JP7762264B2 - 電力取り出し回路、並列接続型太陽光発電アセンブリ制御装置及び太陽光発電ストリング配電システム - Google Patents

Description

本出願は、太陽光発電の技術分野に関し、特に電力取り出し回路、並列接続型太陽光発電アセンブリ制御装置及び太陽光発電ストリング配電システムに関する。

太陽光発電アセンブリ制御装置（例えば太陽光発電アセンブリの急速遮断器など）は、太陽光発電配電システムにおける重要な構成部分であり、主に太陽光発電アセンブリの給電出力を制御するために用いられ、それにより太陽光発電配電システムに安全問題が存在したり、安全故障が発生したりした場合、例えば、光配電システムにおいて太陽光発電アセンブリの出力電圧及び温度に異常が発生したり、火災が発生したりした場合、太陽光発電アセンブリ制御装置は、急速に応答するように太陽光発電アセンブリを制御して、太陽光発電アセンブリ電気エネルギーの正常出力を停止させ（即ちオフされ）、急速なオフを実現し、太陽光発電配電システムの安全で効果的な運転を保障することができる。

そのため、太陽光発電アセンブリ制御装置の持続的で安定した給電をどのように保障するか、そして太陽光発電アセンブリがオフされる場合に、正常に動作できるように太陽光発電アセンブリ制御装置の安定した給電をどのように確保するかは、重要である。

これに鑑み、本出願の実施例は、背景技術にある少なくとも１つの問題を解決するために、太陽光発電アセンブリのバイパス回路と組み合わせて使用するのに適した電力取り出し回路、並列接続型太陽光発電アセンブリ制御装置及び太陽光発電ストリング配電システムを提供する。

第１態様によれば、本出願の実施例は、太陽光発電アセンブリのバイパス回路と組み合わせて使用するのに適した電力取り出し回路であって、
バイパス回路が導通される場合に、第１の内部電圧を生成するためにエネルギー放出出力を行い、及び前記バイパス回路が遮断される場合に、太陽光発電アセンブリの出力電圧に基づいて第１の内部電圧を生成しかつエネルギー貯蔵を行うように構成されているポンプ式電圧クランプ回路であって、前記第１の内部電圧は、電源電圧を提供するために用いられるポンプ式電圧クランプ回路と、
前記第１の内部電圧に基づいて第１制御信号を生成することにより、前記第１制御信号がイネーブルされる場合に、前記第１の内部電圧がエネルギー貯蔵条件を満たせば、前記第１制御信号に基づいて、前記バイパス回路を遮断制御し、前記第１の内部電圧がエネルギー放出条件を満たせば、前記第１制御信号に基づいて、前記バイパス回路を導通制御するように構成されている比較回路とを含む、太陽光発電アセンブリのバイパス回路と組み合わせて使用するのに適した電力取り出し回路を提供する。

第１態様を結び付けながら、１つの選択的な実施形態では、前記ポンプ式電圧クランプ回路は、クランプ容量回路及びクランプダイオード回路を含み、
前記クランプ容量回路は、前記バイパス回路が導通される場合に、前記バイパス回路と放電回路を構成し、及び前記バイパス回路が遮断される場合に、前記太陽光発電アセンブリの正極及び負極と充電回路を構成するように構成されており、かつそれぞれ前記放電回路及び前記充電回路に位置し、前記第１の内部電圧を出力するための第１ポートを有するように構成されており、
前記クランプダイオード回路は、前記クランプ容量回路がエネルギー放出出力を行う時に逆方向クランプを行って、前記第１の内部電圧を取得するように構成されている。

第１態様を結び付けながら、１つの選択的な実施形態では、前記ポンプ式電圧クランプ回路は、サンプリング回路をさらに含み、
前記サンプリング回路は、前記第１の内部電圧をサンプリングして第２の内部電圧を取得し、かつ前記比較回路が前記第１制御信号を生成するために出力するように構成されている。

第１態様を結び付けながら、１つの選択的な実施形態では、前記比較回路は、ヒステリシスコンパレータを含み、
前記ヒステリシスコンパレータは、前記第２の内部電圧に基づいて前記第１制御信号を生成して、前記バイパス回路の導通と遮断を制御するように構成されている。

第１態様を結び付けながら、１つの選択的な実施形態では、前記比較回路は、電圧安定化回路をさらに含み、
前記電圧安定化回路は、前記ヒステリシスコンパレータに基準電圧を提供するように構成されている。

第１態様を結び付けながら、１つの選択的な実施形態では、前記電力取り出し回路は、電圧調整電圧安定化回路をさらに含み、
前記電圧調整電圧安定化回路は、前記第１の内部電圧を１つ又は複数の異なる電圧値の電源電圧に変換しかつ出力するように構成されている。

第２態様によれば、本出願の実施例は、並列接続型太陽光発電アセンブリ制御装置であって、バイパス回路、及び上記太陽光発電アセンブリのバイパス回路と組み合わせて使用するのに適した電力取り出し回路を含み、
前記バイパス回路は、太陽光発電アセンブリの正極と負極との間に渡りかつ第２制御信号及び前記電力取り出し回路により出力された第１制御信号の共通制御下で導通される又は遮断されるように構成されており、前記第２制御信号は、前記太陽光発電アセンブリがバイパスされる必要があるか否かを含む情報を提供するために用いられる、並列接続型太陽光発電アセンブリ制御装置を提供する。

