【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及新能源，尤其涉及一种光伏优化器智能直通模式电路及控制方法。
技术介绍
1、在光伏行业中，太阳能电池板(光伏板)是将太阳光直接转换为电能的核心装置。然而，光伏板的输出功率并非固定不变，它会随着光照强度、环境温度以及负载条件的变化而波动。为了确保光伏系统能够高效地利用太阳能，最大化能量收获，一种关键技术被广泛应用，即最大功率点追踪(maximum power point tracking,简称mppt)。mppt技术通过实时监测光伏板的输出电压和电流，动态调整其工作点，以确保系统始终运行在能够输出最大功率的状态。通过光伏mppt控制器(也称为光伏优化器)，即使在光照条件不理想或随时间变化的情况下，也能显著提升光伏系统的整体效率。
2、在此背景下，为进一步增强系统的灵活性和可靠性，部分光伏优化器集成了“直通功能”。该功能允许在特定条件下，绕过mppt控制环节，直接将光伏板的输出连接到负载或电网。直通功能主要应用于两种场景，一、低光照条件下的优化：在光照极其弱的情况下，光伏板产生的功率非常有限，此时mppt算法可能难以有效工作，或者追踪最大功率点所需的控制损耗可能反而超过增加的功率收益。关闭优化功能，打开直通功能可以减少这种低效状态下的能量损失，简化电路，提高系统在微弱光照条件下的整体效率；二、故障安全机制：作为安全备份措施，如果光伏优化器发生故障或需要维护，直通功能可以确保光伏系统仍能继续供电，尽管可能不是在最大功率点下运行，但至少保证了基本的能源供应不间断。
3、综上所述，结合优化功能和直通功能
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种光伏优化器智能直通模式电路及控制方法，旨在实现光伏优化器在优化模式和直通模式之间的自动转换，确保光伏优化器高效运作的同时，增强其在复杂环境条件下的适应性和可靠性。
2、为实现上述目的，第一方面，本专利技术提供了一种光伏优化器智能直通模式电路，包括优化器本体、切换控制电路和直通驱动电路，所述优化器本体、所述切换控制电路和所述直通驱动电路依次连接；
3、所述优化器本体，用于实时监测光伏板的输出电压和电流，动态调整光伏板工作点，确保光伏板始终运行在输出最大功率的状态；
4、所述切换控制电路，基于控制信号实现所述优化器本体在优化模式与直通模式之间进行切换；
5、所述直通驱动电路，用于将光伏板的输出直接连接到负载或电网。
6、其中，所述切换控制电路包括高边n沟道mos管q1、二极管d1、低边n沟道mos管q2、二极管d2、电感l1、电容c1、pnp型三极管q3、电阻r1、肖特基二极管d3、npn型三极管q4、电阻r2、pnp型三极管q5、电阻r3、npn型三极管q6、电阻r4、npn型三极管q7、电阻r5和电阻r6；所述高边n沟道mos管q1、所述低边n沟道mos管q2、所述电感l1和所述电容c1连接，所述二极管d1与所述高边n沟道mos管q1连接，所述二极管d2与所述低边n沟道mos管q2连接，所述pnp型三极管q3与分别与所述电阻r1、所述肖特基二极管d3、所述高边n沟道mos管q1和所述pnp型三极管q5连接，所述npn型三极管q6分别与所述电阻r3和所述电阻r4连接，所述npn型三极管q4分别与所述电阻r1和所述电阻r2连接，所述npn型三极管q7分别与所述电阻r4、所述电阻r5和所述电阻r6连接。
7、其中，所述切换控制电路包括多谐振荡器osc、npn型三极管q8、pnp型三极管q9、电阻r7、电阻r8、npn型三极管q10、电阻r9、电容c2、电容c3、齐纳二极管d3、肖特基二极管d4和肖特基二极管d5，所述电阻r7分别与所述多谐振荡器osc和所述npn型三极管q8连接，所述npn型三极管q8分别与所述电阻r7、所述电阻r8和所述npn型三极管q10连接，所述pnp型三极管q9分别与所述电阻r9、所述电容c2、所述电容c3和所述npn型三极管q10连接，所述齐纳二极管d3、所述肖特基二极管d4和所述肖特基二极管d5连接。
