太陽能電池系統、其快速關閉控制電路與方法技術方案

本發明專利技術公開了一種太陽能電池系統的快速關閉控制電路，耦接至一太陽能電池模塊，該太陽能電池模塊更耦接至一逆變器，該快速關閉控制電路包括：一快速關閉控制器，耦接至該太陽能電池模塊，該快速關閉控制器具有：一第一端，耦接至該太陽能電池模塊的一第一端，以及一第二端，耦接至該太陽能電池模塊的一第二端；一晶體管，具有：一柵極耦接至該快速關閉控制器，一源極耦接至該太陽能電池模塊的該第二端，以及一漏極；以及一二極管，具有：一第一端，耦接至該晶體管的該漏極；以及一第二端，耦接至該太陽能電池模塊的該第一端。

【技術實現步驟摘要】
太陽能電池系統、其快速關閉控制電路與方法
本專利技術是有關于一種太陽能電池系統、其快速關閉控制電路與方法。
技術介紹
太陽能電池(Photovoltaiccell)可做為潔凈能源之一，已受到愈來愈多注意。隨著技術進步，太陽能電池系統變得更加高效與低成本。然而，對于太陽能電池系統的安全要求亦變得更加重要，以減少對維修人員與緊急維護人員的電擊與能量危險。在2017年，安全標準之一，美國國家電氣法規(nationalelectricalcode,NEC)690.12已被提出以要求，在10秒內，將太陽能電池系統的輸出電壓控制在30伏特，將其輸出功率控制在240伏安(volt-ampere)之內。故而，本案提出一種太陽能電池系統、其快速關閉控制電路與方法，以符合對太陽能電池系統的安全要求。
技術實現思路
根據本案一示范性實施例，提出一種太陽能電池系統的快速關閉控制電路，耦接至一太陽能電池模塊，該太陽能電池模塊更耦接至一逆變器，該快速關閉控制電路包括：一快速關閉控制器，耦接至該太陽能電池模塊，該快速關閉控制器具有：一第一端，耦接至該太陽能電池模塊的一第一端，以及一第二端，耦接至該太陽能電池模塊的一第二端；一晶體管，具有：一柵極耦接至該快速關閉控制器，一源極耦接至該太陽能電池模塊的該第二端，以及一漏極；以及一二極管，具有：一第一端，耦接至該晶體管的該漏極；以及一第二端，耦接至該太陽能電池模塊的該第一端；其中，于一正常狀態，受控于該快速關閉控制器，該晶體管具有一第一阻抗狀態，且該太陽能電池模塊的一輸出功率輸出至該逆變器；以及于一關閉狀態，受控于該快速關閉控制器，該晶體管與該二極管被控制為一可變阻抗，使得該太陽能電池模塊的該第一端與該第二端之間的一電壓被調節為一所需電壓。根據本案另一示范性實施例，提出一種太陽能電池系統，包括：多個太陽能電池模塊；多個快速關閉控制電路，耦接至該些太陽能電池模塊；一串控制器，耦接至該些快速關閉控制電路，以送出一第一控制信號至該些快速關閉控制電路；以及一逆變器，耦接至該些太陽能電池模塊，以將從該些太陽能電池模塊所提供的一直流電壓轉換為一交流電壓；其中，于一正常狀態，受控于該些快速關閉控制電路，該些太陽能電池模塊的多個第一端與多個第二端之間的個別電壓串聯輸出以致能該逆變器來輸出一交流電壓；以及于一關閉狀態，受控于該些快速關閉控制電路，該些太陽能電池模塊的該些第一端與該些第二端之間的該些個別電壓被調節至一所需電壓以致使該些太陽能電池模塊的一總串聯輸出電壓低到足以失能該逆變器。根據本案另一示范性實施例，提出一種太陽能電池系統的快速關閉控制方法，該太陽能電池系統包括：多個太陽能電池模塊，多個快速關閉控制電路，一串控制器，一逆變器，該方法包括：于一正常狀態，回應于該由串控制器所送出的一第一控制信號，受控于該些快速關閉控制電路，該些太陽能電池模塊的多個第一端與多個第二端之間的個別電壓被穩壓以串聯輸出致能該逆變器來輸出一交流電壓；以及于一關閉狀態，回應于該由串控制器所送出的該第一控制信號，受控于該些快速關閉控制電路，該些太陽能電池模塊的該些第一端與該些第二端之間的該些個別電壓被調節至一所需電壓以致使該些太陽能電池模塊的一總串聯輸出電壓低到足以失能該逆變器。為了對本專利技術的上述及其他方面有更佳的了解，下文特舉實施例，并配合所附圖式詳細說明如下。附圖說明圖1根據本案一示范性實施例的太陽能電池系統的功能方塊圖。圖2根據本案一示范性實施例的太陽能電池系統的快速關閉(RSD)控制電路的功能方塊圖。圖3根據本案一示范性實施例的太陽能電池模塊的特征曲線圖。