专利名称：一种太阳能电池组动态互联控制系统和控制方法
技术领域：
本发明涉及一种太阳能电池组动态互联控制系统和控制方法。
背景技术：
太阳能电池的单体发电电压为0.8-1.6v之间。因此为了实现高电压、大电流的输 出，必须采用多重串联、并联的复杂拓扑结构。但是多重串联、并联结构中，当单体电池损坏 或处于遮挡状态时，其自身相当于一个很高内阻的pn结串联在电路中，使整个太阳能电池 组处于失配状态，内阻的大幅增加导致无法输出额定的电流。此时虽然绝大多数电池单元 处于发电状态，但是由于高内阻单元的存在，将使整个串联支路输出电流降低，从而降低发 电效率。 现有的太阳能电池组普遍采用简单的串联、并联结构，当电池板上的串联电池单 元损坏或被遮挡时，整块串联支路的输出电流急剧降低，进而影响整块电池板的发电效率， 这样的电池板组成的太阳能发电系统环境适应性低，极易因外界条件影响降低发电效率， 从而影响整个太阳能发电系统的推广应用。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷和不足，本发明的目的是提出一种太阳能电池组动态 互联控制系统和控制方法，能够解决现有技术中太阳能电池组简单的采用串联、并联结构 导致的单个电池单元损坏或被遮挡时整个太阳能电池组输出电流降低而导致发电效率低 的问题。 为了达到上述目的，本发明提出了一种太阳能电池组动态互联控制系统，包括两 个或两个以上MOS开关单元，所述MOS开关单元相互串联，其特征在于，还包括接线端子阵 列及控制单元； 所述MOS开关阵列每一电节点连接接线端子阵列对应节点，并电连接控制单元； 所述控制单元根据所述太阳能电池单元的状态控制所述MOS开关的断开/闭合。
作为上述技术方案的优选，所述控制单元具有测试单元，测试单元测试每一太阳 能电池单元的极性，并根据所述太阳能电池单元的极性控制所述MOS开关的断开/闭合。
作为上述技术方案的优选，所述控制单元包括 极性比较器，所述极性比较器电连接接线端子阵列，以测试所述接线端子阵列连 接太阳能电池单元的极性，并根据极性输出信号； 主控器，所述主控器电连接所述极性比较器，并根据所述极性比较器的信号，并将 失效的太阳能电池单元的地址数据输出； 驱动锁存器，所述驱动锁存器电连接所述主控器，所述驱动锁存器接收到失效的 地址数据后，对失效的地址进行锁定； 驱动译码器，所述驱动译码器电连接所述驱动锁存器，并对所述失效的地址数据 进行译码并输出；
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隔离单元阵列，所述隔离单元阵列电连接所述驱动译码器，并连接每一MOS开关； 所述隔离单元阵列根据失效的地址数据控制，控制对应的M0S开关导通。
作为上述技术方案的优选，所述控制单元还包括 驱动电荷泵，所述驱动电荷泵电连接每一 MOS开关以为所述MOS开关提供电力。
同时，本发明还提出了一种太阳能电池组控制方法，包括 步骤1、将两个或两个以上太阳能电池单元相互串联，并为每一太阳能电池单元并 联一 MOS开关，并电连接控制单元； 步骤2、使控制单元监控所述每一太阳能电池单元的状态，并根据所述太阳能电池
单元的状态控制所述MOS开关的断开/闭合。 作为上述技术方案的优选，所述步骤2具体为 步骤2—、设置一测试单元，测试单元测试每一太阳能电池单元的极性，并根据所述 太阳能电池组的极性控制所述MOS开关的断开/闭合。 本发明提出的太阳能电池组动态互联控制系统和控制方法，采用很简单的电路结 构就可以解决现有技术中一个太阳能电池单元失效就会影响到整个系统的问题。
图1为本发明第一优选实施例的结构示意图；
图2为本发明第二优选实施例的结构示意图。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明做进一步说明。 本发明第一优选实施例如图1所示，包括接线端子阵列1以及MOS开关2以及控
制单元3。如图1所示，接线端子阵列外接太阳能电池单元1、太阳能电池单元2......太
阳能电池单元N，太阳能电池单元之间相互串联，且每一太阳能电池单元并联以MOS开关， 且所述每一 MOS开关电连接控制单元，且所述MOS开关初始状态处于断开。其中，控制单元 具有测试单元，测试单元测试每一太阳能电池单元的极性。由于太阳能电池单元发生失效
时，会发生极性转换。如果发现太阳能电池单元的极性发生转换，则测试单元可以探测出该 太阳能电池单元已经失效，则闭合该太阳能电池单元对应的MOS开关。由于太阳能电池单 元失效后内阻的大幅增加，而MOS开关闭合后，电流会经过MOS开关达到下一太阳能电池单 元。 这样，采用很简单的电路结构就可以解决现有技术中一个太阳能电池单元损坏就 会影响到整个系统的问题。 其中，作为一个具体的实例，本发明第二优选实施例如图2所示，包括接线端子阵 列1、M0S开关阵列2、N选2多路模拟开关11、极性比较器4、单片机系统5、驱动锁存器6、 驱动译码器7、采样译码器8、驱动电荷泵9、隔离单元阵列10。 该接线端子阵列1外接由串联太阳能电池单元构成的太阳能电池组，其每一个电 气连接节点输入到N选2多路模拟开关11中，通过扫描的方式顺序输入到极性比较器4中 进行比较，判断每一个电池单元的工作状态。 N选2多路模拟开关11的扫描地址信号由单片机系统5产生的原始数据，通过采样译码器8译码后提供实现顺序扫描；极性比较器4对当前电池两端电压进行比较判断电
