电力系统，其中宽松地控制所述N个切换电路中的每一个的所述控制器的开始时间。
32.如权利要求30所 述的电力系统，其中所述N个切换电路中的至少一个的所述控制器的开始时间与其它N-1个切换电路的所述控制器的开始时间不同。
33.如权利要求30所述的电力系统，其中对于所述N个切换电路中的每一个，所述控制器适于以比所述第一切换装置在其导电和非导电状态之间切换的频率小的频率来对流过所述输出端口的电流的所述平均值反复取样。
34.如权利要求30所述的电力系统，其中对于所述N个切换电路中的每一个，所述控制器适于以比所述第一切换装置在其导电和非导电状态之间切换的频率的十分之一小的频率来对流过所述输出端口的电流的所述平均值反复取样。
35.如权利要求30所述的电力系统，其中对于所述N个切换电路中的每一个，所述控制器适于以足够低使得所述输出端口上的瞬态电流偏移在流过所述输出端口的电流的所述平均值的连续取样之间稳定的频率来对流过所述输出端口的电流的所述平均值反复取样。
36.如权利要求27所述的电力系统，所述N个切换电路中的每一个还包括适于控制所述切换电路的所述第一切换装置的切换来至少大体上最大化从电耦接到所述切换电路的所述输入端口的光伏装置提取的电力的量的控制器。
37.如权利要求36所述的电力系统，其中宽松地控制所述N个切换电路中的每一个的所述第一切换装置在其导电和非导电状态之间切换的频率。
38.如权利要求36所述的电力系统，其中每个第一切换装置的切换频率与每个其它第一切换装置的切换频率不同。
39.如权利要求27所述的电力系统，所述光伏装置中的至少一个是多结光伏电池的结点。
40.如权利要求27所述的电力系统，所述光伏装置中的至少一个是多个电耦接的光伏电池。
41.如权利要求27所述的电力系统，所述光伏装置中的至少一个是多个并联电耦接的光伏电池。
42.如权利要求27所述的电力系统，所述光伏装置中的每个是光伏板的光伏子模块，每个光伏子模块包括多个串联电耦接的光伏电池。
43.一种电力系统,其包括: N个光伏装置，N是大于I的整数； N个切换电路，每个切换电路包括电耦接到所述N个光伏装置中的相应一个光伏装置的输入端口、输出 端口和适于在其导电和非导电状态之间切换来把电力从所述输入端口转移到所述输出端口的第一切换装置，所述N个切换电路的所述输出端口串联电耦接且电耦接到负载来建立输出电路；和系统控制装置，其包括: 与所述输出电路串联电耦接的晶体管， 被配置成产生表示流过所述输出电路的电流大小的电流感测信号的电流感测子系统，和 与所述晶体管和所述电流感测子系统通信的控制子系统，所述控制子系统被配置成至少部分基于所述电流感测信号来控制所述晶体管，从而控制通过所述输出电路的电流。
44.如权利要求43所述的电力系统，所述控制子系统可操作以控制所述晶体管使得允许电流仅单向流过所述输出电路。
45.如权利要求43或44所述的电力系统，所述控制子系统还被配置成至少部分基于所述电流感测信号来控制所述晶体管，从而如果流过所述输出电路的所述电流大小超过阈值就中断流过所述输出电路的电流。
46.如权利要求43或44所述的电力系统，所述控制子系统还被配置成监控并向外部系统传输所述电力系统的特征。
47.如权利要求46所述的电力系统，所述电力系统的所述特征是跨串联电耦接的所述N个切换电路的至少所述输出端口的电压。
48.如权利要求46所述的电力系统，所述电力系统的所述特征是流过所述输出电路的所述电流大小。
49.如权利要求46所述的电力系统，所述电力系统的所述特征是所述电力系统的一个或多个组件的温度。
50.如权利要求46所述的电力系统，所述控制子系统可操作以调制所述晶体管来产生包括所述电力系统的所述特征的通信信号。
51.如权利要求43或44所述的电力系统，所述N个切换电路中的每一个还包括适于控制所述切换电路的所述第一切换装置的切换来至少大体上最大化从电耦接到所述切换电路的所述输入端口的所述N个光伏装置中的所述相应一个光伏装置提取的电力的量的控制器。