其中，附圖標記：太陽能電池系統100太陽能電池模塊110、PV1-PVN快速關閉控制電路120串控制器130閘道140快速關閉控制開關150逆變器160逆變器160的兩輸入端DC+與DC-逆變器160的兩輸出端AC+與AC-太陽能電池模塊110的正端(PV+)太陽能電池模塊110的負端(PV-)云端服務器170快速關閉控制器210二極管D1晶體管N1電容C1、C2、C3開關控制單元211通訊單元213功率管理單元215DC/DC變壓器216端點X1、X2定電壓源VDD太陽能電池模塊的VI曲線L1開路電壓Voc短路電流Isc太陽能電池模塊的功率曲線L2功率Pm、Pr電壓Vm、Vr電流Im具體實施方式本說明書的技術用語系參照本
的習慣用語，如本說明書對部分用語有加以說明或定義，該部分用語的解釋系以本說明書的說明或定義為準。本揭露的各個實施例分別具有一或多個技術特征。在可能實施的前提下，本
具有通常知識者可選擇性地實施任一實施例中部分或全部的技術特征，或者選擇性地將這些實施例中部分或全部的技術特征加以組合。圖1根據本案一示范性實施例的太陽能電池系統的功能方塊圖。如圖1所示，本案示范性實施例的太陽能電池系統100包括：多個太陽能電池模塊110、多個快速關閉控制電路120、串控制器(stringcontroller)130、閘道(gateway)140、快速關閉控制開關(rapidshutdowncontrolswitch)150與逆變器(inverter)160。太陽能電池系統100包括至少一個太陽能電池模塊110，在圖1中以示例的方式示出為太陽能電池模塊PV1、PV2…PVN。每個太陽能電池模塊110彼此串聯，亦可稱為是一串的太陽能電池模塊110。如眾所周知的，每個太陽能電池模塊110可操作以將入射太陽能轉換為DC電壓。該些太陽能電池模塊110的總輸出電壓連接到逆變器160。該些快速關閉控制電路120一對一于該些太陽能電池模塊110。該些快速關閉控制電路120電性耦合于該些太陽能電池模塊110。回應于由串控制器130或快速關閉控制開關150所輸出的控制信號，該些快速關閉控制電路120可快速關閉該些太陽能電池模塊110，其細節將于底下說明之。串控制器130電性耦合于該些快速關閉控制電路120。更進一步說，串控制器130電性耦合于快速關閉控制電路120之一與快速關閉控制電路120的另一之間。回應于由快速關閉控制開關150所輸出的控制信號，串控制器130可輸出控制信號至該些快速關閉控制電路120，以快速關閉該些太陽能電池模塊110。閘道140介于串控制器130與快速關閉控制開關150之間。閘道140可耦接于云端服務器170。云端服務器170可透過閘道140與串控制器130而對該些太陽能電池模塊110進行遠端關閉操作。此外，串控制器130所收集的該些太陽能電池模塊110的參數可透過閘道140而送至云端服務器170。此外，如果太陽能電池系統100包括多個串控制器130(每個串控制器130控制一串的太陽能電池模塊110)的話，則該些串控制器130共享該閘道140，亦即，該些串控制器130將該些串的太陽能電池模塊110本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種太陽能電池系統的快速關閉控制電路，其特征在于，耦接至一太陽能電池模塊，該太陽能電池模塊更耦接至一逆變器，該快速關閉控制電路包括：/n一快速關閉控制器，耦接至該太陽能電池模塊，該快速關閉控制器具有：一第一端，耦接至該太陽能電池模塊的一第一端，以及一第二端，耦接至該太陽能電池模塊的一第二端；/n一晶體管，具有：一柵極耦接至該快速關閉控制器，一源極耦接至該太陽能電池模塊的該第二端，以及一漏極；以及/n一二極管，具有：一第一端，耦接至該晶體管的該漏極；以及一第二端，耦接至該太陽能電池模塊的該第一端；/n其中，/n于一正常狀態，受控于該快速關閉控制器，該晶體管具有一第一阻抗狀態，且該太陽能電池模塊的一輸出功率輸出至該逆變器；以及/n于一關閉狀態，受控于該快速關閉控制器，該晶體管與該二極管被控制為一可變阻抗，使得該太陽能電池模塊的該第一端與該第二端之間的一電壓被調節為一所需電壓。/n

