[发明专利]具有开关转换器的电路装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有开关转换器的电路装置，该电路装置特别是具有带有功率点追踪（Power Point Tracking）功能的用于低的和高的输入电压的开关转换器。

背景技术

随着对持续的能源生产的需求的增加，这种需求更多地针对用于产生电能的光伏模块（Photovoltaik-Module）。光伏（PV）模块包括至少一个光伏（PV）电池，该光伏电池也称为太阳能电池。因为电池的输出电压相对较低，因此PV模块通常包括具有多个串联的太阳能电池的支路，或者甚至包括多个这样的并联的支路。

当太阳能电池/PV模块暴露在太阳光下时，太阳能电池和因此是该PV模块众所周知地如同产生输出直流电压和输出直流电流的功率发生器那样工作。在给定的通过PV模块接收的光功率（Lichtleistung）的情况下下，存在有输出电流区域和对应的输出电压区域，PV模块能够在这些区域中运行。当然只存在有一个输出电流和一个相应的输出电压，其中，由PV模块提供的电功率具有其最大值。在其中输出线路具有其最大值的输出电流和输出电压定义了最大功率点（Maximum Power Point，MPP）。MPP取决于光功率地变化，该光功率由模块接收并且取决于温度。

最大功率点追踪器（MPPT），也可以称为“最大功率点调节装置”，是探测PV模块的最大功率点并且在其最大功率点运行该PV模块的电路，并且与由PV模块供给的负载的电压要求或者电流要求无关。

为了提供更高的输出电压，可以将多个PV模块串联。此外，串联的模块的数量基本上取决于所使用的逆变器的最大输入电压。因为并不是所有用电器都可作为直流设备获得，因此通常使用逆变器，以便也能运行交流设备。在这种具有多个串联的PV模块的系统中，MPPT确保了，即该系统在其最大功率点运行。此外，MPPT通常包括开关转换器。

由DE101 36 147A1已知了例如光伏的交流电产生装置，该装置包括多个太阳能模块，这些太阳能模块的直流电压输出端分别与所分配的直流变压器（DC-DC转换器）相连。此外，DC-DC转换器优选地根据升压器原理设计为升压转换器。

升压转换器的输出电压明显高于其输入电压。然而因为输出电压还不可以是任意大小的，所以在使用升压转换器时该模块电压也不可以设定为任意大小的值，这就限定了串联的模块的数量。

当今已经使用的DC-DC转换器的输入电压典型地位于大约800V。然而为了减少铺设电缆的投入，更高的输入电压是有利的。在未来，该输入电压将达到1000V并且更高。为了进一步地处理这种高输入电压并且能转换为低的电网电压，必须降低这种输入电压。此外，同时必须降低低的输入电压，以便在低的绝缘子串电压的情况下也能从绝缘子串中将能量馈送到电网中。

由于这个原因，当今已经使用了DC-DC转换器，其设计为降压-升压转换器（Buck-Boost转换器）。例如由DE10 2011 076 184A1中已知了具有MPPT的电路装置，其中还使用了Buck-Boost转换器。

然而降压-升压转换器总是需要至少两个功率开关和两个二极管。如果与这样的仅仅利用很低的输入电压来工作的解决方案相比较，则它们是至少一个开关和多于一个二极管，这是因为升压转换器已经能够利用仅仅一个开关和一个二极管来实现。

发明内容

本发明的目的在于，提出了一种电路装置，该电路装置不仅将低的而且也将高的输入电压调节至对于后接的负载而言最佳的值，并且此外能以尽可能少的部件来实现。

该目的通过根据权利要求1的电路装置实现。本发明的设计方案和改进方案是从属权利要求的内容。

在本文中所述的电路装置具有第一和第二输出端接口，用于输送来自于直流电源的电源电流和电源电压，其中，第一输入端接口引导具有正的或负的符号的第一电位，并且第二输入端接口引导具有与第一电位相反的符号的第二电位。此外，电路装置具有第一和第二输出端接口，用于提供输出电压和输出电流，其中，第二输出端接口引导具有正的或负的符号的第三电位，其中，第三电位是负载的基准电位。此外，电路具有直流变压器和控制信号发生器，其中，该直流变压器连接在输入端接口和输出端接口之间，并且其中，直流变压器包括开关元件，并且其中，控制信号发生器产生信号，通过该信号能接通或者断开开关元件。该电路装置的特征在于，第一电位等于第三电位并且第一输出端接口引导第四电位，该第四电位具有与第一电位和第三电位相同的符号。

附图说明