52.如权利要求43或44所述的电力系统，所述N个电力源中的至少一个是多结光伏电池的结点。
53.一种电力系统,其包括: 串联电耦接的第一和第二电力源，所述第一电力源能够产生具有第一值的最大电流，所述第二电力源能够产生具有小于所述第一值的第二值的最大电流；和 可操作以执行最大电力点跟踪的第一和第二切换电路； 其中所述第一和第二电力源和所述第一和第二切换电路电耦接，使得所述第一和第二切换电路可一起操作以至少大体上最大化从所述第一和第二电力源两者提取的电力的量。
54.如权利要求53所述的电力系统，所述第一和第二电力源中的每一个包括至少一个光伏装置。
55.如权利要求54所述的电力系统，所述第一电力源包括第一光伏结点，而所述第二电力源包括串联电耦接的第二和第三光伏结点。
56.如权利要求53或55所述的电力系统，其中所述第一切换电路包括具有升压型拓扑的电路和跨所述第一电力源电耦接的输入端口。
57.如权利要求56所述的电力系统，其中: 所述第一切换电路还包括跨所述第一和第二电力源的串联组合电耦接的输出端口 ；且 所述第二切换电路包括跨所述第一和第二电力源的串联组合电耦接的输入端口。
58.如权利要求57所述的电力系统，其中所述第二切换电路还包括: 跨所述第二切换电路的所述输入端口串联电耦接的第一和第二切换装置；和 输出端口， 所述第二切换装置也跨所述输出端口电耦接且适于在所述第一切换装置处于其非导电状态时为电流提供通过所述第二`切换电路的所述输出端口的通路，且 所述第二切换电路使用包括其输出端口的电路的互连电感作为所述第二切换电路的初级储能电感。
59.如权利要求56所述的电力源，其中: 所述第二切换电路包括具有降压型拓扑的电路、输入端口和输出端口，所述第二切换电路的所述输入端口跨所述第一和第二电力源的串联组合电耦接；且 所述第一切换电路还包括与所述第二切换电路的所述输出端口并联电耦接的输出端□。
60.如权利要求56所述的电力系统，其中: 所述第二切换电路包括具有降压型拓扑的电路、输入端口和输出端口，所述第二切换电路的所述输入端口跨所述第二电力源电耦接；且所述第一切换电路还包括与所述第二切换电路的所述输出端口串联电耦接的输出端□。
61.如权利要求53或55所述的电力系统,其中所述第一切换电路包括具有升降压拓扑的电路，所述电路包括跨所述第一电力源电耦接的输入端口。
62.如权利要求61所述的电力系统，其中: 所述第一切换电路还包括跨所述第二电力源电耦接的输出端口 ；且 所述第二切换电路包括跨所述第二电力源电耦接的输入端口。
63.如权利要求62所述的电力系统，其中所述第二切换电路还包括: 跨所述第二切换电路的所述输入端口串联电耦接的第一和第二切换装置；和 输出端口， 所述第二切换装置也跨所述第二切换电路的所述输出端口电耦接，且适于在所述第一切换装置处于其非导电状态时为电流提供通过所述输出端口的通路，且 所述第二切换电路使用包括其输出端口的电路的互连电感作为所述第二切换电路的初级储能电感。
64.如权利要求61所述的电力系统，其中: 所述第一切换电路还包括输出端口 ；且 所述第二切换电路包括与所述第二电力源和所述第一切换电路的所述输出端口串联电耦接的输出端口和输入端口。
65.如权利要求64所述的电力系统，其中所述第二切换电路还包括: 跨所述第二切换电路的所述输入端口串联电耦接的第一和第二切换装置；和 输出端口， 所述第二切换装置也跨所述第二切换电路的所述输出端口电耦接，且适于在所述第一切换装置处于其非导电状态时为电流提供通过所述输出端口的通路，且 所述第二切换电路使用包括其输出端口的电路的互连电感作为所述第二切换电路的初级储能电感。
66.如权利要求61所述的电力系统，其中: 所述第一切换电路包括输出端口 ；且 所述第二切换电路包括具有降压-升压型拓扑的电路、与所述第一切换电路的所述输出端口串联电耦接的输出端口和跨所述第二电力源电耦接的输入端口。
