[发明专利]用于调节光伏变换器的电力供应的方法及设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于调节光伏变换器的电力供应的方法及设备。

背景技术

举例来说，光伏变换器(CPV)包括多个串联的GaAs光电二极管，该单元具有例如大约0.4到0.5的高效率。

图1是示出了将辐射发送到光纤4内的激光源(半导体激光)2的图。该辐射使得能够将设置在光纤4的另一端的光伏变换器6激活。该变换器在电压U_s下传送电流I_s。

图2A是变换器的U_s-I_s图，每条曲线对应于给定的输入光功率。截点(I_s＝0，U_s＝U_s0)为CPV的空载工作电压。在该图中，示出了三条工作曲线，每条工作曲线示出了电压随电流的变化关系，三条工作曲线的输入光功率分别为P₀、P₁、P₂(P₀＜P₁＜P₂)。还以虚线示出了等式U_s·I_s＝常数的曲线。

对于给定的输入光功率P_x，存在效率最大的工作点。在图2B中，该点对应于输出电压U_sx并且对应于输出电流I_sx。

第一个问题是激光器的使用寿命，该使用寿命应当被尽可能长地保持。

还期望对CPV 6的使用寿命进行优化，尤其是使CPV 6的由于所接收的光功率与所传送的电功率之间的差值而产生的热量最小化。

图3示意性地示出了CPV 6在其中连接有DC/DC电源变换器8的电路中的连接。

电容为C的电容器10被连接至CPV 6的两个端子。为了对待解决的问题进行说明，考虑了下述示例，其中，CPV 6接收恒定的光功率P_x，该恒定的光功率P_x远大于被传送至由变换器8所表示的负载的电功率。如图4所示，在系统工作期间，电容器10的电荷量随时间变化，以便达到接近于U_s0的值。

区域A(上升电压曲线的起始部分)中的效率接近于零，这是因为该区域中传送的电压很低。类似地，区域B(其中电压趋于U_s0的渐近区域)中的效率接近于零，这是因为该区域中所传送的电流很低。

不管怎样，输入光功率的主要部分均被转换成热量。

因此，CPV 6的温度升高。

此外，如果电容器10的电容相当大(这种电容器通常用在光供电系统中)，则电容器10的充电时间将远远长于如果CPV 6在该充电步骤中以最大效率工作时的充电时间。

最后，这种工作方式导致激光源2工作在无谓地高功率水平下，因此影响激光源2的使用寿命。

为了克服这些缺点，试图调节系统，使得CPV 6的工作点最接近于其最大效率点。

发明内容

为此，本发明提供了一种用于调节光伏变换器的供给的设备，该设备包括：

-激光源；

-光伏变换器，其用于为变换器馈电；以及

-用于根据光伏变换器的工作电压和空载电压来调节所述变换器的输入阻抗的装置。

可以进一步提供用于测量变换器的输出电压或者变换器的输出端的电压以及用于生成激光源的调节信号的装置。

可以根据光伏变换器的工作电压和空载电压来调节所述变换器。

用于调节变换器的输入阻抗的装置可以包括用于对光伏变换器的工作电压进行测量的装置和/或用于对取决于光伏变换器的空载电压的电压进行测量的装置。

可以提供开关装置以便连接和断开用于对所述光伏变换器的工作电压进行测量的装置。

在一个实施例中，提供有使得能够将取决于光伏变换器的空载电压的电压与光伏变换器的所述工作电压进行比较的装置。

可以提供用于对变换器的工作点和激光源的调节进行迭代性调整的装置。

例如，可以迭代地调整电压以便使得激光器供给装置中的电流最小化。可以提供用于将进行迭代地调整直至得到最优效率点为止的电压添加到取决于光伏变换器的空载电压的电压的装置。

在一个实施例中，用于生成激光源的调节信号的装置可以包括用于将变换器的输出电压与至少一个阈值(也可能与两个阈值)进行比较以及用于根据比较结果来生成激光源的调节信号(例如信号脉冲)的装置。

优选地，实现了以下内容：