[发明专利]一种低输入电压高直流增益的车载太阳能发电装置

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能光伏发电的技术领域，尤其是指一种低输入电压高直流增益的车载太阳能发电装置。

背景技术

随着能源危机的进一步恶化，新能源汽车受到了整个社会的广泛关注。然而，在车载太阳能板光伏发电中，由于太阳能光伏板和电池组输出的直流电压较低，使得逆变器的输出电压无法满足车载热电设备以及压缩机等模块的用电需求，往往需要将多个电池组串来起来提高输入电压。这种方法一方面增加了载具的负荷，另一方面大大降低了系统的可靠性。同时，传统Boost直流升压变换器必须工作在占空比接近1时才能获得较高的直流电压增益，这使得开关损耗大大增加。因此需要具有高直流增益的太阳能发电装置，该装置结合了开关电感升压单元与开关Z源网络各自的升压特性，使得直流变换器部分具有更高的输出电压增益，在车载光伏板与电池组电压较低的情况下，亦能给逆变器提供较高的电压输入，从而驱动车载热电系统与压缩机。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提出了一种结构紧凑、安全可靠的低输入电压高直流增益的车载太阳能发电装置。

为实现上述目的，本发明所提供的技术方案为：一种低输入电压高直流增益的车载太阳能发电装置，包括依次相接的车载光伏板、电池组、低输入电压高直流增益开关电感-开关Z源变换器、逆变器、车载热电系统与压缩机模块，所述车载光伏板通过将采集到的太阳能转化为电能存储于电池组，所述电池组的电压作为低输入电压高直流增益开关电感-开关Z源直流变换器的输入，由所述低输入电压高直流增益开关电感-开关Z源直流变换器进行升压变换后给逆变器供电，所述逆变器驱动车载热电系统与压缩机模块；

所述低输入电压高直流增益开关电感-开关Z源变换器包括依次串联在一起的输入端电压源、开关电感Z源升压网络、开关Z源输出网络；

所述开关电感Z源升压网络包括第一电解电容、第二电解电容、第四二极管、第一开关电感网络与第二开关电感网络，所述第一电解电容和第二电解电容的电容值相等；所述第一开关电感网络包括第一二极管、第二二极管、第三二极管、第一电感与第二电感；所述第二开关电感网络包括第五二极管、第六二极管、第七二极管、第三电感与第四电感；所述第一电感、第二电感、第三电感与第四电感的电感值相等；所述第四二极管的阳极与输入端电压源的正极相连接；所述第四二极管的阴极、第一开关电感网络的正极端和第一电解电容的正极端相连接；所述第一开关电感网络的负极端和第二电解电容的正极端相连接；所述第一电解电容的负极端与第二开关电感网络的正极端相连接；所述第二开关电感网络的负极端、第二电解电容的负极端与输入端电压源的负极相连接；所述第一电感的一端、第一二极管的阳极相连接，构成第一开关电感网络的正极端；所述第一电感的另一端、第二二极管的阳极与第三二极管的阳极相连接；所述第一二极管的阴极、第二二极管的阴极与第二电感的一端相连接；所述第二电感的另一端、第三二极管的阴极相连接，构成第一开关电感网络的负极端；所述第三电感的一端、第五二极管的阳极相连接，构成第二开关电感网络的正极端；所述第三电感的另一端、第六二极管的阳极与第七二极管的阳极相连接；所述第五二极管的阴极、第六二极管的阴极与第四电感的一端相连接；所述第四电感的另一端、第七二极管的阴极相连接，构成第二开关电感网络的负极端；

所述开关Z源输出网络包括第一开关管、第二开关管、第八二极管、第九二极管、第三电解电容与电源输出端口；所述第一开关管的漏极与第八二极管的阳极相连接；所述第一开关管的源极、第三电解电容的负极端、电源输出端口的负极与第九二极管的阳极相连接；所述第八二极管的阴极、第三电解电容的正极端、电源输出端口的正极与第二开关管的漏极相连接；所述第九二极管的阴极与第二开关管的源极相连接；

所述开关电感Z源升压网络中第一开关电感网络的负极端、第二电解电容的正极端与开关Z源输出网络的第一开关管的漏极、第八二极管的阳极相连接；所述开关Z源输出网络中第九二极管的阴极、第二开关管的源极与第二开关电感网络的正极端、第一电解电容的负极端相连接。

本发明与现有技术相比，具有如下优点与有益效果：

本发明结合了开关电感升压单元与开关Z源网络各自的升压特性，使得直流变换器部分具有更高的输出电压增益，在车载光伏板与电池组电压较低的情况下，亦能给逆变器提供较高的电压输入，从而驱动车载热电系统与压缩机。

附图说明

图1是本发明的低输入电压高直流增益的车载太阳能发电装置结构图。