第２態様を結び付けながら、１つの選択的な実施形態では、前記バイパス回路は、逆方向防止保護回路及び制御可能なスイッチ回路を含み、
前記制御可能なスイッチ回路は、バイパス制御信号の制御下で導通され又は遮断されて、前記バイパス回路の導通又は遮断を実現するように構成されており、前記バイパス制御信号は、前記第１制御信号及び前記第２制御信号に基づいて決定され、
前記逆方向防止保護回路は、前記制御可能なスイッチ回路に直列接続されかつ逆方向電流の前記太陽光発電アセンブリの正極への流入を限制するように構成されている。

第２態様を結び付けながら、１つの選択的な実施形態では、前記並列接続型太陽光発電アセンブリ制御装置は、前記第１制御信号及び前記第２制御信号に基づいて、前記バイパス制御信号を決定しかつ生成するように構成されている駆動回路をさらに含む。

第２態様を結び付けながら、１つの選択的な実施形態では、前記並列接続型太陽光発電アセンブリ制御装置は、コントローラ、電圧検出回路及び温度検出回路をさらに含み、
前記電圧検出回路は、前記太陽光発電アセンブリの出力電圧を取得しかつ出力するように構成されており、
前記温度検出回路は、前記太陽光発電アセンブリの温度を取得しかつ出力するように構成されており、
前記コントローラは、前記出力電圧及び前記温度に基づいて前記第２制御信号を決定しかつ出力するように構成されている。

第３態様によれば、本発明の実施例は、太陽光発電ストリング配電システムであって、太陽光発電アセンブリアレイ、及び１つ又は複数の上記並列接続型太陽光発電アセンブリ制御装置を含み、
前記太陽光発電アセンブリアレイは、１つ又は複数の太陽光発電アセンブリの直並列接続を含み、
前記並列接続型太陽光発電アセンブリ制御装置は、１つ又は複数の太陽光発電アセンブリの出力を制御するように構成されている、太陽光発電ストリング配電システムを提供する。

本出願の実施例による技術案による有益な効果は、以下のとおりである。ポンプ式電圧クランプ回路及び比較回路により、太陽光発電アセンブリの正常な給電出力の場合及びオフされる場合の２つの場合に、持続的で安定した電源電圧を提供することができ、過電圧及び電圧不足を回避し、制御装置の各内部回路の給電安定性を高めることができる。そして、並列接続型太陽光発電アセンブリ制御装置を合わせて直列接続型太陽光発電アセンブリ制御装置の欠陥を克服し、直列接続されるスイッチトランジスタのノーマリオンによるエネルギー損失を解消し、太陽光発電アセンブリの出力パワーを高め、システムの正常な動作に影響を与えることなく、故障した太陽光発電アセンブリを単独に除去することができ、システムの信頼性及び安定性を高める。

本発明の実施例の追加の態様及び利点は、以下の説明において部分的に与えられ、以下の説明から部分的に明らかになり、又は本発明の実施例の実施を通じて理解される。

ここで図面は、明細書に組み込まれかつ明細書の一部を構成し、本出願に適合する実施例を示し、明細書とともに本出願の原理を説明するために使用される。本出願の実施例の技術案をより明確に説明するために、以下では、実施例の説明において使用する必要がある図面を簡単に説明し、明らかに、当業者にとっては、創造的な労働を払わずに、これらの図面に基づいて他の図面を得ることができる。これらの図面及び文字記述は、本出願の概念の範囲を任意の方法で制限するためのものではなく、特定の実施例を参照することによって、本出願の概念を当業者に説明するためのものである。図面において、
直列接続型太陽光発電アセンブリ制御装置の原理ブロック図である。 本出願の実施例における太陽光発電アセンブリのバイパス回路と組み合わせて使用するのに適した電力取り出し回路の１つの具体例の原理ブロック図である。 本出願の実施例におけるポンプ式電圧クランプ回路の１つの具体例の回路図である。 本出願の実施例における降圧回路の１つの具体例の回路図である。 本出願の実施例における電圧調節器の１つの具体例の回路図である。 本出願の実施例におけるバイパス回路の１つの具体例の原理ブロック図である。 本出願の実施例における並列接続型太陽光発電アセンブリ制御装置の１つの具体例の動作フローチャートである。 本出願の実施例における単一制御型太陽光発電ストリング配電システムの１つの具体例の原理ブロック図である。 本出願の実施例における複数制御型太陽光発電ストリング配電システムの１つの具体例の原理ブロック図である。

本出願実施例の技術案及び有益効果をより明確にわかりやすくするためにて、以下に具体的な実施例を列挙することにより詳細に説明する。ここで、図面は必ずしも比例して描かれているわけではなく、局所特徴の詳細をより明確に表示するために、局所特徴を拡大又は縮小することができる。特に定義されない限り、本明細書で使用される技術及び科学用語は、本出願の実施例が属する技術分野における技術及び科学用語と同じ意味を持つ。

