一种用太阳能电池板组件供电加热并保温的热水器的制作方法

技术领域：

本发明属于电学技术领域，涉及一种太阳能电热水器，特别是一种用太阳能电池板组件供电加热并保温的热水器。

背景技术：
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传统的太阳能热水器是由集热管、保温水箱、支架、连接管道等组成，其主要是依靠集热管的涂层吸收太阳光的幅射而将水加热并用于生产和生活。太阳能热水器按结构分普通式太阳能热水器和分体式热水器，普通式太阳能热水器是把集热管和保温水箱一体化安装在建筑物的房顶，成本较低，而分体式太阳能热水器则将二者分开，用于非顶层用户，成本相对较高。不论哪种结构形式，其原理都是把太阳光能直接转化成热能，使用寿命一般为10年，都存在着以下一些问题，如室外连接管道及其保温层在使用一段时间后易老化漏水或破损，寒冷天气下容易造成局部管道结冰而无法使用，真空玻璃集热管容易爆裂，整个安装程序复杂且日常维护麻烦。随着太阳能及其光伏产业的发展，光伏电池的售价已降到3元/瓦，而新型光伏电池的光电转换率高达20％，这为开发太阳能光电热水器创造了条件。因此，设计一种用太阳能电池板组件发电并通过高效光伏电源变换器供电的太阳能电热水器具有非常大的实用价值和现实意义。

技术实现要素：
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本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，寻求设计提供一种新型高效的用太阳能电池板组件供电加热并保温的热水器，即将太阳能电池板组件安装在窗户下方或房顶并使之朝向太阳，将其输出的不稳定的低压直流电作为输入，经过高效光伏电源变换器变换成稳定的有效值为220v的直流电压输出为安装在洗浴室的保温电热水箱供电，同时高效光伏电源变换器还对太阳能电池板组件的功率输出进行最大功率点跟踪(maximumpowerpointtracking，mppt)控制，以保证太阳能发电得到最大效率利用；安装在洗浴室的保温电热水箱可以是为高效利用太阳能而专门定制的保温电热水箱，也可以是用户已在洗浴室安装的机械式或智能式电热水器的水箱，一般情况下保温电热水箱通过切换开关与高效光伏电源变换器电气连接，但也可在急需时随时切换为工频交流220v供电，而后再切换回去，以便把太阳能电池板组件发出的电能不断转换成热能存储在保温电热水箱内以便随时使用。

为了实现上述目的，本发明所述热水器有两种，一种是针对输入为一路太阳能电池板组件的热水器，另一种是针对输入为两路太阳能电池板组件的热水器；

其中针对输入为一路太阳能电池板组件的热水器的主体结构包括太阳能电池板组件、第一连接电缆、第一高效光伏电源变换器、第二连接电缆、切换开关、保温电热水箱、混水阀、进水控制阀和浴室洗浴喷头或水龙头；太阳能电池板组件的组成与第一高效光伏电源变换器的结构有关，当高效光伏电源变换器中的高频整流电路采用高频整流电路结构ⅰ即高频倍压整流电路时，太阳能电池板组件由一到三块输出电压为34.4v、输出功率为300w的太阳能电池板组成；当第一高效光伏电源变换器中的高频整流电路采用高频整流电路结构ⅱ即高频全桥整流电路时，太阳能电池板组件由二到五块输出电压为34.4v、输出功率为300w的太阳能电池板组成；太阳能电池板组件输出端与第一高效光伏电源变换器输入端通过第一连接电缆连接；第一高效光伏电源变换器对太阳能电池板组件输出的直流电压升压至220vdc供保温电热水箱使用，同时对太阳能电池板组件进行mppt控制，使太阳能电池板组件始终工作在最大功率点；第一高效光伏电源变换器输出端与切换开关通过第二连接电缆连接，通过控制切换开关实现太阳能电池板组件供电与市电供电之间的切换，切换开关多数时间与第一高效光伏电源变换器输出端相连，当光照长时间不足临时急需热水时，将切换开关接至市电继续加热，用后再切换回去；保温电热水箱将第一高效光伏电源变换器输出端输出的电能转化为热能对保温电热水箱中的水进行加热并保温；混水阀设置在保温电热水箱下方热水管与冷水管交界处，用于对保温电热水箱中的热水和自来水管中的冷水进行混合；进水控制阀设置在冷水管与自来水管之间，用于控制流入保温电热水箱的冷水流量，进水控制阀一般处于通态，维护或拆卸时将其关闭；用户通过调节混水阀从浴室洗浴喷头或水龙头获得适合洗浴的温水；