【技術特征摘要】
1.一種太陽能電池系統的快速關閉控制電路，其特征在于，耦接至一太陽能電池模塊，該太陽能電池模塊更耦接至一逆變器，該快速關閉控制電路包括：
一快速關閉控制器，耦接至該太陽能電池模塊，該快速關閉控制器具有：一第一端，耦接至該太陽能電池模塊的一第一端，以及一第二端，耦接至該太陽能電池模塊的一第二端；
一晶體管，具有：一柵極耦接至該快速關閉控制器，一源極耦接至該太陽能電池模塊的該第二端，以及一漏極；以及
一二極管，具有：一第一端，耦接至該晶體管的該漏極；以及一第二端，耦接至該太陽能電池模塊的該第一端；
其中，
于一正常狀態，受控于該快速關閉控制器，該晶體管具有一第一阻抗狀態，且該太陽能電池模塊的一輸出功率輸出至該逆變器；以及
于一關閉狀態，受控于該快速關閉控制器，該晶體管與該二極管被控制為一可變阻抗，使得該太陽能電池模塊的該第一端與該第二端之間的一電壓被調節為一所需電壓。


2.如權利要求1所述的快速關閉控制電路，其特征在于，該快速關閉控制器并聯于該太陽能電池模塊，且該晶體管與該二極管并聯于該太陽能電池模塊。


3.如權利要求2所述的快速關閉控制電路，其特征在于，更包括：一第一電容，耦合于該快速關閉控制器與該太陽能電池模塊的該第一端之間。


4.如權利要求3所述的快速關閉控制電路，其特征在于，更包括：一第二電容，耦合于該快速關閉控制器的該第一端與該第二端之間。


5.如權利要求4所述的快速關閉控制電路，其特征在于，更包括：一第三電容，耦合于該快速關閉控制器所輸出的一定壓電壓源與該快速關閉控制器的該第二端之間。


6.如權利要求5所述的快速關閉控制電路，其特征在于，該快速關閉控制器包括：
一開關控制單元，控制施加至該晶體管的該柵極的一電壓，以調節該晶體管的一阻抗值；
一通訊單元透過，透過該第一電容而接收由一串控制器所輸出的一控制信號，其中，該串控制器所輸出的該控制信號包括一信息協定，該信息協定包括一多位元信號，該通訊單元解調變由該串控制器所輸出的該控制信號，以將一解調變結果送至該開關控制單元；以及
一功率管理單元，以檢測該太陽能電池模塊的該第一端的一電壓，以讓該開關控制單元控制該晶體管的該柵極電壓而調節該太陽能電池模塊的該第一端與該第二端之間的一電壓，該功率管理單元包括一直流/直流變壓器以轉換該太陽能電池模塊的該第一端的該電壓成為該定電壓源，以供給電能至該開關控制單元與該通訊單元。


7.如權利要求6所述的快速關閉控制電路，其特征在于，該通訊單元更將該太陽能電池模塊的一參數調變成一交流信號，以透過該第一電容而回送。


8.一種太陽能電池系統，其特征在于，包括：
多個太陽能電池模塊；
多個快速關閉控制電路，耦接至該些太陽能電池模塊；
一串控制器，耦接至該些快速關閉控制電路，以送出一第一控制信號至該些快速關閉控制電路；以及
一逆變器，耦接至該些太陽能電池模塊，以將從該些太陽能電池模塊所提供的一直流電壓轉換為一交流電壓；
其中，
于一正常狀態，受控于該些快速關閉控制電路，該些太陽能電池模塊的多個第一端與多個第二端之間的個別電壓被穩壓以串聯輸出致能該逆變器來輸出一交流電壓；以及
于一關閉狀態，受控于該些快速關閉控制電路，該些太陽能電池模塊的該些第一端與該些第二端之間的該些個別電壓被調節至一所需電壓以致使其總串聯輸出電壓低到足以失能該逆變器。


9.如權利要求8所述的太陽能電池系統，其特征在于，更包括一快速關閉控制開關，其中，該串控制器電性耦合于該些快速關...

【專利技術屬性】
技術研發人員：魏維信，張騰轟，
申請(專利權)人：博發電子股份有限公司，
類型：發明
國別省市：中國臺灣;71