[发明专利]一种功率变换器的模拟芯片及功率变换器

说明书

本申请公开了一种功率变换器的模拟芯片及功率变换器，模拟芯片包括：采样电路用于采集功率变换器的电气参数，功率变换器的输入端用于连接光伏组件；最大功率跟踪电路根据电气参数获得功率变换器的输入功率和/或输出功率，根据输入功率或输出功率进行最大功率跟踪，获得调节信号给多路选择器；快速关断电路收到模拟芯片外部发送的快速关断指令时，产生快速关断信号给多路选择器；保护电路在功率变换器的电气参数超过第一预设阈值时，产生保护信号给多路选择器；多路选择器从快速关断信号、保护信号或调节信号中选择一个作为控制信号，以控制功率变换器中的功率器件。模拟芯片能控制功率变换器的工作，比数字芯片可以较大降低光伏发电系统成本。

技术领域

本申请涉及光伏发电技术领域，尤其涉及一种功率变换器的模拟芯片及功率变换器。

背景技术

光伏发电系统一般包括光伏组件和功率变换器，其中，光伏组件可以将太阳能转换为电能。

目前，光伏组件包括多个光伏子串，每个光伏子串包括多个光伏电池片。多个光伏组件可以串联或并联形成光伏阵列。光伏组件的每个光伏子串的两端并联有二极管，当光伏子串受到阴影遮挡无法输出足够的电流时，二极管可以旁路掉该光伏子串，其他光伏子串的电流可以流过该二极管，从而保证其他光伏子串可以继续发电。但是，这种二极管将受遮挡的光伏子串彻底旁路的方式，造成受遮挡的光伏子串完全无法发电，浪费了该光伏子串的发电能力。

为了在光伏子串受到遮挡时能够继续发电，可以在光伏子串的两端或光伏组件的两端连接功率变换器，利用功率变换器替代并联的二极管。当光伏子串受到阴影遮挡时，光伏子串的输出电流有所降低但是仍然可以输出功率，功率变换器可以对光伏子串的输出功率进行变换，并调整自身的输出电流为与其余光伏子串或与光伏子串相连接的功率变换器相等的电流，从而提高整个光伏发电系统的发电效率。

目前，功率变换器的控制均由数字芯片来实现控制，但是，如果光伏发电系统中光伏子串的数量较多时，需要的功率变换器的数量也较多，每个功率变换器需要一个数字芯片，则需要较多数量的数字芯片，致使整个光伏发电系统的成本较高。

发明内容

为了解决以上技术问题，本申请提供一种功率变换器的模拟芯片及功率变换器，能够控制功率变换器的工作，从而降低光伏发电系统的成本。

本申请提供一种功率变换器的模拟芯片，用于控制功率变换器的工作，具体地可以控制功率变换器中的功率器件的开关状态，本申请以功率变换器应用于光伏系统进行介绍，该模拟芯片包括：采样电路、最大功率跟踪电路、保护电路、快速关断电路和多路选择器；采样电路采集功率变换器的电气参数，功率变换器的输入端用于连接光伏组件；最大功率跟踪电路根据电气参数获得功率变换器的输入功率和/或输出功率，根据输入功率或输出功率进行最大功率跟踪，获得调节信号给多路选择器；快速关断电路在收到模拟芯片外部发送的快速关断指令时，产生快速关断信号给多路选择器；保护电路在功率变换器的电气参数超过第一预设阈值时，产生保护信号给多路选择器；多路选择器从快速关断信号、保护信号或调节信号中选择一个作为控制信号，以控制功率变换器中的功率器件。其中，电气参数可以包括功率变换器的输入电压、输入电流、输出电压、输出电流以及温度。采样电路采集的电气参数会同时发送给最大功率跟踪电路和保护电路。

本申请提供的模拟芯片中的各个电路均由模拟电路搭建，即该模拟芯片由模拟集成电路来实现，处理的是模拟信号，通过该模拟芯片，可以实现对光伏组件的MPPT，使光伏系统工作在较高的发电效率；而且该模拟芯片还可以实现功率变换器的保护功能和快速关断功能，即当功率变换器的电气参数超过阈值时，及时进行保护，降低电气参数，以免功率变换器发生损坏；例如实现异常情况对功率变换器的过压、过流、过温保护，以防止功率变换器损坏或者故障进一步扩散。另外，当需要快速关断时，控制功率变换器停止工作。由于模拟芯片集成度高，成本低，因此即使光伏系统包括的光伏组件数量较多，成本也不会太高，相比于数字芯片可以降低系统成本。