针对输入为两路太阳能电池板组件的热水器的主体结构包括第一路太阳能电池板组件、第二路太阳能电池板组件、第一连接电缆、第二连接电缆、第二高效光伏电源变换器、第三连接电缆、切换开关、保温电热水箱、混水阀、进水控制阀、浴室洗浴喷头或水龙头；第一路太阳能电池板组件、第二路太阳能电池板组件的组成与第二高效光伏电源变换器的结构有关，当第二高效光伏电源变换器中的第一高频整流电路、第二高频整流电路采用高频整流电路结构ⅰ即高频倍压整流电路时，每一路太阳能电池板组件由一到三块输出电压为34.4v、输出功率为300w的太阳能电池板组成；当第二高效光伏电源变换器中的第一高频整流电路、第二高频整流电路采用高频整流电路结构ⅱ即高频全桥整流电路时，每一路太阳能电池板组件由两到五块输出电压为34.4v、输出功率为300w的太阳能电池板组成；第一路太阳能电池板组件输出端与第二高效光伏电源变换器输入端通过第一连接电缆连接；第二路太阳能电池板组件输出端与第二高效光伏电源变换器输入端通过第三连接电缆连接，第二高效光伏电源变换器将第一路太阳能电池板组件和第二路太阳能电池板组件输出的直流电压升压至220vdc供保温电热水箱使用，同时分别对第一路太阳能电池板组件、第二路太阳能电池板组件进行mppt控制，使第一路太阳能电池板组件、第二路太阳能电池板组件始终工作在最大功率点；第二高效光伏电源变换器输出端与切换开关通过第二连接电缆连接，通过切换开关实现太阳能电池板组件供电与市电供电之间的切换，切换开关多数时间与第二高效光伏电源变换器输出端相连，当光照长时间不足临时急需热水时，可将切换开关接至市电继续加热，用后再切换回去；保温电热水箱将第二高效光伏电源变换器输出端输出的电能转化为热能对保温电热水箱中的水进行加热并保温。

本发明实现热水器控制的过程为：第一高效光伏电源变换器或第二高效光伏电源变换器的控制单片机分别根据对应的电压电流采样电路采集来的电压电流信号实现mppt控制、软开关控制、电压反馈控制及pwm+pfm控制，切换开关的切换控制、混水阀及进水控制阀的控制由用户根据实际情况自主完成。

本发明所述第一高效光伏电源变换器的主体结构包括反向截止二极管、滤波电容、谐振电容、开关管、续流二极管、高频变压器、高频整流电路、输出滤波电容、第一电压采样电路、电流采样电路、第二电压采样电路、隔离电压采样电路、dc/dc电源、控制单片机和驱动电路；滤波电容用于吸收高频变压器原边电感回馈的能量，同时起到滤波作用，反向截止二极管用于防止反向电流流向太阳能电池板组件；高频变压器的原边电感、谐振电容、开关管、续流二极管电连接组成单管谐振电路，用于将滤波后的直流电逆变成高频交流电；高频变压器由原边电感、磁芯、副边电感组成，其中，磁芯为带有气隙的磁芯，原边电感与副边电感的耦合系数为0.5-0.9，高频交流电施加在高频变压器原边电感两端，在高频变压器副边电感两端感应出正负幅值不对称的高频交流电压；单管谐振电路和高频变压器用于将能量从原边传递到副边；高频整流电路采用高频整流电路结构ⅰ即高频倍压整流电路或高频整流电路结构ⅱ即高频全桥整流电路，高频整流电路结构ⅰ由结构ⅰ第一整流二极管、结构ⅰ第二整流二极管、结构ⅰ第一滤波电容、结构ⅰ第二滤波电容电连接组成，用于对高频变压器副边的高频交流电进行整流滤波；高频整流电路结构ⅱ由结构ⅱ第一整流二极管、结构ⅱ第二整流二极管、结构ⅱ第三整流二极管、结构ⅱ第四整流二极管电连接组成，用于对高频变压器副边的高频交流电进行整流；输出滤波电容用于对整流后的直流电进行滤波；第一电压采样电路采集太阳能电池板组件的输出电压信号并送至控制单片机，电流采样电路采集太阳能电池板组件的输出电流信号并送至控制单片机，控制单片机接收到采集来的太阳能电池板组件的输出电压信号和输出电流信号进行mppt控制；第二电压采样电路采集开关管漏源极间的电压信号并送至控制单片机，在开关管当前驱动信号上升沿到来之前，检测开关管漏源极间的电压是否为零来判断开关管是否实现零电压开通；隔离电压采样电路采集第一高效光伏电源变换器的直流输出电压信号并送至控制单片机，控制单片机根据接收的第一高效光伏电源变换器的直流输出电压信号进行电压反馈控制；dc/dc电源将太阳能电池板组件的输出电压降至+12v和+5v两路输出，+12v输出的负极与太阳能电池板组件的负极电连接，为驱动电路驱动侧供电；+5v输出的负极与太阳能电池板组件的负极电连接，为控制单片机、隔离电压采样电路输出侧、驱动电路控制信号侧供电；控制单片机接收到第一电压采样电路、电流采样电路、第二电压采样电路、隔离电压采样电路采集的电压电流信号，经由mppt控制程序、软开关判断程序、电压反馈控制程序、pwm+pfm控制程序共同生成开关管的控制信号并送至驱动电路；驱动电路接收到控制单片机发来的开关管控制信号后经放大驱动开关管。

