太陽電池調整系統、相關方法及最小電流檢測及控制系統技術方案

本發明專利技術提供一種用以在通過串聯連接多個太陽電池模塊所構成的串組中，即使有部分陰影產生時也能夠維持整體的輸出電流的系統、相關方法及最小電流檢測及控制系統。本發明專利技術用于將串組的輸出電壓輸入至反相器并轉換成交流電壓，且透過多級電壓倍增整流電路來施加至串組，藉此，在優先地將補償電流供給至陰影模塊而維持串組整體的輸出電流的同時，使陰影模塊的動作電壓下降。本發明專利技術又提供一種將各種轉換器的輸出側電路部分多級連接至太陽電池模塊而形成，且從轉換器部分優先地將補償電流供給至陰影模塊的系統等。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】201480061332

【技術保護點】
一種太陽電池調整系統，其特征為，該系統具備有：多級電壓倍增整流電路，對經串聯連接的第1至第n(n為2以上的整數)個電容器的各者，并聯連接2個經串聯連接的二極管，又于該2個經串聯連接的二極管的各者的中間點連接中間電容器；太陽電池模塊鏈，將作為對第k(k＝1，2，…n)個前述電容器呈并聯連接的第k個太陽電池模塊所提供的第1至第n個太陽電池模塊予以串聯連接所形成；以及反相器，具備有容量性元件及感應性元件，且接收分別施加于前述第1至第n個太陽電池模塊的電壓的總合電壓的輸入，并將該輸入的總合電壓轉換成交流電壓，且將該交流電壓輸出至前述多級電壓倍增整流電路。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2013.09.11 JP 2013-188658;2013.10.09 JP 2013-212211.一種太陽電池調整系統，其特征為，該系統具備有：
多級電壓倍增整流電路，對經串聯連接的第1至第n(n為2以上的整數)個電容器的各
者，并聯連接2個經串聯連接的二極管，又于該2個經串聯連接的二極管的各者的中間點連
接中間電容器；
太陽電池模塊鏈，將作為對第k(k＝1，2，…n)個前述電容器呈并聯連接的第k個太陽電
池模塊所提供的第1至第n個太陽電池模塊予以串聯連接所形成；以及
反相器，具備有容量性元件及感應性元件，且接收分別施加于前述第1至第n個太陽電
池模塊的電壓的總合電壓的輸入，并將該輸入的總合電壓轉換成交流電壓，且將該交流電
壓輸出至前述多級電壓倍增整流電路。
2.根據權利要求1所述的太陽電池調整系統，其特征為，
前述反相器具備用以變更前述交流電壓的頻率的機構。
3.根據權利要求2所所述的太陽電池調整系統，其特征為，
前述反相器具備輸入電路及諧振電路；
該輸入電路具備開關，且接收分別施加于前述第1至第n個太陽電池模塊的電壓的總合
電壓的輸入，并輸出因應開關的切換狀態的電壓；
該諧振電路具備有容量性元件及感應性元件，且將從前述輸入電路所輸出的電壓轉換
成交流電壓，而對前述多級電壓倍增整流電路輸出該交流電壓。
4.根據權利要求3所述的太陽電池調整系統，其特征為，
構成為使前述諧振電路通過變壓器將前述交流電壓變壓后輸出至前述多級電壓倍增
整流電路。
5.根據權利要求4所述的太陽電池調整系統，其特征為，
前述輸入電路為將續流二極管與經串聯連接的第1及第2開關的各者并聯連接而形成，
且構成為：
通過隨著時間切換前述第1及第2開關當中設為導通的開關，從而在對該第1及第2開關
的兩端間輸入有直流電壓時，于位于該第1及第2開關的中間點的第1端子、及位于該第2開
關的兩端當中與該第1端子不同側的第2端子之間輸出矩形波狀的電壓；
前述諧振電路構成為：具備有串聯連接在前述第1端子與第3端子之間的電感器、及諧
振電路內電容器，且在從前述輸入電路接收到矩形波狀的電壓的輸入時，對前述第3端子、
及連接于前述第2端子的第4端子之間輸出交流電壓，又將該交流電壓通過變壓器變壓后輸
出至前述多級電壓倍增整流電路。
6.一種太陽電池調整系統，其特征為，該系統具備有：
太陽電池模塊鏈，以串聯連接第1至第n(n為2以上的整數)個太陽電池模塊的方式形
成；
第1多級電壓倍增整流電路，具備第1至第n個電容器、第1至第n個二極管對、及第1至第
n個中間電容器，該第1至第n個電容器是作為對第k(k＝1，2，…n)個前述太陽電池模塊呈并
聯連接的第k個電容器而提供，該第1至第n二極管對包含2個經串聯連接的二極管，且作為
對第k(k＝1，2，…n)個前述電容器呈并聯連接的第k個二極管對而提供，而該第1至第n個中
間電容器為連接于該第1至第n個二極管對各者中的2個經串聯連接的二極管的中間點；
第2多級電壓倍增整流電路，具備第n+1至第2n個電容器、第n+1至第2n個二極管對、及
第n+1至第2n個中間電容器，該第n+1至第2n個電容器是作為對第k(k＝1，2，…n)個前述太
陽電池模塊呈并聯連接的第n+k個電容器而提供，該第n+1至第2n個二極管對包含2個經串
