[发明专利]一种驱动电路及采用该驱动电路的光伏功率优化系统

说明书

本发明主要涉及一种驱动电路及采用该驱动电路的光伏功率优化系统，采用了在每个光伏组件中都使用了功率优化器的方案，使得每个光伏组件的各个单体电池串都能利用驱动电路独立执行最大功率点追踪演算。该驱动电路用于驱动一个电压转换电路的串联连接在直流电压源和第一参考节点之间的高侧开关和低侧开关，高侧开关和低侧开关间的互连节点与电压转换电路的输出节点之间连接有电感，并且该输出节点和第一参考节点之间连接有输出电容，从而将直流电压源降压转换成输出在输出电容上的直流输出电压。

技术领域

本发明主要涉及光伏组件的系统，确切地说，是采用了在每个光伏组件中都使用了优化器的方案，使得每个光伏组件的各个单体电池串都能利用驱动电路独立执行最大功率点追踪演算，并且还可以实现光伏组件的载波通信功能。

背景技术

随着传统化工能源的短缺和科学技术的发展，新能源得到了越来越广泛的应用，由于光伏发电安全可靠、运行费用少、维护简单、随处可用等特点，使得光伏发电在世界范围内得到了快速的发展。光伏电池的输出特性受到外界温度、光照辐射强度的影响而发生很大的变化，使光伏电池始终能够输出最大的功率以便我们更有效地利用太阳能是光伏发电系统的基本要求。要从太阳能面板输出期望的最大功率，最重要是找到最大功率点使电池板的输出电压和输出电流保持在这个预期的最大功率点。最大功率点的变化通常与辐照强度和环境温度有关，所以亟待解决的难题是，当太阳能面板的环境变化时，须动态追踪的这些参数变化，才能屏除外部环境因素，确保太阳能面板工作在最大功率点上。

在现行的光伏功率优化方式中，几乎都是在光伏组件级执行优化，实际上每个光伏组件通常会包括多个由光伏电池串接构成的电池串，在光伏组件级进行优化意味着不会单独对每一个独立的电池串进行优化。当出现同一串电池板因为产品一致性问题不好，或发生阴影遮挡等因素导致部分电池不能正常发电时，整串的光伏电池效率损失很严重，而且逆变器尤其是集中式的逆变器接入的电池板阵列很多时，会导致各个组串的电池板不能够在自己的最大功率点运行，这些都是电能和发电量的损失。因此本申请后文介绍的功率优化器主要就是解决或者说是缓解这些问题，实现在电池串级别进行功率优化，来为每个光伏电池串搭载主动式功率优化器，导入最大功率点追踪以确保太阳能系统输出功率的稳定和功率的最大优化。本申请还会提供具体最大功率点追踪的电路及其驱动电路。

发明内容

在一个实施例中，本发明提供了一种驱动电路，用于驱动一个电压转换电路的串联连接在直流电压源和第一参考节点之间的高侧开关和低侧开关，高、低侧开关间的互连节点与电压转换电路的输出节点之间连接有电感，该输出节点和第一参考节点之间连接有输出电容，其特征在于，包括：

受原始驱动信号驱动的一个推挽功放电路，一个变压器的初级绕组与一个耦合电容串联连接在该推挽功放电路的输出端和一个第二参考节点之间(第二参考节点与第一参考节点可以等电势或具有不同的电势)；

该变压器的一个第一次级绕组的第一端通过一个第一补偿电容耦合到所述高侧开关的控制端，第一次级绕组的第二端连接到所述互连节点；

该变压器的一个第二次级绕组的第二端通过一个第二补偿电容耦合到所述低侧开关的控制端，第二次级绕组的第一端连接到所述第一参考节点；

所述原始驱动信号藉由第一、第二次级绕组分别转换成施加在所述高侧开关、所述低侧开关各自控制端的第一、第二驱动信号，从而将所述直流电压源降压转换成输出在所述输出电容上的直流输出电压，且所述第一、第二次级绕组的绕线互为反向以满足所述高侧开关和所述低侧开关两者在交替接通的阶段它们不会同时接通。

上述的一种驱动电路，所述原始驱动信号先通过一个前级放大电路放大后再输入至所述推挽功放电路的输入端；其中

所述前级放大电路包括串联在一个电压端和第二参考节点之间的上拉电阻和输入晶体管，上拉电阻连接在电压端与输入晶体管的集电极之间，输入晶体管的发射极连接到第二参考节点而集电极连到推挽功放电路的输入端，所述原始驱动信号耦合到输入晶体管的基极；或