本发明所述第二高效光伏电源变换器的主体结构包括第一路dc/dc变换器、第二路dc/dc变换器、第一电压采样电路、第一电流采样电路、第二电压采样电路、第二电流采样电路、第三电压采样电路、第四电压采样电路、隔离电压采样电路、dc/dc电源、控制单片机、第一驱动电路和第二驱动电路；第一路dc/dc变换器由第一反向截止二极管、第一滤波电容、第一谐振电容、第一开关管、第一续流二极管、第一高频变压器、第一高频整流电路和第一输出滤波电容电连接组成；第一滤波电容用于吸收第一高频变压器原边电感回馈的能量，同时起到滤波作用，第一反向截止二极管用于防止反向电流流向第一路太阳能电池板组件；第一高频变压器的原边电感、第一谐振电容、第一开关管、第一续流二极管电连接组成第一单管谐振电路，用于将滤波后的直流电逆变成高频交流电；第一高频变压器由第一原边电感、第一磁芯、第一副边电感组成，其中，第一磁芯为带有气隙的磁芯，第一原边电感与第一副边电感的耦合系数为0.5-0.9，高频交流电施加在第一高频变压器原边电感两端，在第一高频变压器副边电感两端感应出正负幅值不对称的高频交流电压；第一单管谐振电路和第一高频变压器用于将能量从原边传递到副边；第一高频整流电路采用高频整流电路结构ⅰ即高频倍压整流电路或高频整流电路结构ⅱ即高频全桥整流电路，高频整流电路结构ⅰ由结构ⅰ第一整流二极管、结构ⅰ第二整流二极管、结构ⅰ第一滤波电容、结构ⅰ第二滤波电容电连接组成，用于对第一高频变压器副边的高频交流电进行整流滤波；高频整流电路结构ⅱ由结构ⅱ第一整流二极管、结构ⅱ第二整流二极管、结构ⅱ第三整流二极管、结构ⅱ第四整流二极管电连接组成，用于对第一高频变压器副边的高频交流电进行整流；第一输出滤波电容用于对整流后的直流电进行滤波；第二路dc/dc变换器结构和电路元器件参数与第一路dc/dc变换器完全相同，但第二开关管的控制信号要与第一开关管的控制信号错开180°；两路dc/dc变换器输出侧串联，输出220v直流电压；第一电压采样电路采集第一路太阳能电池板组件的输出电压信号并送至控制单片机，第一电流采样电路采集第一路太阳能电池板组件的输出电流信号并送至控制单片机，控制单片机接收到采集来的第一路太阳能电池板组件的输出电压信号和输出电流信号进行第一mppt控制；第三电压采样电路采集第二路太阳能电池板组件的输出电压信号并送至控制单片机，第二电流采样电路采集第二路太阳能电池板组件的输出电流信号并送至控制单片机，控制单片机接收到采集来的第二路太阳能电池板组件的输出电压信号和输出电流信号进行第二mppt控制；第二电压采样电路采集第一开关管漏源极间的电压信号并送至控制单片机，第四电压采样电路采集第二开关管漏源极间的电压信号并送至控制单片机，在第一开关管、第二开关管当前驱动信号上升沿到来之前，检测第一开关管、第二开关管漏源极间的电压是否为零来判断第一开关管、第二开关管是否实现零电压开通；隔离电压采样电路采集第二高效光伏电源变换器的直流输出电压信号并送至控制单片机，控制单片机根据接收的第二高效光伏电源变换器的直流输出电压信号，经过电压反馈控制程序，同时调整第一开关管和第二开关管的控制信号，进行电压反馈控制；dc/dc电源将第一路太阳能电池板组件、第二路太阳能电池板组件的输出电压降至+12v和+5v两路输出，+12v输出的负极与第一路太阳能电池板组件的负极、第二路太阳能电池板组件的负极电连接，为第一驱动电路驱动侧、第二驱动电路驱动侧供电；+5v输出的负极与第一路太阳能电池板组件的负极、第二路太阳能电池板组件的负极电连接，为控制单片机、隔离电压采样电路输出侧、第一驱动电路控制信号侧、第二驱动电路控制信号侧供电；控制单片机接收到第一电压采样电路、第一电流采样电路、第二电压采样电路、第二电流采样电路、第三电压采样电路、第四电压采样电路、隔离电压采样电路采集的电压电流信号，经由第一mppt控制程序、第二mppt控制程序、第一软开关判断程序、第二软开关判断程序、电压反馈控制程序、pwm+pfm控制程序共同生成第一开关管和第二开关管的控制信号并送至第一驱动电路和第二驱动电路，第一驱动电路和第二驱动电路接收到控制单片机发来的第一开关管和第二开关管的控制信号后经放大驱动第一开关管和第二开关管。

