[发明专利]多降压级单升压级优化器

说明书

本发明涉及用于从DC电源组合如光伏模块或DC电池等提供电力、电压和/或电流的技术。一方面包括具有多个无电感器降压级(104)和升压级(106)的降压‑升压优化器(110)。所述降压‑升压优化器(110)可用于发电系统中。每个降压级(104)的组合输出电压可输入至升压级(106)。所述升压级(106)可以具有可用作能量存储设备的电感器(208)以升高电压以及对来自降压级(104)的信号进行滤波。因此，所述降压‑升压优化器(110)可以使用单个电感器。使用单个电感器可实现非常高效的发电系统。此外，可以减小所述发电系统中的部件的成本和大小。

相关申请案交叉申请

本专利申请要求于2017年4月17日递交的发明名称为“多降压级单升压级优化器”的第15/489,278号美国非临时专利申请案的在先申请优先权。

背景技术

光伏(Photovoltaic，简称PV)板生成直流(direct current，简称DC)电压。通常，来自一块光伏板的DC电压和DC电流远低于交流(alternating current，简称AC)电网所需的电压和电流。通常，在光伏发电系统中采用多块光伏板组合为AC电网提供必要的电压和电流。DC电压/电流也需要转换为AC电压/电流。

其中运行光伏板的一个重大挑战在于如何获得最大功率效率。对于至少一些光伏板而言，存在一个输出电压，在该输出电压下，光伏板产生最大功率输出。最大功率可能随太阳能辐射和光伏板温度等因素而变化。此外，各种光伏板的条件可以互不相同。因此，为了使光伏发电系统以最佳功率效率或接近最佳功率效率运行，各种光伏板可能需要在不同的输出电压下运行。

其他发电系统，例如采用DC电池组提供电力的系统，的运行也存在挑战。

发明内容

在第一实施例中，一种系统包括多个无电感器降压级，每个无电感器降压级具有用于从DC电源接收DC电压的输入端和用于提供DC电压的降压级输出端。所述系统还包括逻辑，用于运行所述多个降压级以调节每个DC电源的功率输出。所述系统还包括升压级，包括升压级输出端和升压级输入端，所述升压级输入端用于从多个降压级输出端接收组合DC电压。

根据所述第一实施例，在第二实施例中，所述升压级还包括用于接收所述多个降压级的电流输出的滤波器。

根据所述第二实施例，在第三实施例中，所述升压级用于将所述滤波器用作能量存储设备。

根据所述第二和第三实施例，在第四实施例中，所述滤波器为电感器。

根据所述第一至第四实施例，在第五实施例中，所述逻辑还用于：从每个DC电源的输出端接收信号；以及基于所述信号控制每个所述降压级的占空比。

根据所述第一至第五实施例，在第六实施例中，DC电压源为光伏模块。所述逻辑还用于：控制所述多个降压级的占空比从而在最大功率点处运行所述光伏模块。

根据所述第一至第六实施例，在第七实施例中，所述系统还包括DC-AC转换器，具有连接至升压级输出端的输入端，其中所述DC-AC转换器用于调节所述DC-AC转换器的输入端的DC电压。

根据所述第一至第七实施例，在第八实施例中，所述逻辑还用于控制所述升压级的占空比，从而当确定所述DC-AC转换器的输入端的DC电压不满足判别条件时，响应于此，相对升压级的输出端电压降低升压级的输入端电压。

根据所述第一至第八实施例，在第九实施例中，所述逻辑还用于：当确定所述多个降压级的组合输出电压需要降至阈值电压以下以维持降压级的目标占空比时，响应于此，指示所述升压级将升压级的输入端电压降低到阈值电压以下。

根据所述第一至第九实施例，在第十实施例中，所述多个降压级用于以相同开关频率生成脉宽调制输出电压，其中所述多个降压级用于交织所述脉宽调制输出电压。