一种悬浮电容式升压电路、光伏系统及控制方法与流程

    技术2025-12-20  8


    本申请涉及电力电子,具体涉及一种悬浮电容式升压电路、光伏系统及控制方法。


    背景技术:

    1、悬浮电容式升压电路处于旁路工作模式时,串联的两个功率管均不工作,由于两个功率管的等效阻抗并不相等,导致两个功率管分压不均匀,有可能造成分压较大的功率管过压失效。


    技术实现思路

    1、有鉴于此,本申请提供一种悬浮电容式升压电路、光伏系统及控制方法,能够在悬浮电容式升压电路处于旁路工作模式时,使串联的两个功率管均压,保护两个功率管,不会因为过压损坏。

    2、本申请提供一种悬浮电容式升压电路,包括:电感、第一功率管、第二功率管、第一二极管、第二二极管、第一开关管、第二开关管、电阻、悬浮电容和控制器;

    3、所述电感的第一端和第二端分别连接所述升压电路的正输入端和所述第一二极管的阳极,所述第一二极管的阴极通过所述第二二极管连接所述升压电路的正输出端;所述第一功率管的第一端和第二端分别连接所述电感的第二端和所述第二功率管的第一端;所述第二功率管的第二端连接所述升压电路的负输入端和负输出端;所述悬浮电容的第一端和第二端分别连接所述第一二极管的阴极和所述第一开关管的第二端,所述第一开关管的第一端连接所述第一功率管的第二端;所述悬浮电容的第二端通过串联的所述电阻和所述第二开关管连接所述负输出端;

    4、所述控制器,用于在所述升压电路处于旁路工作模式,如果所述悬浮电容的电压或所述第一功率管两端的电压大于电压阈值,则控制所述第一功率管导通为所述悬浮电容放电,直至所述悬浮电容的电压或所述第一功率管两端的电压小于等于所述电压阈值,控制所述第一功率管断开。

    5、一种可能的实现方式,所述控制器,还用于在所述升压电路的输入电压大于第一电压时,控制所述升压电路进入所述旁路工作模式,控制所述第一功率管、所述第二功率管和所述第二开关管均断开,控制所述第一开关管闭合。

    6、一种可能的实现方式,所述第二功率管在所述升压电路处于旁路工作模式时保持不动作。

    7、一种可能的实现方式,所述悬浮电容的放电路径为所述第二二极管、所述正输出端、所述负输出端、所述负输入端、所述正输入端、所述电感、所述第一功率管、所述第一开关管的体二极管和所述悬浮电容。

    8、本申请还提供一种光伏系统,包括以上介绍的升压电路,还包括逆变器;

    9、所述升压电路的输入端用于连接光伏阵列,所述升压电路的输出端用于连接直流母线,所述逆变器的直流侧连接所述直流母线。

    10、一种可能的实现方式,所述升压电路为多个,多个所述升压电路的输出端均连接所述直流母线。

    11、本申请还提供一种悬浮电容式升压电路的控制方法,所述悬浮电容式升压电路包括:电感、第一功率管、第二功率管、第一二极管、第二二极管、第一开关管、第二开关管、电阻和悬浮电容;所述电感的第一端和第二端分别连接所述升压电路的正输入端和所述第一二极管的阳极,所述第一二极管的阴极通过所述第二二极管连接所述升压电路的正输出端;所述第一功率管的第一端和第二端分别连接所述电感的第二端和所述第二功率管的第一端;所述第二功率管的第二端连接所述升压电路的负输入端和负输出端;所述悬浮电容的第一端和第二端分别连接所述第一二极管的阴极和所述第一开关管的第二端,所述第一开关管的第一端连接所述第一功率管的第二端;所述悬浮电容的第二端通过串联的所述电阻和所述第二开关管连接所述负输出端;

    12、方法包括:

    13、在所述升压电路处于旁路工作模式时,检测所述升压电路中的悬浮电容的电压或所述升压电路中的第一功率管两端的电压;

    14、所述悬浮电容的电压或所述第一功率管两端的电压大于电压阈值,控制所述第一功率管导通,为所述悬浮电容放电,直至所述悬浮电容的电压或所述第一功率管两端的电压小于等于所述电压阈值,控制所述第一功率管断开。

    15、一种可能的实现方式,所述悬浮电容的放电路径为所述第二二极管、所述正输出端、所述负输出端、所述负输入端、所述正输入端、所述电感、所述第一功率管、所述第一开关管的体二极管和所述悬浮电容。

