[发明专利]包含多个DC-DC转换器的功率流调节器

说明书

技术领域

本公开的内容通常涉及直流电源和负载，尤其涉及用于直流电源和负载的功率流调节器(power flow regulators)。

背景技术

在大多数太阳能系统中，例如相当大数量的太阳能串(solar strings)并联电连接，这迫使所有的串电压相同。然而，从最大功率提取的角度来说，每个太阳能串的最优运行电压可能不相同。典型地，最优运行电压之间的差别相对较小(例如但不限于，小于约20VDC)。这种并联太阳能串能够以多至大约15％降低整个系统的效率。

如图1中所示的，多个并联连接的DC电源2，4，6被用来给DC负载8供电。这种系统的一个实例是多个DC太阳能串给一个DC负载供电，或者给太阳能逆变器的DC链路供电。

类似地，如图2中所示的，一个DC电源10能够给多个DC负载12，14，16供电。一个实例是一个DC电源能够给多个并联连接的电池充电。

将图1和2结合在一起，如图3中所示的，多个DC电源18，20，22能够给多个DC负载24，26，28供电。

当多个并联连接的DC电源2，4，6给图1的DC负载8供电时，在一些情况下，DC电源的输出功率由它的DC电压确定，例如太阳能板(串)的电压。在图1中，DC电源2，4，6的电源电压总是等于DC负载8的负载电压。个体DC电源2，4，6的输出功率由DC负载电压确定。不可能改变DC电源2，4，6之间的DC功率分布，因为它仅由负载电压确定。

当多个并联连接的DC负载12，14，16由图2的DC电源10供电时，在一些情况下，DC负载的功率由它的DC电压确定。在图2中，DC负载12，14，16的负载电压总是等于DC电源10的电源电压。个体DC负载12，14，16的消耗功率由DC电源电压确定。不可能改变DC负载12，14，16之间的DC功率分布，因为它仅由电源电压确定。

当多个并联连接的DC电源18，20，22给图3的多个DC负载24，26，28供电时，如果DC电源的输出功率由其DC电压确定，不可能改变DC电源18，20，22之间的DC功率分布，因为这仅由负载电压确定。如果DC负载的功率由其DC电压确定，那么不可能改变DC负载24，26，28之间的DC功率分布，因为这仅由电源电压确定。

功率流调节器还存在改进的空间。

发明内容

本公开的内容的实施例满足了这些和其它需求，其在多个DC电源和/或多个DC负载之间调节功率流。

根据本公开的内容的一个方面，一种功率流调节器包括：多个双向DC-DC转换器，这些转换器中的每个包括第一输入、第二输入、第一输出和第二输出；以及电容器，其电连接在每个转换器的第一和第二输入之间，其中：或者每个转换器的第一输出电连接到相应的DC电源且每个转换器的第二输出电连接到共同的DC负载，或者每个转换器的第一输出电连接到相应的DC负载且每个转换器的第二输出电连接到共同的DC电源。

所述多个双向DC-DC转换器可以是第一多个双向DC-DC转换器；电容器可以是第一电容器；并且共同的DC负载可以包括：第二多个双向DC-DC转换器，第二多个双向DC-DC转换器中的每个可以包括第一输入、第二输入、第一输出和第二输出；以及第二电容器，其电连接在第二多个双向DC-DC转换器中的每个的第一和第二输入之间，其中，第二多个双向DC-DC转换器中的每个的第一输出可电连接到第一多个双向DC-DC转换器中的每个的第二输出，并且其中，第二多个双向DC-DC转换器中的每个的第二输出可电连接到相应的DC负载。

所述多个双向DC-DC转换器可以是第一多个双向DC-DC转换器；电容器可以是第一电容器；并且共同的DC电源可以包括：第二多个双向DC-DC转换器，第二多个双向DC-DC转换器中的每个可以包括第一输入、第二输入、第一输出和第二输出；以及第二电容器，其电连接在第二多个双向DC-DC转换器中的每个的第一和第二输入之间，其中，第二多个双向DC-DC转换器中的每个的第一输出可电连接到相应的DC电源，并且其中，第二多个双向DC-DC转换器中的每个的第二输出可电连接到第一多个双向DC-DC转换器中的每个的第一输出。