[发明专利]一种太阳能电池阵列功率变换系统

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能电池阵列功率变换系统。

背景技术

随着电源系统功率的进一步提高和砷化镓（GaAs）多节太阳能电池的引入，使得S3R调节技术的设计变得更加复杂，采用“砷化镓（GaAs）三接调节技术”的太阳能阵列（28%）较传统硅阵列（18%）具有更高的效率、重量和体积都相应地减少等优点，但是它的寄生参数明显增加。

寄生参数的增加会带来以下问题：

1.当MOSFET开通的瞬间，寄生电容C_SA放电，我们由i=C_SA*dU/dT可知，在开通瞬间必然会产生很高的尖峰电流，一方面需要设计一个电流吸收装置来减小电流尖峰，更重要一方面是它会使得开关损耗很大，效率降低；

2.增加由于寄生电容带来的延迟时间会降低母线直流特性，降低整个控制系统带宽，使得输出阻抗提高，削弱系统动态响应。

传统的S3R中，主误差放大器（MEA）是整个系统的能量调度控制器，其功能是稳定母线电压，控制不同的太阳能电池SA分别处在分流、供电或调整状态。

发明内容

本发明主要提出一种基于S3R控制思想将太阳能电池阵分两种类型，即大电流太阳能电池阵列和小电流太阳能电池阵列，进而实现太阳能电池的并行能量处理。该设计思想主要针对于S3R电源系统在高太阳能电池寄生电容、高单阵电流以及高母线电压应用中所存在的高开关频率、高损耗问题而提出的。

本发明为解决上述技术问题提出的技术方案是：一种太阳能电池阵列功率变换系统，包括n个大电流太阳能阵、m个小电流太阳能阵、分压网络、主误差放大器、稳压电路、n个大电流阵顺序滞环控制器、小电流部分控制器和m个小电流阵顺序滞环控制器；

大电流太阳能阵包括依次连接的大电流太阳能电池、功率调节电路和驱动电路，小电流太阳能阵包括依次连接的小电流太阳能电池、功率调节电路和驱动电路；

大电流太阳能阵和小电流太阳能阵的输出分别接母线，分压网络的输入端接于母线负载端，其输出端与主误差放大器的一个输入端连接；主误差放大器的另一个输入端接稳压电路的输出端，主误差放大器的输出一路作为n个大电流阵顺序滞环控制器各自的输入，大电流阵顺序滞环控制器的输出端分别与相应的大电流太阳能阵的驱动电路的输入端连接；主误差放大器输出的另一路接小电流部分控制器的一个输入端，小电流部分控制器的另外n个输入端分别与n个大电流阵顺序滞环控制器输出端连接，小电流部分控制器的输出端作为m个小电流阵顺序滞环控制器各自的输入；小电流阵顺序滞环控制器的输出端与相应的小电流太阳能阵的驱动电路的输入端连接。

进一步的，V_{ERROR_sas}=V_{ERROR_SAS}+N*ΔV_LL，其中，V_{ERROR_sas}为小电流部分控制器的输出电压，V_{ERROR_SAS}为主误差放大器的输出电压，ΔV_LL为大电流阵顺序滞环控制器的滞环间距，N为处于供电状态的大电流太阳能阵的个数。

进一步的，小电流部分控制器包括加法器、乘法器和用于计算处于供电状态的大电流太阳能阵的个数的计数电路，计数电路的输出作为乘法器的输入，大电流阵顺序滞环控制器的滞环间距ΔV_LL自乘法器的另一输入端输入，加法器的两个输入端分别接主误差放大器的输出端和乘法器的输出端。

进一步的，小电流部分控制器包括加法器、电阻R₀、电阻R_A、电阻R_B、电阻R_Z、电阻R_i和计数子电路，加法器的负极输入端经过电阻R_A接地，电阻R_B接于加法器的输出端与负极输入端之间，主误差放大器的输出端经过电阻R₀与加法器的正极输入端连接，大电流阵顺序滞环控制器的输出端依次经过计数子电路和电阻R_i与加法器的正极输入端连接，加法器的正极输入端还经过电阻R_Z接地。