聯連接的二極管，且作為對第n+k個前述電容器呈并聯連接的第n+k個二極管對而提供，該
第n+1至第2n個中間電容器為連接于該第n+1至第2n個二極管對各者中的2個經串聯連接的
二極管的中間點；以及
反相器，具備有容量性元件及感應性元件，且接收分別施加于前述第1至第n個太陽電
池模塊的電壓的總合電壓的輸入，并將該輸入的總合電壓轉換成交流電壓，且將該交流電
壓通過變壓器變壓后輸出；
其中前述變壓器的二次線圈的一端連接于前述第1多級電壓倍增整流電路，而該二次
線圈的另一端連接于前述第2多級電壓倍增整流電路。
7.根據權利要求6所述的太陽電池調整系統，其特征為，
前述反相器具備用以變更前述交流電壓的頻率的機構。
8.根據權利要求7所述的太陽電池調整系統，其特征為，
前述反相器具備輸入電路及諧振電路；
該前述輸入電路具備開關，且接收分別施加于前述第1至第n個太陽電池模塊的電壓的
總合電壓的輸入，并輸出因應開關的切換狀態的電壓；
該諧振電路具備有容量性元件及感應性元件，且將從前述輸入電路所輸出的電壓轉換
成交流電壓，而將該交流電壓通過變壓器變壓后輸出。
9.根據權利要求8所述的太陽電池調整系統，其特征為，
前述輸入電路為將續流二極管與經串聯連接的第1及第2開關的各者并聯連接而形成，
且構成為：
通過隨著時間切換前述第1及第2開關當中設為導通的開關，從而在對該第1及第2開關
的兩端間輸入有直流電壓時，于位于該第1及第2開關的中間點的第1端子、及位于該第2開
關的兩端當中與該第1端子不同側的第2端子之間輸出矩形波狀的電壓；
前述諧振電路構成為：具備有串聯連接在前述第1端子與第3端子之間的電感器、及諧
振電路內電容器，且在從前述輸入電路接收到矩形波狀的電壓的輸入時，對前述第3端子、
及連接于前述第2端子的第4端子的間輸出交流電壓，又將該交流電壓通過變壓器變壓后輸
出。
10.一種控制太陽電池模塊鏈的動作狀態的方法，為使用權利要求2至5、及7至9中任一
項所述的太陽電池調整系統，以控制前述太陽電池模塊鏈的動作狀態者，其特征為，該方法
具備：
量測前述太陽電池模塊鏈的輸出電力的步驟；
變更通過前述反相器所輸出的交流電壓的頻率的步驟；
于變更前述頻率之后，量測前述太陽電池模塊鏈的輸出電力的步驟；
于變更前述頻率之后所量測的輸出電力為比變更之前所量測的輸出電力還高的情形，
當該變更是該頻率的上升則使該頻率再上升，而當該變更是該頻率的下降則使該頻率再下
降的步驟；以及
于變更前述頻率之后所量測的輸出電力為比變更之前所量測的輸出電力還低的情形，
當該變更是頻率的上升則使該頻率下降，而當該變更是該頻率的下降則使該頻率上升的步
驟；且
通過反復進行量測前述太陽電池模塊鏈的輸出電力、及變更通過前述反相器所輸出的
交流電壓的頻率，以控制該太陽電池模塊鏈的動作狀態。
11.一種太陽電池調整系統，其特征為，該系統具備：
經串聯連接的第1至第n(n為2以上的整數)個太陽電池模塊；
輸入電路，其輸入分別施加于前述第1至第n個太陽電池模塊的電壓的總合電壓；以及
輸出電路，其構成為：于穩定狀態下，將通過因應開關的導通、關斷的時間比轉換前述
總合電壓而產生的輸出電壓，對前述第1至第n個太陽電池模塊當中電壓最低的1個以上的
太陽電池模塊輸出，并且
對前述最電壓最低的1個以上的太陽電池模塊優先地輸出電流。
12.根據權利要求11所述的太陽電池調整系統，其特征為，
前述輸入電路具備：
輸入電容器，其輸入前述總合電壓；
電感器，其對前述輸入電容器呈串聯連接；以及
前述開關，其連接于前述輸入電容器與前述電感器之間；而
前述輸出電路具備第1至第n個二極管－電感器電路、及第1至第n個電容器，
該第1至第n個二極管－電感器電路包含二極管、及連接于該二極管的陽極的電感器，
且對前述第1至第n個太陽電池模塊的各者呈并聯連接，并且，以未遮斷從各個電感器朝向
二極管的極性的電流的方式串聯連接；
而該第1至第n個電容器分別連接于該第1至第n個二極管－電感器電路的各者中的二
極管與電感器的中間點、及前述輸入電路中的前述電感器與前述開關的中間點之間。
13.根據權利要求11所述的太陽電池調整系統，其特征為，
前述輸入電路具備：
輸入電容器，其輸入前述總合電壓；
前述開關，其對前述輸入電容器呈串聯連接；以及
電感器，其連接于前述輸入電容器與前述開關之間；
前述輸出電路具備第1至第n個二極管－電感器電路、及第1至第n個電容器，
該第1至第n個二極管－電感器電路包含二極管、及連接于該二極管的陰極的電感器，
且對前述第1至第n個太陽電池模塊的各者呈并聯連接，并且以未遮斷從各個二極管朝向電
感器的極性的電流的方式串聯連接，
而該第1至第n的電容器分別連接于該第1至第n的二極管－電感器電路的各者中的二
極管與電感器的中間點、及前述輸入電...

【專利技術屬性】
技術研發人員：鵜野將年，久木田明夫，
申請(專利權)人：國立研究開發法人宇宙航空研究開發機構，
類型：發明
國別省市：日本;JP