8、其中，所述切换控制电路内置保护机制，防止切换瞬间的电压尖峰或电流冲击。
9、第二方面，本专利技术还提供了一种光伏优化器智能直通模式电路控制方法，应用于如上述第一方面所述的光伏优化器智能直通模式电路，其特征在于，包括以下步骤：
10、在优化器本体正常工作时，上管和下管由输入的pwm信号控制，停止切换控制电路，进入优化模式；
11、光照条件变差，软件控制上管输入与pwm信号断开，与所述切换控制电路连接，开启所述直通驱动电路，并停止pwm信号，下管保持闭合，进入直通模式；
12、光照恢复，软件控制上管与pwm信号连接，停止所述切换控制电路信号，并开启切换控制信号，进入优化模式；
13、软件系统崩溃，所述优化器本体控制部分失效，此时由硬件电路决定了上管默认与pwm信号断开，与所述直通驱动电路连接，直通驱动信号保持高电平，使得上管持续导通，下管输入为低电平持续关闭，整体处于直通模式。
14、本专利技术的一种光伏优化器智能直通模式电路，所述优化器本体实时监测光伏板的输出电压和电流，动态调整光伏板工作点，确保光伏板始终运行在输出最大功率的状态；所述切换控制电路基于控制信号实现所述优化器本体在优化模式与直通模式之间进行切换；所述直通驱动电路将光伏板的输出直接连接到负载或电网，该电路通过智能化切换机制，实现光伏优化器在优化模式和直通模式的自动转换，确保系统高效运作的同时，增强其在复杂环境条件下的适应性和可靠性，所述切换控制电路能够响应控制信号，在优化模式与直通模式之间进行切换，这一能力旨在根据光照条件、系统需求或故障状况，智能调节工作模式，提高能源转换效率，所述切换控制电路内置保护机制，防止切换瞬间的电压尖峰或电流冲击，确保系统组件安全，延长设备使用寿命，所述切换控制电路切换至直通模式时，所述优化器本体确保下管完全关闭，同时上管接收到升压驱动电路提供的适当电压，使光伏板的输出直接传输至负载或电网，避免了所述优化器本体控制环节带来的额外能耗，尤其适用于低光照或特殊运维场景，保证系统的基本供电需求，减少不必要的效率损失，所述优化器本体引入作为一种故障安全策略，保证在所述优化器本体控制部分失效时，所述优化器本体自动进入直通模式，系统仍能维持最低限度的运行能力，优化光伏系统的整体性能，无论是在理想光照条件下的最大功率追踪，还是在特殊工况下的应急直通操作，都能确保能源的有效转换与利用。
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1.一种光伏优化器智能直通模式电路，其特征在于，
2.如权利要求1所述的光伏优化器智能直通模式电路，其特征在于，
3.如权利要求1所述的光伏优化器智能直通模式电路，其特征在于，
4.如权利要求1所述的光伏优化器智能直通模式电路，其特征在于，
5.一种光伏优化器智能直通模式电路控制方法，应用于如权利要求1-4任意一项所述的光伏优化器智能直通模式电路，其特征在于，包括以下步骤：
【技术特征摘要】
1.一种光伏优化器智能直通模式电路，其特征在于，
2.如权利要求1所述的光伏优化器智能直通模式电路，其特征在于，
3.如权利要求1所述的光伏优化器智能直通模式电路，其特征在于，
【专利技术属性】
技术研发人员：王赟，邹民鑫，毛攀，黎光洁，
申请(专利权)人：重庆御芯微信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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