なお、「第１」、「第２」などの用語は、本明細書で様々な要素を記述するために使用することができるが、これらの要素はこれらの用語に限定されない。これらの用語は、第１の素子を別の素子と区別するためにのみ使用される。「第１」を記述する場合、必ずしも「第２」が存在するとは限らない。「第２」について議論する場合、本願に必ず「第１」が存在することを示すものではない。単数形の「１」、「１つ」、及び「前記／該」は、コンテキストが他の方法を明確に示さない限り、複数形を含むことを意図することもある。「含む」という用語は、含まれる特徴の存在を決定するために使用されるが、１つ以上の他の特徴の存在又は追加を排除しない。用語「及び／又は」は、列挙された関連項目の任意及びすべての組合せを含む。用語「複数」は、２つ以上を意味する。「接続」という用語は、２つの部品間の直接接続であってもよいし、他の部品によって確立された間接接続であってもよいし、２つの部品内部の連通であってもよいし、他の可能な接続形態であってもよい。

図１に示すように、太陽光発電アセンブリの給電出力のオンオフに対する制御を実現し、それにより太陽光発電アセンブリ及び電力システムに対する保護を実現するために、直列接続型太陽光発電アセンブリ制御装置には直列接続されるスイッチトランジスタＳ１、Ｓ２、……、Ｓｎが存在する。スイッチトランジスタが制御回路の制御下でノーマリオフ状態にある時、該スイッチトランジスタに対応する太陽光発電アセンブリ（例えばスイッチトランジスタＳ１に対応する太陽光発電アセンブリは、太陽光発電アセンブリ１であってもよく、他の対応関係は、このように類推する）は、正常に動作し、太陽光発電アセンブリに安全問題が存在したり、安全故障が発生したりした場合、スイッチトランジスタは、制御回路の制御下で遮断され、該スイッチトランジスタに対応する太陽光発電アセンブリを遮断し、太陽光発電アセンブリ及びシステムの安全を保護することができる。そのため、電源給電回路は、該制御装置の内部の各回路に電源電圧を安定して持続的で確実に供給することができ、該制御装置の正常な動作を保障することができ、さらに太陽光発電アセンブリ及びシステムの安全を効果的に保護することを実現することができる。

また、直列接続型太陽光発電アセンブリ制御装置にはさらに以下の欠陥が少なくともある。太陽光発電アセンブリの正常な動作の場合に、導通されるスイッチトランジスタに大量のエネルギー消費が発生し、オフ論理及びタイミング制御に対する要求が高く、複雑な制御システムを配備する必要があり、コストが高くなり、スイッチトランジスタが最初に遮断される時、太陽光発電ストリングの高電圧応力を受ける必要があり、過電圧破壊のリスクがある。

そのため、本出願の実施例では、並列接続型太陽光発電アセンブリ制御装置を使用して直列接続型太陽光発電アセンブリ制御装置の欠陥を克服した上で、太陽光発電アセンブリのバイパス回路と組み合わせて使用するのに適した電力取り出し回路を提案し、それにより太陽光発電アセンブリが正常に給電出力する場合に及びバイパスされる場合に、並列接続型太陽光発電アセンブリ制御装置に持続的で安定した電源電圧を提供することができ、安定した給電を保障し、それが正常に動作できるようにする。図２に示すように、該太陽光発電アセンブリ３００のバイパス回路２０と組み合わせて使用するのに適した電力取り出し回路１０は、
バイパス回路２０が導通される場合に、第１の内部電圧Ｖｃを生成するためにエネルギー放出出力を行い、及びバイパス回路２０が遮断される場合に、太陽光発電アセンブリの出力電圧に基づいて第１の内部電圧Ｖｃを生成しかつエネルギー貯蔵を行うように構成されているポンプ式電圧クランプ回路１１であって、第１の内部電圧Ｖｃは、電源電圧を提供するために用いられるポンプ式電圧クランプ回路と、
第１の内部電圧Ｖｃに基づいて第１制御信号ｃｔｒ１を生成することにより、第１制御信号ｃｔｒ１がイネーブルされる場合に、第１の内部電圧Ｖｃがエネルギー貯蔵条件を満たせば、第１制御信号ｃｔｒ１に基づいて、バイパス回路２０を遮断制御し、第１の内部電圧Ｖｃがエネルギー放出条件を満たせば、第１制御信号ｃｔｒ１に基づいて、バイパス回路２０を導通制御するように構成されている比較回路１２とを含む。

本出願の実施例では、並列接続型太陽光発電アセンブリ制御装置２００は、バイパス回路２０を含んでもよい。バイパス回路２０は、太陽光発電アセンブリ３００に並列接続に接続されるように、太陽光発電アセンブリ３００の正極ＰＶ＋と負極ＰＶ－との間に渡ることができ、かつ制御されて導通され又は遮断されて、太陽光発電アセンブリ３００がバイパスされる又は正常に給電出力することができる。例えば、バイパス回路２０の電圧入力端は、太陽光発電アセンブリ３００の正極ＰＶ＋に接続されてもよく、バイパス回路２０の電圧出力端は、太陽光発電アセンブリ３００の負極ＰＶ－に接続されてもよい。

