电源系统、智能直流电源及其MLPE装置的制作方法

专利2026-02-06  0


本技术涉及电力电子,特别涉及一种电源系统、智能直流电源及其mlpe装置。


背景技术:

1、光伏组件和蓄电池等直流电源,可以通过加装关断器或者优化器等mlpe(modulelevel power electronics,模块级电力电子器件)装置,实现快速关断、监控或功率优化等功能,并集成为智能直流电源。

2、当前的智能直流电源,其内部的mlpe装置是根据所接直流电源的功率来设置的;例如,智能光伏组件内,对于功率接近600w的光伏组件,需要选用额定功率达到600w的优化器。而mlpe装置的功率配置较高,会导致发热大、集成成本较高,不利于智能直流电源的大规模推广。


技术实现思路

1、有鉴于此,本技术提供一种电源系统、智能直流电源及其mlpe装置,mlpe装置的功率配置低于直流电源,避免了mlpe装置的功率配置高所带来的发热大和集成成本较高的问题。

2、为实现上述目的,本技术提供如下技术方案:

3、本技术第一方面提供了一种智能直流电源的mlpe装置,所述智能直流电源的直流电源中包括至少两个电源单元;所述mlpe装置包括:主电路和控制器,其中,

4、所述主电路的第一侧,用于连接所述直流电源中一个电源单元的两极或者至少两个电源单元串联后的两端;

5、所述主电路的第二侧,用于与所述直流电源中的其他电源单元串联连接于所述智能直流电源的功率接口正负极之间;

6、所述主电路中,开关器件的耐压值小于预设电压或者额定功率小于预设功率,电容的容量小于预设容量;且所述mlpe装置中存在电感时,所述电感的感量小于预设感量;

7、所述主电路受控于所述控制器。

8、可选的,所述主电路,包括:dc/dc变换电路,或者,关断电路。

9、可选的,所述主电路包括所述dc/dc变换电路时,所述控制器用于控制所述主电路的第二侧电压,使所述智能直流电源的功率接口电压小于等于电压限值;

10、所述电压限值,为所述控制器中预先存储的数据,或者,来源于所述控制器接收到的系统指令。

11、可选的,所述直流电源为光伏组件时,所述dc/dc变换电路为单向dc/dc变换电路;

12、所述直流电源为蓄电池时,所述dc/dc变换电路为双向dc/dc变换电路。

13、可选的,所述单向dc/dc变换电路,为:buck电路,boost电路,或者,buck-boost电路;

14、所述双向dc/dc变换电路为以下任一种:双向buck-boost电路、双向boost-buck电路、双向cuk电路、双向sepic-zeta电路及双向两桥臂buck-boost电路。

15、可选的,所述关断电路,包括:第一开关;

16、所述第一开关,设置于所述关断电路的正极传输支路或负极传输支路中;

17、所述控制器用于根据接收到的快速关断指令控制所述第一开关断开,或者,根据采样信号判定需要进入关断状态时控制所述第一开关断开。

18、可选的,所述关断电路,还包括:第二开关;所述第二开关连接于所述主电路的第二侧正负极之间。

19、可选的,所述控制器还用于控制所述第二开关在所述第一开关断开后断开,以及,控制所述第二开关在所述第一开关闭合前闭合。

20、可选的,所述第一开关,包括:第一开关管;

21、所述第二开关,包括:第二开关管和二极管;

22、所述第二开关管和所述二极管串联连接于所述主电路的第二侧正负极之间,且两者的导通方向为从所述主电路的第二侧负极流向第二侧正极。

23、可选的,所述第一开关管的导通电阻小于所述第二开关管的导通电阻;和/或,

24、所述二极管,为:独立二极管,或者,另一开关管的体二极管。

25、可选的,所述主电路,还包括:至少一个旁路支路;

26、所述旁路支路导通时,电流从所述主电路的第二侧负极流向所述主电路的第二侧正极。

27、可选的,所述主电路,还包括:至少一个电容支路;

28、所述主电路中包括所述dc/dc变换电路时,其两侧分别设置有相应的所述电容支路;

29、所述主电路中包括所述关断电路时,所述主电路的第一侧正负极之间设置有相应的所述电容支路。

30、本技术第二方面提供了一种智能直流电源,包括:直流电源和至少一个mlpe装置;其中,

31、所述mlpe装置为如上述第一方面任一种所述的智能直流电源的mlpe装置;

32、所述直流电源,包括:至少两个电源单元;

33、存在至少一个电源单元,连接有相应的所述mlpe装置;同时存在至少一个电源单元,与所述mlpe装置串联连接于所述智能直流电源的功率接口正负极之间。

34、可选的,所述mlpe装置的数量为1,其主电路的第一侧连接对应的电源单元,其所述主电路的第二侧与其他电源单元串联连接于所述智能直流电源的功率接口正负极之间;

35、所述mlpe装置的数量大于1,其所述主电路的第一侧分别连接对应的电源单元,其所述主电路的第二侧均与剩余的电源单元串联连接于所述智能直流电源的功率接口正负极之间。

36、可选的,所述mlpe装置的数量为1,且与所述智能直流电源的功率接口共负极相连。

37、可选的,所述直流电源为光伏组件,电源单元包括至少两个串并联连接的光伏电池片;

38、所述直流电源为蓄电池,电源单元包括至少两个串并联连接的电芯。

39、可选的,所述智能直流电源,还包括:旁路电路;

