一種光伏系統防逆充電路及其控制算法的製作方法

2023-07-20 08:24:41 1

專利名稱：一種光伏系統防逆充電路及其控制算法的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種光伏系統防逆充電路及其控制算法。
背景技術：
在光伏系統應用中，太陽能電池白天有較高的電壓，可以提供電流，但到了晚上， 太陽能電池兩端電壓很低，幾乎為零，這時太陽能電池可能會被連在其上的蓄電池等設備 反充電，而被損壞。為了防止這一點的發生，通常的做法是在太陽能電池和蓄電池之間加上一個防逆 充二極體，如附圖1。由於防逆充二極體在導通時有正向壓降Vf，所以在該二極體上會有電 能的損耗，通常矽二極體的導通正向壓降在0. 5 0. 7V之間，肖特基二極體的導通正向壓 降在0. 2 0. 3V之間，而且當電流較大時該導通壓降還會進一步加大。還有一種方案是用MOSFET(場效應)等可控電子開關來代替防逆充二極體，這樣 由於MOSFET(場效應)等可控電子開關的導通電壓可以做的很低，甚至接近零，這樣可以降 低導通損耗，但這樣又產生了一個問題因為導通時電子開關兩端的太陽能電池電壓Vs和 蓄電池電壓Vb非常接近，因此在電壓檢測誤差Ue的幹擾下，容易造成誤判斷，造成Vs Vb正常充電時，卻斷開了電子開關。

發明內容
為了克服現有的防逆充電路的低效率和誤判斷，本發明提出了一種新穎的防逆充 電路，它既具有高效率又具有判斷的準確性。本發明解決其技術問題採用的技術方案是下面結合


本發明的實施方法，可以有以下幾種但是不限於這幾種實施方 法如附圖2，其中的電子可控開關K可以是MOSFET、IGBT、繼電器等，二極體D可以 是矽二極體，也可以是肖特基二極體，但肖特基二極體壓降較小，性能要好。本電路的核心 點在於由一個電子可控開關和一個肖特基二極體(其它二極體也行，但性能比不上肖特基 二極體)並聯組成防逆充電路。本電路還有一種簡化方案，如附圖4:如電子可控開關選用 的是帶有體二極體(或叫寄生二極體)的MOSFET等元件，那麼並聯的肖特基二極體可以去 掉，但是此時性能會稍差些，因為MOSFET等元件的體二極體是矽管，導通壓降較大，一般在 0. 5V左右。檢測控制算法如下1)當電子開關K斷開時，肖特基二極體正向壓降為Vf，檢測太 陽能電池電壓Vs和電池電壓Vb，若Vs-Vb > Vf-Ue (式中Ue是電路電壓檢測的最大誤差)， 則接通電子開關K，否則斷開電子開關K ;2)當電子開關K導通時，每過一段時間tl，斷開電 子開關K，斷開的時間為t2，在斷開的過程中檢測Vs和Vb,若Vs-Vb > Vf-Ue,則接通電子 開關K，否則斷開電子開關K，一般讓tl遠大於t2。這種控制算法的核心在於檢測電子開關 斷開時的電壓Vs和Vb，要求Vs-Vb > Vf-Ue時，接通電子開關，否則，斷開電子開關。
附圖3中，電子開關(1)採用了 P溝道增強型場效應管MOSFET來實現，圖中Dl是 MOSFET內部的寄生體二極體，D2是並聯的肖特基二極體 附圖4是簡化方案的電路圖，省去了肖特基二極體，電子開關(1)採用了 P溝道增 強型場效應管MOSFET來實現，圖中Dl是MOSFET內部的寄生體二極體。本發明的有益效果是使防逆充電路既具有高效率又具有判斷的準確性。

圖1是由防逆充二極體構成的防逆充電路圖； 圖2是防逆充電路原理圖3是一種由P溝道增強型場效應管和肖特基二極體構成的實施方案圖； 圖4是一種省去肖特基二極體的簡化實施方案圖。
權利要求
一種光伏系統防逆充電路及其控制算法，其特徵是該防逆充電路在硬體上，是由一個可控的電子開關和一個肖特基二極體(或其他二極體)並聯組成，在控制算法上，通過檢測電子開關斷開時的太陽能電池電壓Vs和蓄電池電壓Vb，要求Vs-Vb＞Vf-Ue時，接通電子開關，否則，斷開電子開關，其中Ue是系統電壓檢測的最大誤差。
2.根據權利要求1所述的防逆充的電路，其特徵是可控的電子開關可以是由場效應 管、絕緣柵雙極型電晶體IGBT、繼電器等元件。
3.根據權利要求1所述的防逆充的電路，其特徵是對於內部含有寄生二極體的場效 應管等電子可控開關，肖特基二極體可以省去，控制算法不變，構成本發明的簡化方案。
全文摘要
一種用在太陽能光伏系統中的防逆充的電路及其控制算法。該防逆充電路在硬體上，是由一個可控的電子開關和一個肖特基二極體(或其他二極體)並聯組成，在控制算法上，通過檢測電子開關斷開時的太陽能電池電壓Vs和蓄電池電壓Vb，要求Vs-Vb＞Vf-Ue時，接通電子開關，否則，斷開電子開關，其中Ue是系統電壓檢測的最大誤差。本發明可以使防逆充電路既具有高效率又具有判斷的準確性。
文檔編號H02J7/00GK101820179SQ20101010310
公開日2010年9月1日 申請日期2010年1月25日 優先權日2010年1月25日
發明者王超 申請人:李培芳