バイパス回路２０は、第１制御信号ｃｔｒ１及び第２制御信号ｃｔｒ２の共通制御下で導通される又は遮断されるように構成されてもよい。例えば、第１制御信号ｃｔｒ１と第２制御信号ｃｔｒ２とは、「ＡＮＤ」の論理関係であってもよい。第２制御信号ｃｔｒ２がハイレベルを維持すると、第１制御信号ｃｔｒ１をイネーブルすることができ、即ち第１制御信号ｃｔｒ１のレベルの高さの変化に応じて、バイパス回路２０の導通又は遮断を制御することができる。並列接続型太陽光発電アセンブリ制御装置２００では、コントローラ３０は、並列接続型太陽光発電アセンブリ制御装置２００を「バイパス状態」と「非バイパス状態」とに切り替える制御信号として該第２制御信号ｃｔｒ２を提供することができる。例えば、第２制御信号ｃｔｒ２がハイレベルである場合に、並列接続型太陽光発電アセンブリ制御装置２００が「バイパス状態」にあることを表すことができ、第２制御信号ｃｔｒ２がローレベルである場合に、並列接続型太陽光発電アセンブリ制御装置２００が「非バイパス状態」にあることを表すことができる。つまり、第１制御信号ｃｔｒ１がイネーブルされる場合に、並列接続型太陽光発電アセンブリ制御装置２００は、「バイパス状態」にあり、この時、第１制御信号ｃｔｒ１は、バイパス回路２０の導通及び遮断を制御することができる。逆に、第２制御信号ｃｔｒ２がローレベルである時、第１制御信号ｃｔｒ１のレベルの高さの変化は、第１制御信号ｃｔｒ１及び第２制御信号ｃｔｒ２を合わせた結果を起こさず、それにより第１制御信号ｃｔｒ１は、イネーブルされず、バイパス回路２０は、遮断されたままであり、並列接続型太陽光発電アセンブリ制御装置２００は、「非バイパス状態」にある。

並列接続型太陽光発電アセンブリ制御装置２００が「非バイパス状態」にある場合に、太陽光発電アセンブリ３０は、正常に給電出力し、例えば、太陽光発電アセンブリ３００の出力電圧は、１７Ｖ～６０Ｖの間であってもよい。この時、バイパス回路２０が遮断される場合に属し、ポンプ式電圧クランプ回路１１は、太陽光発電アセンブリ３００の出力電圧を使用して第１の内部電圧Ｖｃを生成して電源電圧を提供し、それにより持続的で安定した給電を確保することができる。そして、この時、ポンプ式電圧クランプ回路１１は、さらにエネルギー貯蔵過程中又はエネルギー貯蔵後に、飽和に達することもできる。

並列接続型太陽光発電アセンブリ制御装置２００が「バイパス状態」にある場合に、太陽光発電アセンブリ３００は、バイパスされ（オフされ、正常な給電出力がオフされたとみなすことができる）、即ち太陽光発電アセンブリ３００の正極ＰＶ＋と負極ＰＶ－との間の出力電圧は、バイパス回路２０の電圧入力端と電圧出力端との電圧差に依存し、この時、太陽光発電アセンブリ３００の出力電圧は、ほぼゼロであり、電圧不足が形成され、依然として太陽光発電アセンブリ３００の出力電圧に基づいて電源電圧を提供すると、太陽光発電アセンブリ制御装置の安定しない給電の問題を引き起こしやすい。従って、この時、ポンプ式電圧クランプ回路１１のエネルギー放出（例えば放電）を使用して第１の内部電圧Ｖｃを生成し、かつ第１の内部電圧Ｖｃに基づいて電源電圧を提供することで、安定した給電を維持することができる。エネルギー放出が持続するにつれて、第１の内部電圧Ｖｃは、徐々に低下し、第１の内部電圧Ｖｃがエネルギー貯蔵条件を満たす場合に（例えば第１の内部電圧Ｖｃが最低電圧閾値、例えば、最低電圧閾値７Ｖよりも低い場合に）、必ずしも安定した給電を保証できるとは限らず、ポンプ式電圧クランプ回路１１にエネルギー貯蔵（例えば充電）を行う必要がある。そのため、バイパス回路２０を遮断制御して、ポンプ式電圧クランプ回路１１に対するエネルギー貯蔵を実現し、そして太陽光発電アセンブリ３００の電圧出力特性を使用して第１の内部電圧Ｖｃを生成し、持続的で安定した給電を実現する。太陽光発電アセンブリ３００の出力電圧は、徐々に増加し、太陽光発電アセンブリ３００の出力電圧に基づいて生成された第１の内部電圧Ｖｃがエネルギー放出条件を満たすことができるまで増加した場合に（例えば第１の内部電圧Ｖｃが高電圧閾値１３Ｖ、例えば、最高電圧閾値よりも高い場合に）、導通するようにバイパス回路２０を再制御し、過電圧を防止することができる。ポンプ式電圧クランプ回路１１が必要な電気エネルギーまで貯蔵する時間は、通常、太陽光発電アセンブリ３００の出力電圧を使用して第１の内部電圧Ｖｃを生成する時間よりも小さく、即ち太陽光発電アセンブリ３００の出力電圧に基づいて第１の内部電圧Ｖｃを生成する期間に、ポンプ式電圧クランプ回路１１は、十分な電気エネルギーを貯蔵することができ、エネルギー放出出力時に所望の第１の内部電圧Ｖｃを得ることができることを満たす。例えば、第１の内部電圧Ｖｃは、７Ｖ～１３Ｖの間で変化することができ、その波形がジグザグ形状を呈する。

比較回路１２の具体的な構成は、実際のニーズに応じて設けることができ、例えばＤＳＰ、ＦＰＧＡなどのチップでアルゴリズムの設計を行って実現してもよく、演算増幅器などからなるアナログ回路、例えば、ヒステリシスコンパレータを用いて実現してもよい。