40、所述旁路电路导通时,电流从所述智能直流电源的功率接口负极流向所述智能直流电源的功率接口正极。

41、本技术第三方面提供了一种电源系统,包括:至少一个电源支路;其中,

42、所述电源支路,包括:多个串联连接的电源模块;

43、所述电源支路中,存在至少一个所述电源模块为:如上述第二方面任一种所述的智能直流电源。

44、可选的,所述电源支路中,还存在至少一个所述电源模块包括:反并联连接的直流电源和旁路电路。

45、可选的,所述电源支路的数量大于1时,各所述电源支路之间的连接关系为:并联连接,或者,分组连接不同的后级变换器。

46、本技术提供的智能直流电源的mlpe装置,其主电路第一侧用于连接直流电源中一个电源单元的两极或者至少两个电源单元串联后的两端,其主电路第二侧用于与直流电源中的其他电源单元串联连接于智能直流电源的功率接口正负极之间;也即,该mlpe装置不必与整个直流电源的功率相匹配,而是与自身主电路第一侧所接的部分电源单元进行等功率配置即可,因此可以降低该mlpe装置的耐压和处理功率;进而可以在对其进行器件选型时,使其内部开关器件的耐压值小于预设电压或者额定功率小于预设功率,电容的容量小于预设容量;且其内部存在电感时,该电感的感量也可以小于预设感量;也即,该mlpe装置可以采用更低耐压、更小体积、更小发热的器件;进而减小发热量,降低集成成本,并提升运行寿命。


技术特征:

1.一种智能直流电源的mlpe装置,其特征在于,所述智能直流电源的直流电源中包括至少两个电源单元;所述mlpe装置包括:主电路和控制器,其中,

2.根据权利要求1所述的智能直流电源的mlpe装置,其特征在于,所述主电路,包括:dc/dc变换电路,或者,关断电路。

3.根据权利要求2所述的智能直流电源的mlpe装置,其特征在于,所述主电路包括所述dc/dc变换电路时,所述控制器用于控制所述主电路的第二侧电压,使所述智能直流电源的功率接口电压小于等于电压限值;

4.根据权利要求2所述的智能直流电源的mlpe装置,其特征在于,所述直流电源为光伏组件时,所述dc/dc变换电路为单向dc/dc变换电路;

5.根据权利要求4所述的智能直流电源的mlpe装置,其特征在于,所述单向dc/dc变换电路,为:buck电路,boost电路,或者,buck-boost电路;

6.根据权利要求2所述的智能直流电源的mlpe装置,其特征在于,所述关断电路,包括:第一开关;

7.根据权利要求6所述的智能直流电源的mlpe装置,其特征在于,所述关断电路,还包括:第二开关;所述第二开关连接于所述主电路的第二侧正负极之间。

8.根据权利要求7所述的智能直流电源的mlpe装置,其特征在于,所述控制器还用于控制所述第二开关在所述第一开关断开后断开,以及,控制所述第二开关在所述第一开关闭合前闭合。

9.根据权利要求8所述的智能直流电源的mlpe装置,其特征在于,所述第一开关,包括:第一开关管;

10.根据权利要求9所述的智能直流电源的mlpe装置,其特征在于,所述第一开关管的导通电阻小于所述第二开关管的导通电阻;和/或,

11.根据权利要求2至10任一项所述的智能直流电源的mlpe装置,其特征在于,所述主电路,还包括:至少一个旁路支路;

12.根据权利要求2至10任一项所述的智能直流电源的mlpe装置,其特征在于,所述主电路,还包括:至少一个电容支路;

13.一种智能直流电源,其特征在于,包括:直流电源和至少一个mlpe装置;其中,

14.根据权利要求13所述的智能直流电源,其特征在于,所述mlpe装置的数量为1,其主电路的第一侧连接对应的电源单元,其所述主电路的第二侧与其他电源单元串联连接于所述智能直流电源的功率接口正负极之间;

15.根据权利要求13所述的智能直流电源,其特征在于,所述mlpe装置的数量为1,且与所述智能直流电源的功率接口共负极相连。

16.根据权利要求13所述的智能直流电源,其特征在于,所述直流电源为光伏组件,电源单元包括至少两个串并联连接的光伏电池片;

17.根据权利要求13至16任一项所述的智能直流电源,其特征在于,还包括:旁路电路;

18.一种电源系统,其特征在于,包括:至少一个电源支路;其中,

19.根据权利要求18所述的电源系统,其特征在于,所述电源支路中,还存在至少一个所述电源模块包括:反并联连接的直流电源和旁路电路。

20.根据权利要求18或19所述的电源系统,其特征在于,所述电源支路的数量大于1时,各所述电源支路之间的连接关系为:并联连接,或者,分组连接不同的后级变换器。


技术总结
本申请提供一种电源系统、智能直流电源及其MLPE装置,该MLPE装置不必与整个直流电源的功率相匹配,而是与自身主电路第一侧所接的部分电源单元进行等功率配置即可,因此可以降低该MLPE装置的耐压和处理功率;进而可以在对其进行器件选型时,使其内部开关器件的耐压值小于预设电压,电容的容量小于预设容量;且其内部存在电感时,该电感的感量也可以小于预设感量;也即,该MLPE装置可以采用更低耐压、更小体积、更小发热的器件;进而减小发热量,降低集成成本,并提升运行寿命。

技术研发人员:曹仁贤,俞雁飞,杨宗军,陈尚文
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:2024/6/26
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