本发明与现有技术相比，太阳能电池板组件发出的不断变化的低压直流电被高效交错式光伏电源变换器转换成稳定的有效值为220v的直流电，并通过mppt控制把电能不断高效地转换成热能存储在保温电热水箱内以便随时使用，所构成的新型高效太阳能电热水器具有以下一些特点：1、安装非常简便、免维护，只需把室外安装的太阳能电池板组件的输出端通过电线连接到交错式光伏电源变换器的输入端，再将交错式光伏电源变换器的输出端连接到洗浴室的保温电热水箱的输入端即可，交错式光伏电源变换器具有体积小、重量轻、电能变换效率高的特点，可方便地安装到室外、室内或洗浴室的某个方便固定的地方；2、成本相对较低、寿命长，按太阳能光伏电池组件3元/瓦的成本核算，同容量且加热效果相同的新型太阳能电热水器成本已低于普通式太阳能热水器，与分体式太阳能热水器相比成本更低，随着太阳能电池板性价比的不断提高，其优势会越来越大，而新型太阳能电热水器的寿命可达25年；3、不像太阳能热水器那样存在着连接管道漏水或结冰、管道保温层破损、真空玻璃集热管爆裂等质量隐患现象。

附图说明：

图1为本发明所述针对输入为一路太阳能电池板组件的热水器的主体结构原理示意图。

图2为本发明所述针对输入为两路太阳能电池板组件的热水器的主体结构原理示意图。

图3为本发明所述针对输入为一路太阳能电池板组件的热水器中高效光伏电源变换器的电路原理示意图。

图4为本发明所述针对输入为两路太阳能电池板组件的热水器高效光伏电源变换器的电路原理示意图。

具体实施方式：

下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案作进一步详细地说明。

实施例：

本实施例所述热水器有两种，一种是针对输入为一路太阳能电池板组件的热水器，另一种是针对输入为两路太阳能电池板组件的热水器；

其中针对输入为一路太阳能电池板组件的热水器的主体结构包括太阳能电池板组件1、第一连接电缆2、第一高效光伏电源变换器3、第二连接电缆4、切换开关s、保温电热水箱5、混水阀6、进水控制阀7和浴室洗浴喷头或水龙头8。太阳能电池板组件1的组成与第一高效光伏电源变换器3的结构有关，当高效光伏电源变换器3中的高频整流电路2采用高频整流电路结构ⅰ即高频倍压整流电路时，太阳能电池板组件1由一到三块输出电压为34.4v、输出功率为300w的太阳能电池板组成；当第一高效光伏电源变换器3中的高频整流电路2采用高频整流电路结构ⅱ即高频全桥整流电路时，太阳能电池板组件1由二到五块输出电压为34.4v、输出功率为300w的太阳能电池板组成；太阳能电池板组件1输出端与第一高效光伏电源变换器3输入端通过第一连接电缆2连接；第一高效光伏电源变换器3对太阳能电池板组件1输出的直流电压升压至220vdc供保温电热水箱5使用，同时对太阳能电池板组件1进行mppt控制，使太阳能电池板组件1始终工作在最大功率点；第一高效光伏电源变换器3输出端与切换开关s通过第二连接电缆4连接，通过控制切换开关s实现太阳能电