池的工作状态。当电池失效后极性反转，极性比较器4输出失效控制电平，单片机系统5接
收到失效电平后，将当前地址数据输送到驱动锁存器6上，对失效地址进行锁存。 锁存后的地址数据输送到驱动译码器7中，将地址数据进行译码，然后控制隔离
单元阵列10中的对应单元导通，驱动M0S开关2中的对应M0S开关导通，实现对接线端子
阵列1所外接的太阳能电池组中对应的失效电池单元的短路处理，降低回路内阻，有效地
导出其它有效单元的电量。 驱动电荷泵9用来提供驱动MOS开关阵列2所需的直流电压，以保证MOS开关阵
列中的MOS开关工作在低阻抗状态，最大限度地降低回路内阻。 本发明第三优选实施例，提出了一种太阳能电池组控制方法，包括 步骤1、将两个或两个以上太阳能电池单元相互串联，并为每一太阳能电池单元并
联一 MOS开关，并电连接控制单元； 步骤2、使控制单元监控所述每一太阳能电池单元的状态，并根据所述太阳能电池 单元的状态控制所述M0S开关的断开/闭合。
其中，所述步骤2具体为 步骤2—、设置一测试单元，测试单元测试每一太阳能电池单元的极性，并根据所述 太阳能电池组的极性控制所述M0S开关的断开/闭合。 当然，本发明还可有其他实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，所属技 术领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形 都应属于本发明的权利要求的保护范围。
权利要求
一种太阳能电池组动态互联控制系统，包括两个或两个以上MOS开关单元，所述MOS开关单元相互串联，其特征在于，还包括接线端子阵列及控制单元；所述MOS开关阵列每一电节点连接接线端子阵列对应节点，并电连接控制单元；所述控制单元根据接线端子阵列所连接太阳能电池单元的状态控制所述MOS开关的断开/闭合。
2. 根据权利要求1所述的太阳能电池组动态互联控制系统，其特征在于，所述控制单 元具有测试单元，测试单元测试每一太阳能电池单元的极性，并根据所述太阳能电池组的 极性控制所述MOS开关的断开/闭合。
3. 根据权利要求1所述的太阳能电池组动态互联控制系统，其特征在于，所述控制单 元包括极性比较器，所述极性比较器电连接接线端子阵列，以测试所述接线端子阵列连接的 太阳能电池单元的极性，并根据极性输出信号；主控器，所述主控器电连接所述极性比较器，并根据所述极性比较器的信号，并将失效 的太阳能电池单元的地址数据输出；驱动锁存器，所述驱动锁存器电连接所述主控器，所述驱动锁存器接收到失效的地址 数据后，对失效的地址进行锁定；驱动译码器，所述驱动译码器电连接所述驱动锁存器，并对所述失效的地址数据进行 译码并输出；隔离单元阵列，所述隔离单元阵列电连接所述驱动译码器，并连接每一 MOS开关；所述 隔离单元阵列根据失效的地址数据控制，控制对应的MOS开关导通。
4. 根据权利要求3所述的太阳能电池组动态互联控制系统，其特征在于，所述控制单 元还包括驱动电荷泵，所述驱动电荷泵电连接每一 MOS开关以为所述MOS开关提供电力。
5. —种太阳能电池组控制方法，包括步骤1、将两个或两个以上太阳能电池单元相互串联，并为每一太阳能电池单元并联一 电子开关，并电连接控制单元；步骤2、使控制单元监控所述每一太阳能电池单元的状态，并根据所述太阳能电池单元 的状态控制所述电子开关的断开/闭合。
6. 根据权利要求5所述的太阳能电池组控制方法，其特征在于，所述步骤2具体为 步骤2—、设置一测试单元，测试单元测试每一太阳能电池单元的极性，并根据所述太阳能电池组的极性控制所述电子开关的断开/闭合。
全文摘要
本发明提出了一种太阳能电池组动态互联控制系统和控制方法，包括多个MOS开关单元、接线端子阵列及控制单元；MOS开关相互串联组成阵列，MOS开关阵列每一电节点连接接线端子对应节点；MOS开关电连接一控制单元，控制单元根据接线端子阵列所连接太阳能电池单元的状态控制MOS开关的断开/闭合。方法包括将多个太阳能电池单元相互串联，并为每一太阳能电池单元并联一MOS开关，并电连接控制单元；使控制单元监控每一太阳能电池单元的状态，并根据状态控制MOS开关的断开/闭合。本发明提出的太阳能电池组动态互联控制系统和控制方法，采用很简单的电路结构就可以解决现有技术中单个太阳能电池单元失效就会影响到整个系统的问题。
文档编号H02N6/00GK101697462SQ200910075828
公开日2010年4月21日 申请日期2009年10月30日 优先权日2009年10月30日
发明者孙振路, 李野, 王书生 申请人:河北省激光研究所;