[实用新型]一种光伏充电控制器

说明书

技术领域

本实用新型属于一种充放电控制装置，特别涉及一种应用于微网系统的光伏充电控制器。 

背景技术

在气候变化和能源短缺的大背景下,太阳能光伏发电越来越受青睐。基于分布式发电的微网系统是未来光伏发电的趋势。在微网系统中，由于输出功率较大，光伏阵列的输出电压较高，需要采用降压充电器对蓄电池进行充电。申请号为200320131510.X的中国专利公开了一种太阳能光伏电站控制器，其充电器部分拓扑如图1所示，但未进一步说明采用的DC-DC变换器主电路的结构，造成实现的不确定性。采用DC-DC变换器实现降压充电的方案，目前常用的有两种，其一是反激降压变换，由于容纳功率较低，常见于消费电子产品的充电器中，其二是采用Buck充电电路，由于其效率高，容纳功率大，常见于大功率充电，比如光伏电站的充电器中。但是Buck电路存在开关器件电流应力大的缺点，随着输出功率的增大，可靠性降低。另一方面，采用Buck电路的充电控制器，输出电流纹波大，降低了装置效率，当采用很大的电感进行滤波时，既增加了成本，动态特性也不好。 

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型在传统Buck充电控制器的基础上，提供了一种基于交错并联Buck电路的光伏充电控制器。该光伏充电控制器具有开关器件应力小，电流纹波小，成本低，可靠性高的特点。 

本实用新型采用以下技术方案：本实用新型光伏充电控制器由输入电路、充电电路和输出电路组成。输入电路的输出端正极与充电电路的输入端正极相连，输入电路的输出端负极与充电电路的负极相连，充电电路的输出端正极与输出电路的输入端正极相连，充电电路的输出端负极与输出电路的输入端负极相连。光伏阵列产生的电能经输入电路的输入端进入本实用新型光伏充电控制器，电能经过充电电路的调制，进入输出电路，进而进入蓄电池。 

所述输入电路由光伏阵列、防反接二极管和输入电容组成。光伏阵列的正极与防反接二极管的阴极相连，防反接二极管的阳极与输入电容的正极相连，光伏阵列的负极与输入电容的负极相连。 

所述的充电电路的主电路采用交错并联Buck电路构成，所述交错并联Buck电路由第一Buck电路和第二Buck电路组成，所述第一Buck电路由第一开关装置，第一续流装置和第一储能装置组成，所述第二Buck电路由第二开关装置，第二续流装置和第二储能装置组成。所述第一开关装置的集电极与所述第一Buck电路的输入端相连，所述第一开关装置的发射极与第一储能装置的输入端相连，第一续流装置的阳极与第一开关装置的发射极相连，第一续流装置的阴极与第一Buck电路的输入端负极相连；所述第二开关装置的集电极与所述第二Buck电路的输入端相连，所述第二开关装置的发射极与第二储能装置的输入端相连，第二续流装置的阳极与第二开关装置的发射极相连，第二续流装置的阴极与第二Buck电路的输入端负极相连。 

进一步地，为了提高能量转换效率，所述第一Buck电路的第一续流装置采用单极性开关管来实现，所述第二Buck电路的第二续流装置采用单极性开关管来实现。第一Buck电路的第一续流装置和第二Buck电路的第二续流装置工作在同步整流状态。 

进一步地，为了提高功率密度，所述第一Buck电路的第一储能装置与所述第二Buck电路的第二储能装置采用集成装置的形式。集成装置减小了整体充电控制器的体积。 

当本实用新型光伏充电控制器开始工作时，所述第一Buck电路与所述第二Buck电路交替工作。当所述第一Buck电路处于工作状态时，所述第二Buck电路进入续流状态；当所述第二Buck电路处于工作状态时，所述第一Buck电路进入续流状态；通过调整二者的工作时序，可以实现电流纹波的减弱或消除，从而提高了运行效率。 

本实用新型的优点是：基于交错并联Buck电路的光伏充电控制器，开关管电流应力小，提高了装置可靠性，提高了系统调节精度；基于同步整流技术，提高了能量转换效率；基于储能集成装置，缩小了整体充电控制器的体积，降低了成本。 

附图说明

图1现有技术的充电器拓扑； 

图2本实用新型的电路组成框图； 

图3本实用新型的电路原理图； 

图4本实用新型的开关管控制时序； 

图5本实用新型的一个周期工作过程，其中图5a为充电器工作模态1，图5b为充电器工作模态2，图5c为充电器工作模态3，图5d为充电器工作模态4； 

图6本实用新型的改进型电路； 

图7本实用新型的进一步改进型电路。 

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步描述。