    16、一种可能的实现方式,还包括:在所述升压电路的输入电压大于第一电压时,控制所述升压电路进入所述旁路工作模式,控制所述第一功率管、所述第二功率管和所述第二开关管均断开,控制所述第一开关管闭合。

    17、一种可能的实现方式,还包括:在所述升压电路的输入电压小于所述第一电压时,控制所述升压电路进入升压工作模式,控制所述第一功率管和所述第二功率管交替工作。

    18、本申请实施例提供的升压电路,为避免升压电路在进入旁路模式后,第一功率管和第二功率管由于等效阻抗不均导致偏压失效,在旁路工作模式下始终吸合第一开关管,并实时监测悬浮电容两端的电压或监测第一功率管两端的电压,当悬浮电容两端的电压或第一功率管两端的电压超过电压阈值时,控制第一功率管闭合动作(第二功率管依旧不动作),从而降低悬浮电容两端的电压,进而箝位第一功率管和第二功率管上的电压,避免第一功率管和第二功率管出现过压损坏。



    技术特征:

    1.一种悬浮电容式升压电路,其特征在于,包括:电感、第一功率管、第二功率管、第一二极管、第二二极管、第一开关管、第二开关管、电阻、悬浮电容和控制器;

    2.根据权利要求1所述的升压电路,其特征在于,所述控制器,还用于在所述升压电路的输入电压大于第一电压时,控制所述升压电路进入所述旁路工作模式,控制所述第一功率管、所述第二功率管和所述第二开关管均断开,控制所述第一开关管闭合。

    3.根据权利要求1所述的升压电路,其特征在于,所述第二功率管在所述升压电路处于旁路工作模式时保持不动作。

    4.根据权利要求1所述的升压电路,其特征在于,所述悬浮电容的放电路径为所述第二二极管、所述正输出端、所述负输出端、所述负输入端、所述正输入端、所述电感、所述第一功率管、所述第一开关管的体二极管和所述悬浮电容。

    5.一种光伏系统,其特征在于,包括权利要求1-4任一项所述的升压电路,还包括逆变器;

    6.根据权利要求5所述的光伏系统,其特征在于,所述升压电路为多个,多个所述升压电路的输出端均连接所述直流母线。

    7.一种悬浮电容式升压电路的控制方法,其特征在于,所述悬浮电容式升压电路包括:电感、第一功率管、第二功率管、第一二极管、第二二极管、第一开关管、第二开关管、电阻和悬浮电容;所述电感的第一端和第二端分别连接所述升压电路的正输入端和所述第一二极管的阳极,所述第一二极管的阴极通过所述第二二极管连接所述升压电路的正输出端;所述第一功率管的第一端和第二端分别连接所述电感的第二端和所述第二功率管的第一端;所述第二功率管的第二端连接所述升压电路的负输入端和负输出端;所述悬浮电容的第一端和第二端分别连接所述第一二极管的阴极和所述第一开关管的第二端,所述第一开关管的第一端连接所述第一功率管的第二端;所述悬浮电容的第二端通过串联的所述电阻和所述第二开关管连接所述负输出端;

    8.根据权利要求7所述的控制方法,其特征在于,所述悬浮电容的放电路径为所述第二二极管、所述正输出端、所述负输出端、所述负输入端、所述正输入端、所述电感、所述第一功率管、所述第一开关管的体二极管和所述悬浮电容。

    9.根据权利要求7所述的控制方法,其特征在于,还包括:

    10.根据权利要求7所述的控制方法,其特征在于,还包括:


    技术总结
    本申请公开了一种悬浮电容式升压电路、光伏系统及控制方法,包括:电感、第一功率管、第二功率管、第一二极管、第二二极管、第一开关管、第二开关管、电阻、悬浮电容和控制器;控制器,用于在升压电路处于旁路工作模式,如果悬浮电容的电压或第一功率管两端的电压大于电压阈值,则控制第一功率管导通为悬浮电容放电,直至悬浮电容的电压或第一功率管两端的电压小于等于电压阈值,控制第一功率管断开。该升压电路能够在悬浮电容式升压电路处于旁路工作模式时,使串联的两个功率管均压,保护两个功率管,不会因为过压损坏。

    技术研发人员:章鹏,吴杰,李欣,伍永富,张兵,潘年安,冯纪归
    受保护的技术使用者:阳光电源股份有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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