光伏供电装置、光伏空调系统和汽车的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及光伏技术领域，特别涉及一种光伏供电装置、光伏空调系统和汽车。
【背景技术】
[0002] 夏天太阳的炙烤会将汽车驾驶室变的非常炎热，尤其是停车之后，如果没有空调， 很难在驾驶室内休息。目前，绝大部分汽车均自带有空调，自带的空调通过汽车发动机烧油 来驱动工作，在车停歇期间，发动机也不能停，造成不必要的浪费，特别是对于马力大的货 车和拖车，单独启动车载空调耗油量更大。
[0003] 为了解决上述问题，车载光伏空调系统应运而生，通过光伏电池板（即光伏发电 模块）发电来给车载的空调供电，从而解决了上述的问题。光伏空调系统在白天时，通过光 伏电池板发电给光伏空调系统的蓄电池模块（可以包括汽车的蓄电池）充电，以供夜间使 用；但是，现有光伏空调系统的充电方案只是在光伏电池板输出端简单的加了防止倒充的 二极管，光伏电池板的输出大部分时间没有工作在最大功率输出点上，造成光伏电池板发 电量的利用率较低，蓄电池模块充电缓慢，以及能源的浪费。
【发明内容】
[0004] 本发明的主要目的是提供一种光伏供电装置，旨在使光伏发电模块工作在最大功 率点，从而提升光伏发电模块发电量的利用率和蓄电池模块的充电速度，充分利用能源。
[0005] 为实现上述目的，本发明提出的光伏供电装置，包括光伏发电模块、直流变换电 路、直流输出母线、蓄电池模块、占空比调节电路和脉冲信号发生器，其中：
[0006] 所述直流变换电路的输入端连接所述光伏发电模块的输出端，所述直流变换电 路的输出端经直流母线进行输出；
[0007] 所述蓄电池模块的充放电端连接所述直流母线；
[0008] 所述占空比调节电路的输入端连接所述光伏发电模块的输出端，采样所述光伏发 电模块的输出端的电压和电流，并根据采样到的电压和电流输出最大功率点对应的占空 比；所述脉冲信号发生器的占空比输入端连接所述占空比调节电路的输出端，所述脉冲信 号发生器的输出端连接所述直流变换电路的受控端，所述脉冲信号发生器接收所述占空比 调节电路输出的占空比，并根据所述占空比生成相应的脉冲控制信号，控制所述直流变换 电路的工作。
[0009] 优选地，所述占空比调节电路包括第一采样电路、最大功率点跟踪控制器、第一比 较芯片和占空比转换电路，所述第一采样电路的输入端连接所述光伏发电模块的输出端， 采样所述光伏发电模块的输出端的电压和电流；所述第一采样电路的电压输出端输出采样 到的电压至所述最大功率点跟踪控制器，所述第一采样电路的电流输出端输出采样到的电 流至所述最大功率点跟踪控制器；其中，
[0010] 所述最大功率点跟踪控制器跟踪接收到的电压和电流，以输出最大功率点对应的 参考电压；所述第一比较芯片的第一输入端连接所述最大功率点跟踪控制器的输出端，所 述第一比较芯片的第二输入端连接所述第一采样电路的电压输出端，所述第一比较芯片的 输出端连接所述占空比转换电路的输入端；所述第一比较芯片比较其第一输入端和第二输 入端接收到的电压，以输出电压偏差至所述占空比转换电路，所述占空比转换电路根据接 收到的电压偏差输出相应的占空比。
[0011] 优选地，所述占空比调节电路包括第一采样电路、最大功率点跟踪控制器、第一比 较芯片和占空比转换电路，所述第一采样电路的输入端连接所述光伏发电模块的输出端， 采样所述光伏发电模块的输出端的电压和电流；所述第一采样电路的电压输出端输出采样 到的电压至所述最大功率点跟踪控制器，所述第一采样电路的电流输出端输出采样到的电 流至所述最大功率点跟踪控制器；其中，
[0012] 所述最大功率点跟踪控制器跟踪接收到的电压和电流，以输出最大功率点对应的 参考电流；所述第一比较芯片的第一输入端连接所述最大功率点跟踪控制器的输出端，所 述第一比较芯片的第二输入端连接所述第一采样电路的电流输出端；所述第一比较芯片 比较其第一输入端和第二输入端接收到的电流，以输出电流偏差至所述占空比转换电路， 所述占空比转换电路根据接收到的电压偏差输出相应的占空比。