67.如权利要求53或55所述的电力系统，其中: 所述第一和第二切换电路中的每一个包括: 输入端口， 输出端口，和 跨所述输入端口串联电耦接的第一和第二切换装置， 所述第二切换装置也 跨所述输出端口电耦接且在所述第一切换装置处于其非导电状态时为电流提供通过所述输出端口的通路； 所述第一切换电路的所述输入端口跨所述第一电力源电耦接； 所述第二切换电路的所述输入端口跨所述第二电力源电耦接；且 所述第一切换电路的所述输出端口与所述第二切换电路的所述输出端口串联电耦接。
68.如权利要求67所述的电力系统，所述第一和第二切换电路中的每一个使用包括所述第一和第二切换电路的所述输出端口的电路的电感作为初级储能电感。
69.如权利要求55所述的电力系统,所述第一、第二和第三光伏结点是共同的多结光伏电池的部分。
70.如权利要求53所述的电力系统,所述第一和第二切换电路中的每一个包括: 切换装置，和 适于控制所述切换装置的切换来执行最大电力点跟踪的控制器； 其中所述第一切换电路的所述切换装置相对于所述第二切换电路的所述切换装置异相地切换。
71.如权利要求53所述的电力系统,所述第一和第二切换电路中的每一个包括: 切换装置，和 适于控制所述切换装置的切换来执行最大电力点跟踪的控制器； 其中宽松地控制所述第一和第二切换电路中的每一个的所述控制器的开始时间。
72.如权利要求53所述的电力系统,所述第一和第二切换电路中的每一个包括: 切换装置，和 适于控制所述切换装置的切换来执行最大电力点跟踪的控制器； 其中宽松地控制所述第一和第二切换电路中的每一个的所述切换装置的切换频率。
73.一种电力系统，其包括N个光伏串，N是大于I的整数，每个光伏串包括多个光伏装置和多个DC-DC转换器，所述多个DC-DC转换器具有与串优化器串联电耦接的输出端口，每个DC-DC转换器适于至少大体上最大化从所述多个光伏装置中的相应一个光伏装置提取的电力，且每个串优化器适于将其相应的串与共同的母线接口连接。
74.如权利要求73所述的电力系统，每个串优化器包括适于将其相应的串与所述共同的母线接口连接的升压转换器。
75.如权利要求74所述的电力系统，其中每个升压转换器使用其相应光伏串的电路的互连电感作为所述升压转换器的初级储能电感。
76.如权利要求74或75所述的电力系统，每个升压转换器适于以连续导通操作模式操作。
77.如权利要求74所述的电力系统，每个升压转换器适于以不连续导通操作模式操作。
78.如权利要求74所述的电力系统，其中每个串优化器的所述升压转换器适于: 在所述串优化器的第一操作模式下，以连续导通操作模式操作；且 在所述串优化器的第二操作模式下，以不连续导通操作模式操作。
79.如权利要求74所述的电力系统，所述升压转换器中的至少一个是多相升压转换器。
80.如权利要求74所述的电力系统，所述升压转换器中的至少一个是多相升压转换器，其中磁耦接所述升压转换器的两个或更多个相的储能电感器。
81.如权利要求74所述的电力系统，其中磁耦接所述升压转换器中的至少两个的储能电感器。
82.如权利要求73所述的电力系统，每个串优化器包括适于在其导电和非导电状态之间切换来将其相应的串与所述共同的母线接口连接的第一切换装置，每个第一切换装置相对于每个其它第一切换装置异相地切换。
83.如权利要求73所述的电力系统，每个串优化器是多相升压转换器，且其中对于每个升压转换器，第一电力级的切换装置相对于第二相的切换级异相地切换。
84.如权利要求83所述的电力系统，其中每个多相升压转换器的至少两个切换装置适于相对于每个其它多相升压转换器的至少两个切换装置异相地切换。
85.如权利要求73所述的电力系统，其还包括电耦接到所述共同的母线的反相器。
86.如权利要求85所述的电力系统，所述反相器没有最大电力点跟踪能力。
87.如权利要求85所述的电力系统，所述反相器没有全局最大电力点跟踪能力。
88.如权利要求73所述的电力系统，其中所述N个光伏串放置在可操作以跟踪太阳移动的跟踪装置上。