池板组件1供电与市电供电之间的切换，切换开关s多数时间与第一高效光伏电源变换器3输出端相连，当光照长时间不足临时急需热水时，将切换开关s接至市电继续加热，用后再切换回去；保温电热水箱5将第一高效光伏电源变换器3输出端输出的电能转化为热能对保温电热水箱5中的水进行加热并保温；混水阀6设置在保温电热水箱5下方热水管与冷水管交界处，用于对保温电热水箱5中的热水和自来水管中的冷水进行混合；进水控制阀7设置在冷水管与自来水管之间，用于控制流入保温电热水箱5的冷水流量，进水控制阀7一般处于通态，维护或拆卸时将其关闭；用户通过调节混水阀6从浴室洗浴喷头或水龙头8获得适合洗浴的温水；

针对输入为两路太阳能电池板组件的热水器的主体结构包括第一路太阳能电池板组件1-1、第二路太阳能电池板组件1-2、第一连接电缆2、第二连接电缆4、第二高效光伏电源变换器3'、第三连接电缆9、切换开关s、保温电热水箱5、混水阀6、进水控制阀7、浴室洗浴喷头或水龙头8；第一路太阳能电池板组件1-1、第二路太阳能电池板组件1-2的组成与第二高效光伏电源变换器3'的结构有关，当第二高效光伏电源变换器3'中的第一高频整流电路11-1、第二高频整流电路11-2采用高频整流电路结构ⅰ即高频倍压整流电路时，每一路太阳能电池板组件由一到三块输出电压为34.4v、输出功率为300w的太阳能电池板组成；当第二高效光伏电源变换器3'中的第一高频整流电路11-1、第二高频整流电路11-2采用高频整流电路结构ⅱ即高频全桥整流电路时，每一路太阳能电池板组件由二到五块输出电压为34.4v、输出功率为300w的太阳能电池板组成；第一路太阳能电池板组件1-1输出端与第二高效光伏电源变换器3'输入端通过第一连接电缆2连接；第二路太阳能电池板组件1-2输出端与第二高效光伏电源变换器3'输入端通过第三连接电缆9连接，第二高效光伏电源变换器3'将第一路太阳能电池板组件1-1和第二路太阳能电池板组件1-2输出的直流电压升压至220vdc供保温电热水箱5使用，同时分别对第一路太阳能电池板组件1-1、第二路太阳能电池板组件1-2进行mppt控制，使第一路太阳能电池板组件1-1、第二路太阳能电池板组件1-2始终工作在最大功率点；第二高效光伏电源变换器3'输出端与切换开关s通过第二连接电缆4连接，通过切换开关s实现太阳能电池板组件供电与市电供电之间的切换，切换开关s多数时间与第二高效光伏电源变换器3'输出端相连，当光照长时间不足临时急需热水时，可将切换开关s接至市电继续加热，用后再切换回去；保温电热水箱5将第二高效光伏电源变换器3'输出端输出的电能转化为热能对保温电热水箱5中的水进行加热并保温。

本实施例实现热水器控制的过程为：第一高效光伏电源变换器3或第二高效光伏电源变换器3'的控制单片机17分别根据对应的电压电流采样电路采集来的电压电流信号实现mppt控制、软开关控制、电压反馈控制及pwm+pfm控制，切换开关s的切换控制、混水阀6及进水控制阀7的控制由用户根据实际情况自主完成。