[0013] 优选地，所述占空比转换电路包括第一比例积分控制器，所述第一比例积分控制 器的输入端为所述占空比转换电路的输入端，所述第一比例积分控制器的输出端为所述占 空比转换电路的输出端；所述第一比例积分控制器根据其输入端接收到的电信号，输出相 应的占空比。
[0014] 优选地，所述占空比转换电路包括第二比例积分控制器、第二比较芯片、第二采样 电路和第三比例积分控制器，所述第二比例积分控制器的输入端为所述占空比转换电路的 输入端，所述第二比例积分控制器的输出端连接所述第二比较芯片的第一输入端，所述第 二采样电路采样所述直流变换电路的输出端的电流并输出到所述第二比较芯片的第二输 入端，所述第二比较芯片的输出端连接所述第三比例积分控制器的输入端，所述第三比例 积分控制器的输出端为所述占空比转换电路的输出端；
[0015] 所述第二比例积分控制器根据其输入端接收到的电信号以输出所述直流变换电 路相应的输出参考电流，所述第二比较芯片将所述输出参考电流与所述第二采样电路输出 的电流进行比较而得到电流偏差，所述第三比例积分控制器根据接收到的电流偏差，输出 相应的占空比。
[0016] 优选地，所述占空比调节电路还包括信号切换模块、第三采样电路、荷电状态监测 模块和充电曲线规划模块，所述第三采样电路采样所述蓄电池模块的充放电端的电压和电 流，并输出到所述荷电状态监测模块，所述荷电状态监测模块根据接收到的电压和电流，得 出所述蓄电池模块的荷电状态输出至所述充电曲线规划模块，并根据所述蓄电池的荷电状 态是否达到预设阈值而输出相应的控制信号至所述信号切换模块；
[0017] 所述充电曲线规划模块根据接收到的荷电状态，输出对应的参考电流至所述信号 切换模块的第一输入端，所述信号切换模块的第二输入端连接所述第二比例积分控制器的 输出端，所述信号切换模块的输出端连接所述第二比较芯片的第一输入端；所述荷电状态 监测模块在所述蓄电池的荷电状态达到所述预设阈值时，输出第一控制信号以控制所述信 号切换模块的第一输入端与输出端连通；所述荷电状态监测模块在所述蓄电池的荷电状态 未达到所述预设阈值时，输出第二控制信号以控制所述信号切换模块的第二输入端与输 出端连通。
[0018] 优选地，所述直流变换电路为半桥逆变全桥整流拓扑电路、半桥逆变半桥整流拓 扑电路、全桥LLC谐振逆变全桥整流拓扑电路、交错反激式直流变换拓扑电路、推挽式直流 变换拓扑电路、双管正激式直流变换拓扑电路中的一种。
[0019] 本发明还提出一种光伏空调系统，包括全直流空调和如上所述的光伏供电装置， 所述全直流空调与所述直流母线连接。
[0020] 优选地，所述全直流空调为为低压全直流空调。
[0021] 本发明还提出一种汽车，包括如上所述的光伏空调系统，所述全直流空调设置在 所述汽车装在空间内，所述光伏发电模块设于汽车的壳体外侧。
[0022] 本发明技术方案通过采用占空比调节电路实时采样监测光伏发电模块的输出电 压和输出电流，得出光伏发电模块当前的最大功率点对应的占空比，使脉冲信号发生器生 成对应的脉冲信号输出，以控制直流变换电路以最大功率工作输出对蓄电池模块进行充 电，从而提升蓄电池模块的充电速度和光伏发电模块发电量的利用率，减少能源浪费。
【附图说明】
[0023] 图1为本发明光伏供电装置第一实施例的电路模块示意图；
[0024] 图2为本发明光伏供电装置第二实施例第一实施方案的电路模块示意图；
[0025] 图3为本发明光伏供电装置第二实施例第二实施方案的电路模块示意图；
[0026] 图4为本发明光伏供电装置第三实施例的电路模块示意图；
[0027] 图5为本发明光伏供电装置第四实施例的电路模块示意图；
[0028] 图6为本发明光伏供电装置第五实施例的电路模块示意图；
[0029] 图7为本发明光伏供电装置的直流变换电路第一实施例的电路图；
[0030] 图8为本发明光伏供电装置的直流变换电路第二实施例的电路图；
[0031] 图9为