光伏電池串并聯自動切換電路制造技術

本實用新型專利技術公開了一種光伏電池串并聯自動切換電路，所述電路包括多個依次排列的光伏電池和控制模塊，任意兩個相鄰的光伏電池設為第一光伏電池和第二光伏電池，所述第一光伏電池和第二光伏電池之間設有一個MOS管，第一光伏電池的正極接有第一二極管，第一光伏電池的負極和MOS管的漏極之間接有第二二極管，第二光伏電池的正極和MOS管的源極之間接有第三二極管，第二光伏電池的負極接有第四二極管，所述MOS管的柵極與控制模塊連接。本實用新型專利技術結構簡單、使用方便，能夠根據負載的變化合理的自動切換光伏電池的串并聯形式，提高其輸出能力，以滿足負載變化的需求。

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種串并聯自動切換電路，尤其是一種光伏電池串并聯自動切換電路，屬于光伏電池領域。
技術介紹
單個光伏電池的輸出能力有限，在實際工程中，通常都會將很多個光伏電池通過串聯或者并聯的形式連接在一起，以提高其輸出能力。通過串聯的形式可以提高其輸出電壓，而通過并聯的形式則可以提高其輸出電流，使負載能夠工作在額定狀態。然而當負載發生變化時，固定的串并聯形式不一定能夠滿足其額定工作電壓、額定功率等。當采用串并聯切換的形式時，若電壓差距較大的光伏電池進行并聯或者并聯的光伏電池數量不相同時，將會形成環流，使光伏電池損壞。同時在正常工作的過程中，若有光伏電池損壞，其輸出能力會下降，從而影響負載的正常工作，需要及時的檢測和更換。
技術實現思路
本技術的目的是為了解決上述現有技術的缺陷，提供了一種光伏電池串并聯自動切換電路，該電路結構簡單、使用方便，能夠根據負載的變化合理的自動切換光伏電池的串并聯形式，提高其輸出能力，以滿足負載變化的需求。本技術的目的可以通過采取如下技術方案達到：光伏電池串并聯自動切換電路，包括多個依次排列的光伏電池和控制模塊；任意兩個相鄰的光伏電池設為第一光伏電池和第二光伏電池，所述第一光伏電池和第二光伏電池之間設有一個MOS管，第一光伏電池的正極接有第一二極管，第一光伏電池的負極和MOS管的漏極之間接有第二二極管，第二光伏電池的正極和MOS管的源極之間接有第三二極管，第二光伏電池的負極接有第四二極管，所述MOS管的柵極與控制模塊連接，當控制模塊給出控制信號使MOS管導通時，第二二極管和第三二極管截止，第一二極管和第四二極管導通，當控制模塊給出控制信號使MOS管關斷時，第一二極管、第二二極管、第三二極管和第四二極管均導通。進一步的，所述控制模塊包括中央處理器、隔離電路和驅動電路，所述中央處理器通過隔離電路、驅動電路與MOS管的柵極連接，中央處理器輸出的控制信號通過隔離電路、驅動電路來控制MOS管的導通和關斷。進一步的，所述控制模塊還包括測量電路，所述測量電路與中央處理器連接，用于測量光伏電池的輸出電壓和輸出電流。進一步的，第一光伏電池的正極與第一二極管的陽極連接，第一光伏電池的負極和MOS管的漏極分別與第二二極管的陰極連接，第二光伏電池的正極和MOS管的源極分別與第三二極管的陽極連接，第二光伏電池的負極與第四二極管的陰極連接，第一二極管的陰極和第三二極管的陰極接負載電阻的一端，并與測量電路的輸入端連接，第二二極管的陽極和第四二極管的陽極接負載電阻的另一端，所述測量電路的輸出端與中央處理器連接。本技術相對于現有技術具有如下的有益效果：1、本技術的多個依次排列的光伏電池中，任意兩個相鄰的光伏電池之間設有一個MOS管，并使其中一個光伏電池的正極接一個二極管，負極和MOS管再接一個二極管，另一個光伏電池的正極和MOS管接一個二極管，負極再接一個二極管，通過這種獨特的二極管連接方式，能有效的阻斷光伏電池并聯時電壓較小的一路，起到保護的作用；同時，在電路正常工作的過程中，若有光伏電池損壞，可以通過控制MOS管的導通和關斷，從而切換到相同功能的組合進行替代，具有一定的靈活性。2、本技術的控制模塊包括中央處理器、隔離電路、驅動電路和測量電路，可以先通過測量電路對輸出電壓、電流進行采樣給中央處理器處理，以確定光伏電池的串并聯數量，然后中央處理器輸出控制信號再通過隔離、驅動電路來控制MOS管的導通和關斷，從而實現光伏電池的串并聯自動切換，以滿足負載正常工作的需求。附圖說明圖1為本技術實施例1的兩個光伏電池的串并聯切換電路圖。圖2為本技術實施例1的兩個光伏電池切換至串聯的電路圖。圖3為本技術實施例1的兩個光伏電池切換至并聯的電路圖。圖4為本技術實施例2的光伏電池串并聯自動切換電路圖。具體實施方式下面結合實施例及附圖對本技術作進一步詳細的描述，但本技術的實施方式不限于此。實施例1：如圖1所示，以兩個光伏電池的串并聯切換為例進行分析，兩個光伏電池分別為第一光伏電池BT1和第二光伏電池BT2，第一光伏電池BT1和第二光伏電池BT2之間設有一個MOS管Q1，第一光伏電池BT1的正極接有第一二極管D1，第一光伏電池BT1的負極和MOS管Q1的漏極之間接有第二二極管D2，第二光伏電池BT2的正極和MOS管Q1的源極之間接有第三二極管D3，第二光伏電池BT2的負極接有第四二極管D4，所述MOS管Q1的柵極接收控制信號；其中，第一光伏電池BT1的正極與第一二極管D1的陽極連接，第一光伏電池BT1的負極和MOS管Q1的漏極分別與第二二極管D2的陰極連接，第二光伏電池BT2的正極和MOS管Q1的源極分別與第三二極管D3的陽極連接，第二光伏電池BT2的負極與第四二極管D4的陰極連接，第一二極管D1的陰極和第三二極管D3的陰極接負載電阻RL的一端，第二二極管D2的陽極和第四二極管D4的陽極接負載電阻RL的另一端。如圖2所示，當控制信號使MOS管Q1導通時，第二二極管D2和第三二極管D3由于承受反壓而截止，只有第一二極管和第四二極管導通，此時相當于第一光伏電池和第二光伏電池串聯，輸出電壓Vout為第一光伏電池BT1電壓VBT1和第二光伏電池BT2的電壓VBT2之和，即Vout＝VBT1+VBT2。如圖3所示，當控制信號使MOS管Q1關斷時，第一二極管D1、第二二極管D2、第三二極管D3和第四二極管D4均導通，此時相當于第一光伏電池BT1和第二光伏電池BT2并聯，有以下三種情況：若第一光伏電池BT1的電壓VBT1和第二光伏電池BT2的電壓VBT2相同，則輸出電壓Vout為第一光伏電池BT1的電壓VBT1或第二光伏電池BT2的電壓VBT2，即Vout＝VBT1＝VBT2，輸出電流Iout為第一光伏電池BT1的電流IBT1和第二光伏電池BT2的電流IBT2之和，即Iout＝IBT1+IBT2；若第一光伏電池BT1的電壓VBT1大于第二光伏電池BT2的電壓VBT2，則第三二極管D3截止，輸出電壓Vout為第一光伏電池BT1的電壓VBT1，即Vout＝VBT1，輸出電流Iout為第一光伏電池BT1的電流IBT1，即Iout＝IBT1；若第一光伏電池BT1的電壓VBT1小于第二光伏電池BT2的電壓VBT2，則第一二極管D1截止，輸出電壓Vout為第二光伏電池BT2的電壓VBT2，輸出電流Iout為第二光伏電池BT2的電流IBT2，即Iout＝IBT2。實施例2：如圖4所示，將多個形如圖2的電路進行組合，得到光伏電池串并聯自動切換電路，該電路包括五個依次排列的光伏電池(BT1～BT5)和控制模塊，其中光伏電池的數量理論上可以有很多個，只要兩個以上即可，本實施例只示出五個光伏電池。對于相鄰的光伏電池BT1和光伏電池BT2，光伏電池BT1作為第一光伏電池，光伏電池BT2作為第二光伏電池，二極管D1作為第一二極管，二極管D2作為第二二極管，二極管D3作為第三二極管，二極管D4作為第四二極管。對于相鄰的光伏電池BT2和光伏電池BT3，光伏電池BT2作為第一光伏電池，光伏電池BT3作為第二光伏電池，二極管D3作為第一二極管，二極管D4作為第二二極管，二極管D5作為第三二極管，二極管D6作為第四二極管，第本文檔來自技高網...

