具有多级结构的电力转换装置的制作方法

根据本发明的示例性和非限制性实施方式的教导总体上涉及电力转换装置，并且更具体地涉及使用具有多级结构的多个转换器的电力转换装置和太阳能模块。

背景技术：

1、光伏发电是一种环保的发电方式，已被广泛用于替代传统的化学和核能发电。光伏发电分为电池连接至转换器的独立型和电池连接至电网的并网型。通常，独立发电由太阳能电池、蓄电池、电力转换装置等组成，而并网系统被配置成连接至商业电源并与负载电网交换电力。

2、太阳能电池模块根据日照、温度等具有不同的最大功率点。为了使光伏电池在其最大功率点操作，可以使用在逐模块的基础上进行最大功率点跟踪(mppt)控制的模块级电力电子设备(mlpe)。然而，当模块中的每个电池具有不同的光照、温度等时，带有单个转换器的mlpe难以实现优化的mppt控制。

3、如图1所示，在单个转换器方法中，所有电池串联连接并馈入mlpe，mlpe对整个太阳能电池模块执行最大功率点跟踪控制。在这种情况下，存在这样的问题，即当每个电池串的最大功率点由于电池串中日照的大小不同而不同时，不可能对单个电池串进行最大功率点跟踪控制。

4、此外，如图2所示，在具有单个转换器的mlpe应用中，太阳能电池模块、dc/dc转换器和控制器被设计为具有相同的电位。因此，当控制器检测光伏电池模块电压和dc/dc转换器输出电压时，可以仅使用电阻器分配电路来实现电压检测电路。然而，上述方法不能按原样应用于具有多级结构的mlpe。

5、此外，在具有单个转换器的mlpe应用方法中，太阳能电池模块、dc/dc转换器、控制器和辅助电源都使用相同的接地。因此，如图3和图4所示，可以配置辅助供电电路以从光伏电池模块接收电力并向转换器和控制器提供辅助电力。然而，上述方法不能按原样应用于具有多级结构的mlpe。

技术实现思路

1、[技术主题]

2、本发明旨在解决的技术主题是提供一种使用具有多级结构的多个转换器的电力转换装置和太阳能模块。

3、[技术解决方案]

4、在本发明的一个一般方面，可以提供一种电力转换装置，包括：

5、多个转换器，多个转换器中的每一个连接至多个电池串；以及

6、辅助电源单元，用于向多个转换器中的每一个提供驱动电力，其中，

7、辅助电源单元包括：

8、初级侧电路，用于接收来自多个电池串的输出端子中的至少一个的电压；

9、隔离转换器，用于根据初级侧电路的电压向次级侧电路输出电压；以及

10、多个次级侧电路，用于通过使用从隔离转换器输出的电压来将驱动电力供应至多个转换器中的每一个，其中

11、多个转换器具有多级结构。

12、优选地，但不是必须地，多个电池串的每个输出端子可以经由初级侧电路中的开关元件并联连接。

13、优选地，但不是必须地，开关元件可以是二极管。

14、优选地，但不是必须地，次级电路可以包括：第一次级电路，用于向包括在每个转换器中的上开关提供辅助电力；以及第二次级电路，用于向包括在每个转换器中的下开关提供辅助电力。

15、优选地，但不是必须地，电力转换装置还可以包括控制单元，控制单元对多个转换器的输入信号、输出信号和多个转换器中的每一个当中包括的电感器中流动的电流中的至少一个进行监测，并且经由电力线通信(plc)将监测到的信息向外部发送，或者针对多个转换器中的每一个生成和施加控制信号，并且次级侧电路可以包括向控制单元提供驱动电力的第三次级电路。