本出願の実施例では、ポンプ式電圧クランプ回路及び比較回路により、太陽光発電アセンブリの正常な給電出力の場合及びオフされる場合の２つの場合に、持続的で安定した電源電圧を提供することができ、過電圧及び電圧不足を回避し、制御装置の各内部回路の給電安定性を高めることができる。そして、並列接続型太陽光発電アセンブリ制御装置を合わせて直列接続型太陽光発電アセンブリ制御装置の欠陥を克服し、直列接続されるスイッチトランジスタのノーマリオンによるエネルギー損失を解消し、太陽光発電アセンブリの出力パワーを高め、システムの正常な動作に影響を与えることなく、故障した太陽光発電アセンブリを単独に除去することができ、システムの信頼性及び安定性を高める。

太陽光発電アセンブリ３００は、複数の電池シートユニットを含んでもよく、各電池シートユニットの正極は、１つのダイオードの陰極に接続されてもよく、該電池シートユニットの負極は、ダイオードの逆方向並列接続を形成し、太陽光発電アセンブリ電源の一方向チャンネルを形成するように、該ダイオードの陽極に接続されてもよい。各電池シートユニットが１つのダイオードに逆方向に並列接続されることで、電源の一方向チャンネルを形成することができ、保護の役割を果たす。例えば、図２に示すように、太陽光発電アセンブリ３００は、３つの電池シートユニットを含み、第１電池シートユニットと第１ダイオードＤ１は、逆方向に並列接続され、第２電池シートユニットと第２ダイオードＤ２は、逆方向に並列接続され、第３電池シートユニットと第３ダイオードＤ３は、逆方向に並列接続される。逆方向に並列接続されるダイオードは、電池シートユニットを保護する役割を果たすために、一方向導通機能を有する他のデバイスを使用してもよく、ダイオードの使用に限定されない。並列接続型太陽光発電アセンブリ制御装置２００の態様１では、逆方向に並列接続されるダイオードを含まなくてもよく、例えば第１ダイオードＤ１、第２ダイオードＤ２及び第３ダイオードＤ３を含まなくてもよい。並列接続型太陽光発電アセンブリ制御装置２００の態様２では、逆方向に並列接続されるダイオードを含んでもよい。

１つの選択的な実施形態では、図３に示すように、ポンプ式電圧クランプ回路１１は、クランプ容量回路１１１及びクランプダイオード回路１１２を含み、
クランプ容量回路１１１は、バイパス回路２０が導通される場合に、バイパス回路２０と放電回路を構成し、及びバイパス回路２０が遮断される場合に、太陽光発電アセンブリの正極及び負極と充電回路を構成するように構成されており、かつそれぞれ放電回路及び充電回路に位置し、第１の内部電圧Ｖｃを出力するための第１ポートＰＴ１を有するように構成されており、
クランプダイオード回路１１２は、クランプ容量回路１１１がエネルギー放出出力を行う時に逆方向クランプを行って、第１の内部電圧Ｖｃを取得するように構成されている。

本出願の実施例では、クランプ容量回路１１１及びクランプダイオード回路１１２は、いずれも実際の需要に応じて設けることができる。例えば、クランプ容量回路１１１は、１つ又は複数の並列接続される容量を含んでもよい。クランプダイオード回路１１２は、１つ又は複数の直列接続されるダイオードを含んでもよい。クランプダイオード回路１１２におけるダイオードは、エネルギー放出放電過程で逆方向バイアス状態にあり、それにより第１ポートＰＴ１により出力された電圧を第１の内部電圧Ｖｃにクランプすることができ、給電安定性を高める。１つの具体例としては、クランプ容量回路１１１は、第１４容量Ｃ１４、第１５容量Ｃ１５及び第１６容量Ｃ１６を含み、クランプダイオード回路１１２は、第５ダイオードＤ５を含み、第１４容量Ｃ１４、第１５容量Ｃ１５と第１６容量Ｃ１６の並列接続された第１端は、第５ダイオードＤ５の負極に接続され、第２端は、太陽光発電アセンブリの負極ＰＶ－に接続され、第５ダイオードＤ５の正極は、バイパス回路２０における制御可能なスイッチ回路２２の第１端に接続され、制御可能なスイッチ回路２２の第２端は、太陽光発電アセンブリの負極ＰＶ－に接続されてもよく、それにより当制御可能なスイッチ回路２２が制御されて導通される時、バイパス回路２０は、導通され、放電回路は、導通され、第１４容量Ｃ１４、第１５容量Ｃ１５及び第１６容量Ｃ１６は、エネルギー放出放電を行うことができる。例えば、制御可能なスイッチ回路２２は、制御可能な半導体スイッチデバイスなどで構成されてもよく、制御可能な半導体スイッチデバイスは、ＢＪＴ（トランジスタ）、ＳＣＲ（サイリスタ）、ＧＴＯ（ゲートターンオフサイリスタ）、ＭＯＳＦＥＴ（金属－酸化物－半導体電界効果トランジスタ、略称ＭＯＳトランジスタ）、ＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）、ＭＣＴ（ＭＯＳ制御サイリスタ）及びＳＩＴ（静電誘導トランジスタ）などのデバイスのうちの少なくとも１つを含んでもよい。それに応じて、制御可能なスイッチ回路２２が制御されて遮断される時、バイパス回路２０は、遮断され、充電回路は、導通され、第１４容量Ｃ１４、第１５容量Ｃ１５及び第１６容量Ｃ１６は、充電エネルギー貯蔵を行うことができる。