【技術保護點】
光伏電池串并聯自動切換電路，其特征在于：包括多個依次排列的光伏電池和控制模塊；任意兩個相鄰的光伏電池設為第一光伏電池和第二光伏電池，所述第一光伏電池和第二光伏電池之間設有一個MOS管，第一光伏電池的正極接有第一二極管，第一光伏電池的負極和MOS管的漏極之間接有第二二極管，第二光伏電池的正極和MOS管的源極之間接有第三二極管，第二光伏電池的負極接有第四二極管，所述MOS管的柵極與控制模塊連接，當控制模塊給出控制信號使MOS管導通時，第二二極管和第三二極管截止，第一二極管和第四二極管導通，當控制模塊給出控制信號使MOS管關斷時，第一二極管、第二二極管、第三二極管和第四二極管均導通。

【技術特征摘要】
1.光伏電池串并聯自動切換電路，其特征在于：包括多個依次排列的光伏電池和控制模塊；任意兩個相鄰的光伏電池設為第一光伏電池和第二光伏電池，所述第一光伏電池和第二光伏電池之間設有一個MOS管，第一光伏電池的正極接有第一二極管，第一光伏電池的負極和MOS管的漏極之間接有第二二極管，第二光伏電池的正極和MOS管的源極之間接有第三二極管，第二光伏電池的負極接有第四二極管，所述MOS管的柵極與控制模塊連接，當控制模塊給出控制信號使MOS管導通時，第二二極管和第三二極管截止，第一二極管和第四二極管導通，當控制模塊給出控制信號使MOS管關斷時，第一二極管、第二二極管、第三二極管和第四二極管均導通。2.根據權利要求1所述的光伏電池串并聯自動切換電路，其特征在于：所述控制模塊包括中央處理器、隔離電路和驅動電路，所述中央處理器通...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王孝洪，詹鑫泰，周小壯，陳英杰，田聯房，黃氏秋江，
申請(專利權)人：華南理工大學，
類型：新型
國別省市：廣東;44