89.如权利要求88所述的电力系统，所述串优化器中的每一个安置在与所述跟踪装置分开的共同的外壳中。
90.如权利要求88所述的电力系统，其中所述多个光伏装置中的每一个是单个光伏电池。
91.如权利要求73所述的电力系统，其中所述N个光伏串分布在至少两个跟踪装置上，每个跟踪装置可操作以跟踪太阳移动。
92.如权利要求73所述的电力系统，所述多个光伏装置中的每一个是共同的光伏板的部分。
93.如权利要求73所述的电力系统，其还包括电耦接到所述共同的母线的额外光伏串，所述额外光伏串包括与额外串优化器串联电耦接的多个光伏装置，所述额外串优化器适于将所述额外光伏串与所述共同的母线接口连接。
94.如权利要求73 所述的电力系统，每个串优化器可操作以调控所述共同的母线上的电压。
95.如权利要求73所述的电力系统，所述串优化器中的至少一个适于调控通过其相应的串的电流。
96.如权利要求95所述的电力系统，所述串优化器中的至少一个适于把通过其相应的串的电流调控成比所述串的最强光伏装置的光生电流大的电流。
97.如权利要求95所述的电力系统，所述串优化器中的至少一个适于把通过其相应的串的电流调控成至少部分根据太阳的辐照度来调整的电流。
98.如权利要求95所述的电力系统，所述串优化器中的至少一个适于把通过其相应的串的电流调控成根据所述串的参考光伏装置的光生电流来调整的电流。
99.如权利要求95所述的电力系统，所述串优化器中的至少一个适于把通过其相应的串的电流调控成至少大体上最大化从其相应的串转移到所述共同的母线的电力的量的电流。
100.如权利要求73所述的电力系统，所述串优化器中的至少一个适于调控跨所述串的所述DC-DC转换器的串联耦接的输出端口的电压。
101.如权利要求73所述的电力系统，所述串优化器中的至少一个可操作以至少大体上最大化从其相应的串转移到所述共同的母线的电力的量。
102.如权利要求73所述的电力系统,其中所述多个DC-DC转换器中的每一个包括: 电耦接到多个光伏装置中的相应一个光伏装置的输入端口 ；和 跨所述输入端口串联电耦接的第一和第二切换装置， 其中所述第二切换装置也跨所述DC-DC转换器的所述输出端口电耦接且在所述第一切换装置处于其非导电状态时为电流提供通过所述输出端口的通路。
103.如权利要求102所述的电力系统，其中所述多个DC-DC转换器中的每一个使用包括所述多个DC-DC转换器的所述输出端口的电路的互连电感作为所述DC-DC转换器的初级储能电感。
104.如权利要求73所述的电力系统，其中所述串优化器和所述DC-DC转换器中的至少一个可操作以交换信息。
105.如权利要求104所述的电力系统，所述信息包括从串优化器到切换电路的命令。
106.如权利要求105所述的电力系统，其中所述命令选自由以下项所组成的组:用来启动所述切换电路的命令、用来关闭所述切换电路的命令和用于使所述切换电路进入旁路模式的命令。
107.如权利要求104所述的电力系统，所述信息包括选自由切换电路状态信息和切换电路故障信息组成的组的信息。
108.一种电力系统，其包括N个光伏串，N是大于I的整数，每个光伏串包括多个光伏装置和多个DC-DC转换器，所述多个DC-DC转换器具有与串反相器串联电耦接的输出端口，每个DC-DC转换器适于至少大体上最大化从所述多个光伏装置中的相应一个光伏装置提取的电力，且每个串反相器适于将其相应的串与共同的交流电母线接口连接。
109.一种电力系统，其包括N个切换电路，N是大于I的整数，每个切换电路包括输入端口、输出端口和第一切换装置，所述输出端口包括第一和第二输出端子，所述第一切换装置适于在其导电和非导电状态之间切换，所述N个切换电路的所述输出端口与负载串联电耦接来建立输出电路，其中: 每个切换电路适于在所述切换电路的第一操作模式下使其第一切换装置在导电和非导电状态之间切换来把电力从所述输入端口转移到所述输出端口 ；且 每个切换电路适于在所述切换电路的第二操作模式下使其第一和第二输出端子分流。