16、优选地，但不是必须地，隔离转换器可以包括反激转换器、正激转换器和llc转换器中的至少一个。

17、优选地，但不是必须地，隔离转换器可以执行初级侧调节(psr)。

18、优选地，但不是必须地，隔离转换器可以参考与初级电路具有相同的参考电位的次级电路的输出电压来执行psr。

19、优选地，但不是必须地，多个转换器可以通过接收控制信号来执行最大功率点跟踪控制。

20、优选地，但不是必须地，所述多个转换器可以通过级联(cascode)连接。

21、在本发明的另一个一般方面中，可以提供一种太阳能模块，包括：

22、多个电池串，多个电池串中的每一个包括至少一个太阳能电池；

23、多个转换器，多个转换器中的每一个连接至多个电池串中的每一个；以及

24、辅助电源单元，用于向多个转换器中的每一个提供驱动电力，辅助电源单元包括：初级侧电路，其经受多个电池串的输出端子中的至少一个的输出端子处的电压；隔离转换器，其基于初级侧电路的电压向次级电路输出电压；以及多个次级侧电路，其利用从隔离转换器输出的电压向多个转换器中的每个提供驱动电力，其中多个转换器包括多级。

25、优选地，但不是必须地，初级侧电路可以包括经由二极管并联连接的多个电池串的每一个输出端子。

26、优选地，但不是必须地，次级侧电路可以包括：第一次级电路，其向包括在每个转换器中的上开关提供辅助电力；以及第二次级侧电路，其向包括在每个转换器中的下开关提供辅助电力。

27、优选地，但不是必须地，太阳能模块还可以包括控制单元，控制单元对多个转换器的输入信号、输出信号和在每个转换器当中包括的电感器中流动的电流中的至少一个进行监测，并且经由电力线通信(plc)将监测到的信息向外部发送，或者针对多个转换器中的每一个生成和施加控制信号，并且次级侧电路可以包括向控制单元提供驱动电力的第三次级电路。

28、[发明的有益效果]

29、根据本发明的实施方式，通过使用集成控制单元控制多个转换器可以减少控制器的数量。此外，每个转换器之间可以进行联动控制，并且除了最大功率点跟踪控制之外，使用集成控制单元还可以容易地实现诸如监测和通信的附加功能。此外，当在多级结构mlpe中检测具有不同参考电位的电压时，可以像在传统方法中那样仅使用电阻器分布电路来检测电压，而不需要额外的设备。

30、此外，在使用具有多级结构的mlpe时，可以实现辅助电源电路以平滑地向每个dc/dc转换器、控制电路、plc电路等提供辅助电力。这里，可以通过将单个隔离转换器应用于辅助电源电路来生成多个辅助电源，这对于降低材料成本是有利的。此外，当使用具有多级结构的mlpe时，通过为每个dc/dc转换器提供单独的辅助电源电路，可以实现更稳定的辅助电力，并且当单独的辅助电源电路被设计为升压型时，与通过级联降压和升压稳压器的非反相降压-升压转换器相比，可以降低材料成本。

技术特征：

1.一种电力转换装置，包括：

2.根据权利要求1所述的电力转换装置，其中，在所述初级侧电路中，所述多个电池串的每个输出端子经由开关元件并联连接。

3.根据权利要求1所述的电力转换装置，其中，所述次级侧电路包括：

4.根据权利要求1所述的电力转换装置，包括：

5.根据权利要求1所述的电力转换装置，其中，所述隔离转换器包括反激转换器、正激转换器和llc转换器中的至少一个。

6.根据权利要求1所述的电力转换装置，其中，所述隔离转换器执行初级侧调节psr。

7.根据权利要求6所述的电力转换装置，其中，所述隔离转换器参考与所述初级电路具有相同的参考电位的次级侧电路的输出电压来执行所述psr。

8.根据权利要求1所述的电力转换装置，其中，所述多个转换器接收所述控制信号并且执行最大功率点跟踪控制。

9.根据权利要求1所述的电力转换装置，其中，所述多个转换器级联连接。

10.一种太阳能模块，包括：

技术总结
根据本发明的一个实施方式的电力转换装置包括：多个转换器，其各自连接至多个电池串；以及辅助电源单元，其用于向多个转换器中的每一个转换器提供驱动电力，其中，辅助电源单元包括：初级侧电路，其用于接收多个电池串的输出端子中的至少一个输出端子的电压；隔离转换器，其用于根据初级侧电路的电压向次级侧电路输出电压；以及多个次级侧电路，其用于通过使用从隔离转换器输出的电压来向多个转换器中的每一个转换器提供驱动电力，其中，多个转换器具有多级结构。

技术研发人员：郑光淳,朴涏钦
受保护的技术使用者：LG伊诺特有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15