１つの選択的な実施形態では、ポンプ式電圧クランプ回路１１は、サンプリング回路１１３をさらに含み、
サンプリング回路１１３は、第１の内部電圧Ｖｃをサンプリングして第２の内部電圧Ｖｃｈｅｃｋを取得し、かつ比較回路１２が１制御信号ｃｔｒ１を生成するために出力するように構成されている。

本出願の実施例では、サンプリング回路１１３は、実際の需要に応じて設けることができ、例えば、分圧抵抗網を使用して第１の内部電圧Ｖｃに対して分圧後の抵抗サンプリングを行い、第２の内部電圧Ｖｃｈｅｃｋを取得して、電圧幅値を低減させ及びインピーダンス整合を高めることができる。

１つの選択的な実施形態では、比較回路１２は、ヒステリシスコンパレータ１２１を含み、
ヒステリシスコンパレータ１２１は、第２の内部電圧Ｖｃｈｅｃｋに基づいて第１制御信号ｃｔｒ１を生成して、バイパス回路２０の導通と遮断を制御するように構成されている。

本出願の実施例では、ヒステリシスコンパレータ１２１のヒステリシス区間は、実際の需要に応じて設定することができ、例えば１．８Ｖ～３．１Ｖの間に設定することができる。第２の内部電圧Ｖｃｈｅｃｋが３．１Ｖよりも大きい時、ヒステリシスコンパレータ１２１は、第１レベルの第１制御信号ｃｔｒ１を出力して、バイパス回路２０を導通制御する。第２の内部電圧Ｖｃｈｅｃｋが１．８Ｖよりも小さい時、ヒステリシスコンパレータ１２１は、第２レベルの第１制御信号ｃｔｒ１を出力して、バイパス回路２０を遮断制御する。第１レベルは、第２レベルと異なり、例えば第１レベルは、ハイレベルであってもよく、第２レベルは、ローレベルであってもよい。本出願におけるハイレベル及びローレベルは、相対値であってもよく、かつ絶対値に限定されるものではない。

１つの選択的な実施形態では、比較回路１２は、電圧安定化回路１２２をさらに含み、
電圧安定化回路１２２は、ヒステリシスコンパレータ１２１に基準電圧Ｖｒｅｆを提供するように構成されている。

本出願の実施例では、電圧安定化回路１２２は、電力取り出し回路１０により提供される電源電圧（例えば３．３Ｖ）を変換し、ヒステリシスコンパレータの参考電圧として、より安定した基準電圧を得かつ出力し、ヒステリシスコンパレータの動作安定性を高めることができる。電圧安定化回路１２２は、実際の需要に応じて設けることができ、例えば三端電圧安定化回路などであってもよい。例示的には、三端電圧安定化回路は、ＴＬ４３１チップを使用してもよい。

１つの選択的な実施形態では、図２に示すように、電力取り出し回路１０は、電圧調整電圧安定化回路１３をさらに含み、
電圧調整電圧安定化回路１３は、第１の内部電圧Ｖｃを１つ又は複数の異なる電圧値の電源電圧に変換しかつ出力するように構成されている。

本出願の実施例では、電圧調整電圧安定化回路１３は、必要な電圧値の電源電圧Ｖｄ１、Ｖｄ２、……、Ｖｄｎを取得するために、実際の需要に応じて設定することができ、ｎが自然数であり、例えば５．０Ｖ、３．３Ｖなどを出力し、電圧調整及び電圧安定化の役割を果たすことができる。電圧調整電圧安定化回路１３の電圧調整は、昇圧及び／又は降圧を実現することができ、即ちそれにより出力された１つ又は複数の異なる電圧値には、第１の内部電圧Ｖｃよりも大きい値又は第１の内部電圧Ｖｃよりも小さい値があってもよく、この２種類の値があってもよく、実際の需要に応じて設定することができる。電源電圧Ｖｄ１、Ｖｄ２、……、Ｖｄｎのそれぞれは、並列接続型太陽光発電アセンブリ制御装置２００における各内部回路、例えばコントローラ３０、電圧安定化回路１２２などに給電することができ、そしてさらに電源電圧の安定性を高め、安定して持続的に給電することを確保する。１つの具体例としては、図４に示すように、電圧調整電圧安定化回路１３は、降圧回路１３１を含んでもよい。降圧回路１３１は、降圧集積チップなどで構成されてもよく、第１安定電圧５Ｖ０を出力することができ、降圧集積チップＵ１、第１抵抗Ｒ１、第２抵抗Ｒ２、第３抵抗Ｒ３、第４抵抗Ｒ４、第５抵抗Ｒ５、第１容量Ｃ１、第１２容量Ｃ１２、第５容量Ｃ５、第１１容量Ｃ１１、第１インダクタンスＬ１、第７電圧安定化ダイオードＤ７、第６ダイオードＤ６及び第８発光ダイオードＤ８を含んでもよく、降圧集積チップＵ１のＶＩＮ端は、それぞれ第１抵抗Ｒ１の第１端及び第１２容量Ｃ１２の第１端に接続されかつ第１の内部電圧Ｖｃを入力するように構成されており、降圧集積チップＵ１のＥＮ端は、それぞれ第１抵抗Ｒ１の第２端及び第３抵抗Ｒ３の第１端に接続され、降圧集積チップＵ１のＢＳＴ端は、第１容量Ｃ１の第１端に接続され、降圧集積チップＵ１のＳＷ端は、それぞれ第１容量Ｃ１の第２端、第７電圧安定化ダイオードＤ７の負極及び第１インダクタンスＬ１の第１端に接続され、降圧集積チップＵ１のＦＢ端は、それぞれ第４抵抗Ｒ４の第１端及び第５抵抗Ｒ５の第１端に接続され、第１インダクタンスＬ１の第２端は、それぞれ第５容量Ｃ５の第１端及び第４抵抗Ｒ４の第２端に接続されかつ第１電圧５ＶＩＮを出力するように構成されており、第１２容量Ｃ１２の第２端、第３抵抗Ｒ３の第２端、降圧集積チップＵ１のＧＮＤ端、第５抵抗Ｒ５の第２端、第７電圧安定化ダイオードＤ７の正極及び第５容量Ｃ５の第２端は、それぞれ太陽光発電アセンブリの負極ＰＶ－に接続される。降圧集積チップＵ１は、実際のニーズに応じて選択することができる。