110.如权利要求 109所述的电力系统，所述N个切换电路中的每一个还包括适于在所述切换电路的所述第一操作模式下控制所述切换电路的所述第一切换装置的切换来至少大体上最大化从电耦接到所述切换电路的所述输入端口的电力源提取的电力的量的控制器。
111.如权利要求109或110所述的电力系统，所述N个切换电路中的每一个还包括电耦接在所述切换电路的所述第一和第二输出端子之间并适于在所述切换电路的所述第二操作模式期间以其导电状态操作的第二切换装置。
112.如权利要求109所述的电力系统，其中所述N个切换电路中的每一个适于当发生选自由以下项组成的组的事件时以所述第二操作模式操作:(I)跨所述切换电路的所述输入端口的电压低于阈值；(2)跨所述切换电路的所述输入端口的电压高于阈值；(3)从所述切换电路的所述输入端口转移到所述输出端口的电力低于阈值；(4)通过所述切换电路的所述输入端口的电流大小低于阈值；(5)在所述切换电路的所述第一和第二输出端子之间流动的电流大小超过阈值；和(6)所述切换电路的温度超过阈值。
113.一种电力系统，其包括: 光伏装置；和 切换电路，其包括: 电耦接到所述光伏装置的输入端口， 电耦接到负载的输出端口， 适于在其导电和非导电状态之间切换来把电力从所述输入端口转移到所述输出端口的第一切换装置，和 适于使所述第一切换装置以至少大体上最大化传递到所述负载的电力的量的频率在其导电和非导电状态之间切换的控制器；其中所述频率大于200千赫。
114.如权利要求113所述的电力系统，其中流过所述输入端口的纹波电流基本上被一个或多个多层陶瓷电容器过滤掉。
115.一种用于从N个电力源提取电力的系统，其中N是大于I的整数，所述系统包括: N个切换电路，每个切换电路包括: 用于电耦接到所述N个电力源中的相应一个电力源的输入端口， 用于电耦接到负载的输出端口， 被配置成在其导电状态和其非导电状态之间切换来把电力从所述输入端口转移到所述输出端口的第一切换装置， 被配置成控制所述第一切换装置的切换来至少大体上最大化从电耦接到所述切换电路的所述输入端口的所述N个电力源中的所述相应一个电力源提取的电力的量的控制器；和 被配置成串联或并联地电耦接所述N个切换电路中至少两个的输出端口的至少一个额外切换装置。
116.如权利要求115所述的系统，其中所述N个切换电路中的每一个具有降压型拓扑。
117.如权利要求115所述的系统，其中所述N个切换电路中的每一个具有升压型拓扑。
118.一种电力系统，其包括并联电耦接的N个光伏串，N是大于I的整数，每个串包括: 多个光伏装置；和 多个切换电路，每个切换电路包括: 电耦接到所述多个光伏装置中的相应一个光伏装置的输入端口， 输出端口，和 跨所述输入端口串联电耦接的第一和第二切换装置，所述第二切换装置也跨所述输出端口电耦接且适于在所述第一切换装置处于其非导电状态时为电流提供通过所述输出端口的通路， 其中在所述N个光伏串中的每一个中串联电耦接所述输出端口，且其中所述切换电路中的每一个使用包括其输出端口的电路的互连电感作为所述切换电路的初级储能电感。
全文摘要
一种电力系统包括N个电力源和N个切换电路，其中N是大于1的整数。每个切换电路包括电耦接到所述N个电力源中的相应一个电力源的输入端口、输出端口和适于在其导电和非导电状态之间切换来把电力从所述输入端口转移到所述输出端口的第一切换装置。所述N个切换电路的输出端口串联电耦接且电耦接到负载来建立输出电路。所述N个切换电路中的每一个使用所述输出电路的互连电感作为所述切换电路的初级储能电感。
文档编号H02M3/28GK103168409SQ201180049983
公开日2013年6月19日 申请日期2011年8月18日 优先权日2010年8月18日
发明者安东尼·J·斯特拉塔科夫, 迈克尔·D·麦克吉姆赛, 艾丽嘉·杰尔戈维克, 亚历山德·伊克阿尼科夫, 阿尔丁·德尔米纳赛恩斯, 姚凯卫, 大卫·B·利克斯基, 马尔科·A·祖尼佳, 安娜·鲍里萨瓦列维齐 申请人:沃特拉半导体公司