[发明专利]具有电压平衡器的光伏系统及光伏模块

权利要求书

1.一种光伏(PV)模块，包括：

(a)N个子模块，N为大于1的整数，每一个子模块均具有正端子和负端子，所述N个子模块彼此串联电连接，使得除了最后一个子模块之外，任意一个子模块的所述负端子均被电连接到紧跟其后的子模块的所述正端子；以及

(b)N-1个电压平衡器，每一个电压平衡器均具有第一端子、第二端子和第三端子，其中，

除了最后一个电压平衡器之外，任意一个电压平衡器的所述第二端子均被电连接到紧跟其后的电压平衡器的所述第三端子；

除了最后一个电压平衡器之外，任意一个电压平衡器的所述第三端子均被电连接到紧跟其后的电压平衡器的所述第一端子；

第一个电压平衡器的所述第一端子被电连接到第一个子模块的所述正端子；最后一个电压平衡器的所述第二端子被电连接到最后一个子模块的所述负端子；以及

第j个电压平衡器的所述第三端子被电连接到第j个子模块的所述负端子和第(j+1)个子模块的所述正端子这两者，j＝1，2，3，......，(N-1)。

2.根据权利要求1所述的PV模块，其中，每一个电压平衡器均包括：

(a)第一开关S1和第二开关S2，被电耦接在所述第一端子与第二端子之间；

(b)第一二极管D1和第二二极管D2，每一个二极管均被并联电耦接到各自的开关；

(c)电感器L，被电耦接在所述第一开关和第二开关的结合处与所述第三端子之间；以及

(d)第一电容器C1和第二电容器C2，该第一电容器C1被电耦接在所述第一端子与第三端子之间，而该第二电容器C2被电耦接在所述第二端子与第三端子之间。

3.根据权利要求2所述的PV模块，其中，每一个电压平衡器还包括脉冲发生器，该脉冲发生器被电耦接到所述第一开关S1和第二开关S2，用于提供驱动所述第一开关S1和第二开关S2的一个或多个驱动信号，其中所述一个或多个驱动信号具有补偿的50％占空比。

4.根据权利要求3所述的PV模块，其中，每一个电压平衡器还包括使能逻辑电路，该使能逻辑电路被电耦接在所述脉冲发生器与所述第一端子与第三端子之间，其中所述使能逻辑电路被配置为感测输入电压V1和V2，使得当所述输入电压V1和V2的差值低于预定阈值时，所述使能逻辑电路禁用所述脉冲发生器并关闭所述电压平衡器，其中所述输入电压V1和V2分别是所述第一端子和第三端子处的电压。

5.根据权利要求1所述的PV模块，还包括DC/DC转换器，该DC/DC转换器具有正输入端、负输入端、正输出端和负输出端，其中所述正输入端和负输入端分别被电耦接到第一个子模块的所述正端子和最后一个子模块的所述负端子。

6.根据权利要求5所述的PV模块，其中，所述DC/DC转换器包括：

(a)一对开关，被电连接在所述正端子与负端子之间；

(b)电感器，被电耦接在所述正输出端与所述一对开关的结合处之间；

以及

(c)一对电容器，一个电容器电被耦接在所述正输入端与所述负输入端之间，另一个电容器被电耦接在所述正输出端与所述负输出端之间；

其中，所述负输出端被电连接到所述负输入端。

7.根据权利要求1所述的PV模块，其中，每一个子模块均包括彼此串联电连接的多个PV电池。

8.一种PV系统，包括：

(a)多个PV模块，每一个PV模块如权利要求1所述，所述多个PV模块彼此串联电连接，使得除了最后一个PV模块之外，任意一个PV模块的所述负端子均电连接到紧跟其后的PV模块的所述正端子；以及

(b)逆变器，具有被电连接到第一个PV模块的所述正端子的第一输入端、被电连接到最后一个PV模块的所述负端子的第二输入端、以及被电连接到电网或负载的第一输出端和第二输出端，其中，所述逆变器具有最大功率点追踪(MPPT)功能。