降圧回路１３１により出力された第１電圧５ＶＩＮを安定化させるために、その出力端に第６ダイオードＤ６を接続し、一方向充電型クランプ電圧安定化回路を形成し、電源電圧のうちの１つとして第１安定電圧５Ｖ０を得ることができる。例えば、該第１安定電圧５Ｖ０は、５．０Ｖであってもよい。第２抵抗Ｒ２と第８発光ダイオードＤ８は、一方向放電回路を構成し、出力電源の過電圧を防止する。第８発光ダイオードＤ８が発光すると、第１安定電圧５Ｖ０は、一定の電気エネルギーを有し、第１１容量Ｃ１１は、フィルタリングして第１安定電圧５Ｖ０を安定化させる。第１２容量Ｃ１２は、入力電圧安定化容量であり、フィルタリング及び電圧安定化の役割を果たすことができる。第１抵抗Ｒ１及び第３抵抗Ｒ３は、直列接続される分圧抵抗であり、ＥＮ端にイネーブル信号を提供して、降圧集積チップＵ１の動作状態を制御することができる。例えば、イネーブル信号が高電位である時に、降圧集積チップＵ１は、動作し、逆に、イネーブル信号が低電位である時、降圧集積チップＵ１は、動作しない。ＢＳＴ端とＳＷ端との間に第１容量Ｃ１（ブートストラップ容量）を直列接続することにより、降圧集積チップＵ１内のパワースイッチトランジスタの駆動に駆動電圧を提供することができる。第７電圧安定化ダイオードＤ７は、出力ポートの電圧を安定化させることができる。第１インダクタンスＬ１は、フィルタリングインダクタンスであり、第５容量Ｃ５とＬＣフィルタリング構造を構成し、高調波をフィフティングし、それにより出力された直流電圧の第１電圧５ＶＩＮを安定化させることができる。第４抵抗Ｒ４及び第５抵抗Ｒ５は、第１電圧５ＶＩＮをサンプリングしかつＦＢ端を介して降圧集積チップＵ１にフィードバックすることができる。

別の具体例としては、図５に示すように、電圧調整電圧安定化回路１３は、降圧回路１３１を含んでもよく、電圧調節器１３２をさらに含んでもよい。電圧調節器１３２は、リニア電圧安定化チップなどで構成されてもよく、第１安定電圧５Ｖ０に基づいて変換し続け、第２安定電圧３Ｖ３を電源電圧のうちの別の電源電圧として取得することができる。例えば、該第２安定電圧３Ｖ３は、３．３Ｖであってもよい。電圧調節器１３２は、リニア電圧安定化チップＵ２、第２容量Ｃ２及び第４容量Ｃ４を含んでもよく、リニア電圧安定化チップＵ２のＶＩＮ端は、ＣＥ端に接続されかつそれぞれ第４容量Ｃ４の第１端に接続され、かつ第１安定電圧５Ｖ０を入力するように構成されており、リニア電圧安定化チップＵ２のＶＯＵＴ端は、第２容量Ｃ２の第１端に接続されかつ第２安定電圧３Ｖ３を出力するように構成されており、第４容量Ｃ４の第２端、第２容量Ｃ２の第２端及びリニア電圧安定化チップＵ２のＧＮＤ端は、それぞれ太陽光発電アセンブリの負極ＰＶ－に接続される。リニア電圧安定化チップＵ２は、実際のニーズに応じて選択することができる。第４容量Ｃ４は、入力フィルタリング容量であり、入力電源を安定化させることができる。ＣＥ端は、リニア電圧安定化チップＵ２のイネーブルポートであり、第１安定電圧５Ｖ０に接続される。第２容量Ｃ２は、出力フィルタリング容量であり、ＶＯＵＴ端に接続され、出力直流電源を安定化させることができる。

本出願の実施例は、並列接続型太陽光発電アセンブリ制御装置をさらに提供する。図２に示すように、該並列接続型太陽光発電アセンブリ制御装置２００は、バイパス回路２０、及び上記太陽光発電アセンブリのバイパス回路と組み合わせて使用するのに適した電力取り出し回路１０を含み、
バイパス回路２０は、太陽光発電アセンブリ３００の正極ＰＶ＋と負極ＰＶ－との間に渡りかつ第２制御信号ｃｔｒ２及び電力取り出し回路１０により出力された第１制御信号ｃｔｒ１の共通制御下で導通される又は遮断されるように構成されており、第２制御信号ｃｔｒ２は、太陽光発電アセンブリ３００がバイパスされる必要があるか否かを含む情報を提供するために用いられる。