本实施例所述第一高效光伏电源变换器3的主体结构包括反向截止二极管d、滤波电容ci、谐振电容cr、开关管q、续流二极管dq、高频变压器10、高频整流电路11、输出滤波电容co、第一电压采样电路12、电流采样电路13、第二电压采样电路14、隔离电压采样电路15、dc/dc电源16、控制单片机17和驱动电路22；滤波电容ci用于吸收高频变压器10原边电感lp回馈的能量，同时起到滤波作用，反向截止二极管d用于防止反向电流流向太阳能电池板组件；高频变压器10的原边电感lp、谐振电容cr、开关管q、续流二极管dq电连接组成单管谐振电路，用于将滤波后的直流电逆变成高频交流电；高频变压器10由原边电感lp、磁芯t、副边电感ls组成，其中，磁芯t为带有气隙的磁芯，原边电感lp与副边电感ls的耦合系数为0.5-0.9，高频交流电施加在高频变压器10原边电感lp两端，在高频变压器10副边电感ls两端感应出正负幅值不对称的高频交流电压；单管谐振电路和高频变压器10用于将能量从原边传递到副边；高频整流电路11采用高频整流电路结构ⅰ即高频倍压整流电路或高频整流电路结构ⅱ即高频全桥整流电路，高频整流电路结构ⅰ由结构ⅰ第一整流二极管dⅰ1、结构ⅰ第二整流二极管dⅰ2、结构ⅰ第一滤波电容cⅰ1、结构ⅰ第二滤波电容cⅰ2电连接组成，用于对高频变压器10副边的高频交流电进行整流滤波；高频整流电路结构ⅱ由结构ⅱ第一整流二极管dⅱ1、结构ⅱ第二整流二极管dⅱ2、结构ⅱ第三整流二极管dⅱ3、结构ⅱ第四整流二极管dⅱ4电连接组成，用于对高频变压器10副边的高频交流电进行整流；输出滤波电容co用于对整流后的直流电进行滤波；第一电压采样电路12采集太阳能电池板组件1的输出电压信号并送至控制单片机17，电流采样电路13采集太阳能电池板组件1的输出电流信号并送至控制单片机17，控制单片机17接收到采集来的太阳能电池板组件1的输出电压信号和输出电流信号进行mppt控制；第二电压采样电路14采集开关管q漏源极间的电压信号并送至控制单片机17，在开关管q当前驱动信号上升沿到来之前，检测开关管q漏源极间的电压是否为零来判断开关管q是否实现零电压开通；隔离电压采样电路15采集第一高效光伏电源变换器3的直流输出电压信号并送至控制单片机17，控制单片机17根据接收的第一高效光伏电源变换器3的直流输出电压信号进行电压反馈控制；dc/dc电源16将太阳能电池板组件1的输出电压降至+12v和+5v两路输出，+12v输出的负极与太阳能电池板组件1的负极电连接，为驱动电路22驱动侧供电；+5v输出的负极与太阳能电池板组件1的负极电连接，为控制单片机17、隔离电压采样电路15输出侧、驱动电路22控制信号侧供电；控制单片机17接收到第一电压采样电路12、电流采样电路13、第二电压采样电路14、隔离电压采样电路15采集的电压电流信号，经由mppt控制程序18、软开关判断程序19、电压反馈控制程序20、pwm+pfm控制程序21共同生成开关管q的控制信号并送至驱动电路22；驱动电路22接收到控制单片机17发来的开关管q控制信号后经放大驱动开关管q。

本实施例所述第二高效光伏电源变换器3'的主体结构包括第一路dc/dc变换器、第二路dc/dc变换器、第一电压采样电路12、第一电流采样电路13-1、第二电压采样电路14、第二电流采样电路13-2、第三电压采样电路12'、第四电压采样电路14'、隔离电压采样电路15、dc/dc电源16、控制单片机17、第一驱动电路22-1和第二驱动电路22-2；第一路dc/dc变换器由第一反向截止二极管d1、第一滤波电容ci1、第一谐振电容cr1、第一开关管q1、第一续流二极管dq1、第一高频变压器10-1、第一高频整流电路11-1和第一输出滤波电容co1电连接组成；第一滤波电容ci1用于吸收第一高频变压器10-1原边电感lp1回馈的能量，同时起到滤波作用，第一反向截止二极管d1用于防止反向电流流向第一路太阳能电池板组件1-1；第一高频变压器10-1的原边电感lp1、第一谐振电容cr1、第一开关管q1、第一续流二极管dq1电连接组成第一单管谐振电路，用于将滤波后的直流电逆变成高频交流电；第一高频变压器10-1由第一原边电感lp1、第一磁芯t1、第一副边电感ls1组成，其中，第一磁芯t1为带有气隙的磁芯，第一原边电感lp1与第一副边电感ls1的耦合系数为0.5-0.9，高频交流电施加在第一高频变压器10-1原边电感lp1两端，在第一高频变压器10-1副边电感lp2两端感应出正负幅值不对称的高频交流电压；第一单管谐振电路和第一高频变压器10-1用于将能量从原边传递到副边；第一高频整流电路11-1采用高频整流电路结构ⅰ即高频倍压整流电路或高频整流电路结构ⅱ即高频全桥整流电路，高频整流电路结构ⅰ由结构ⅰ第一整流二极管dⅰ1、结构ⅰ第二整流二极管dⅰ2、结构ⅰ第一滤波电容cⅰ1、结构ⅰ第二滤波电容cⅰ2电连接组成，用于对第一高频变压器1-1副边的高频交流电进行整流滤波；高频整流电路结构ⅱ由结构ⅱ第一整流二极管dⅱ1、结构ⅱ第二整流二极管dⅱ2、结构ⅱ第三整流二极管dⅱ3、结构ⅱ第四整流二极管dⅱ4电连接组成，用于对第一高频变压器1-1副边的高频交流电进行整流；第一输出滤波电容co1用于对整流后的直流电进行滤波；第二路dc/dc变换器结构和电路元器件参数与第一路dc/dc变换器完全相同，但第二开关管q2的控制信号要与第一开关管q1的控制信号错开180°；两路dc/dc变换器输出侧串联，输出220v直流电压；第一电压采样电路12采集第一路太阳能电池板组件1-1的输出电压信号并送至控制单片机17，第一电流采样电路13-1采集第一路太阳能电池板组件的输出电流信号并送至控制单片机17，控制单片机17接收到采集来的第一路太阳能电池板组件1-1的输出电压信号和输出电流信号进行第一mppt控制；第三电压采样电路12'采集第二路太阳能电池板组件1-2的输出电压信号并送至控制单片机17，第二电流采样电路13-2采集第二路太阳能电池板组件1-2的输出电流信号并送至控制单片机17，控制单片机17接收到采集来的第二路太阳能电池板组件1-2的输出电压信号和输出电流信号进行第二mppt控制；第二电压采样电路14采集第一开关管q1漏源极间的电压信号并送至控制单片机17，第四电压采样电路14'采集第二开关管q2漏源极间的电压信号并送至控制单片机17，在第一开关管q1、第二开关管q2当前驱动信号上升沿到来之前，检测第一开关管q1、第二开关管q2漏源极间的电压是否为零来判断第一开关管q1、第二开关管q2是否实现零电压开通；隔离电压采样电路15采集第二高效光伏电源变换器3'的直流输出电压信号并送至控制单片机17，控制单片机17根据接收的第二高效光伏电源变换器3'的直流输出电压信号，经过电压反馈控制程序20，同时调整第一开关管q1和第二开关管q2的控制信号，进行电压反馈控制；dc/dc电源16将第一路太阳能电池板组件1-1、第二路太阳能电池板组件1-2的输出电压降至+12v和+5v两路输出，+12v输出的负极与第一路太阳能电池板组件1-1的负极、第二路太阳能电池板组件1-2的负极电连接，为第一驱动电路22-1驱动侧、第二驱动电路22-2驱动侧供电；+5v输出的负极与第一路太阳能电池板组件1-1的负极、第二路太阳能电池板组件1-2的负极电连接，为控制单片机17、隔离电压采样电路15输出侧、第一驱动电路22-1控制信号侧、第二驱动电路22-2控制信号侧供电；控制单片机17接收到第一电压采样电路12、第一电流采样电路13-1、第二电压采样电路14、第二电流采样电路13-2、第三电压采样电路12'、第四电压采样电路14'、隔离电压采样电路15采集的电压电流信号，经由第一mppt控制程序18-1、第二mppt控制程序18-2、第一软开关判断程序19-1、第二软开关判断程序19-2、电压反馈控制程序20、pwm+pfm控制程序21共同生成第一开关管q1和第二开关管q2的控制信号并送至第一驱动电路22-1和第二驱动电路22-2，第一驱动电路22-1和第二驱动电路22-2接收到控制单片机17发来的第一开关管q1和第二开关管q2的控制信号后经放大驱动第一开关管q1和第二开关管q2。