本出願の実施例では、第２制御信号ｃｔｒ２は、コントローラ３０により提供されてもよく、又はＣＭＯＳ回路からなる制御回路により提供されてもよく、又は他の方式により提供されてもよく、実際の需要に応じて設定することができる。バイパス回路２０が制御されて動作する過程は、上記を参照することができ、ここでこれ以上説明しない。本出願の実施例では、太陽光発電アセンブリの電圧電流特性及びダイオードの一方向電圧クランプ特性を総合的に考慮し、ポンプ式電圧クランプの電力取り出し方式を使用することにより、電源電圧の過電圧又は電圧不足を防止し、並列接続型太陽光発電アセンブリ制御装置の給電安定性確保することができる。

図２は、並列接続型太陽光発電アセンブリ制御装置２００の態様１及び態様２を示し、それらの主な違いは、逆方向に並列接続されるダイオードを含むか否かであり、具体的には、上記を参照することができ、ここでこれ以上説明しない。

１つの選択的な実施形態では、図６に示すように、バイパス回路２０は、逆方向防止保護回路２１及び制御可能なスイッチ回路２２を含み、
制御可能なスイッチ回路２２は、バイパス制御信号ｃｐの制御下で導通され又は遮断されて、バイパス回路２０の導通又は遮断を実現するように構成されており、バイパス制御信号ｃｐは、第１制御信号ｃｔｒ１及び第２制御信号ｃｔｒ２に基づいて決定され、
逆方向防止保護回路２１は、制御可能なスイッチ回路２２に直列接続されかつ逆方向電流の太陽光発電アセンブリ３００の正極ＰＶ＋への流入を限制するように構成されている。

１つの選択的な実施形態では、並列接続型太陽光発電アセンブリ制御装置２００は、第１制御信号ｃｔｒ１及び第２制御信号ｃｔｒ２に基づいてバイパス制御信号ｃｐを決定しかつ生成するように構成されている駆動回路４０をさらに含む。

本出願の実施例では、制御可能なスイッチ回路２２の内部回路構造に応じて、第１制御信号ｃｔｒ１及び第２制御信号ｃｔｒ２により直接又は間接に制御することができ、実際の需要に応じて設定することができる。制御可能なスイッチ回路２２の構成方式は、上記を参照することができ、ここでこれ以上説明しない。例えば、上記は、以下のことを開示している。駆動回路４０により、第１制御信号ｃｔｒ１及び第２制御信号ｃｔｒ２に基づいてバイパス制御信号ｃｐを決定しかつ生成して、制御可能なスイッチ回路２２の導通及び遮断を制御することができ、制御可能なスイッチ回路２２の間接制御を実現し、それにより電力取り出し回路１０の制御を合わせ、直列接続型太陽光発電アセンブリ制御装置の欠陥を改良した上で、さらに並列接続型太陽光発電アセンブリ制御装置に持続的で安定した電源電圧を提供することができ、過電圧及び電圧不足の発生を回避し、制御装置及びシステムの全体安定性を高める。

１つの具体例としては、図３に示すように、逆方向防止保護回路２１は、第４ダイオードＤ４を含んでもよく、制御可能なスイッチ回路２２は、スイッチトランジスタＱ１を含んでもよく、第４ダイオードＤ４の正極は、太陽光発電アセンブリの正極ＰＶ＋に接続され、第４ダイオードＤ４の負極は、スイッチトランジスタＱ１の第１端に接続され、スイッチトランジスタＱ１の第２端は、太陽光発電アセンブリの負極ＰＶ－に接続され、スイッチトランジスタＱ１の制御端は、バイパス制御信号ｃｐを入力するように構成されている。駆動回路４０は、駆動チップＵ３、第２５抵抗Ｒ２５、第３１抵抗Ｒ３１、第３２抵抗Ｒ３２及び第３２容量Ｃ３２を含んでもよく、駆動チップＵ３のＥＮＡ端は、第２５抵抗Ｒ２５の第１端に接続され、第２５抵抗Ｒ２５の第２端は、第１制御信号ｃｔｒ１を入力するように構成されており、駆動チップＵ３のＩＮＡ端は、第２制御信号ｃｔｒ２を入力するように構成されており、駆動チップＵ３のＯＵＴ端は、第３１抵抗Ｒ３１の第１端に接続され、第３１抵抗Ｒ３１の第２端は、それぞれ第３２抵抗Ｒ３２の第１端及び第３２容量Ｃ３２の第１端に接続されかつバイパス制御信号ｃｐを出力するように構成されており、第３２抵抗Ｒ３２の第２端、第３２容量Ｃ３２の第２端及び駆動チップＵ３のＧＮＤ端は、それぞれ太陽光発電アセンブリの負極ＰＶ－に接続され、駆動チップＵ３のＶＤＤ端は、第１安定電圧５Ｖ０を入力するように構成されている。駆動チップＵ３は、実際のニーズに応じて選択することができ、例えば論理回路チップを使用して第１制御信号ｃｔｒ１及び第２制御信号ｃｔｒ２のＡＮＤ演算を実現することができる。

太陽光発電アセンブリの正極ＰＶ＋は、逆方向防止パワーダイオード（即ち第４ダイオードＤ４）に直列接続され、制御可能な一方向バイパス導通チャンネルを構成することができる。第４ダイオードＤ４は、太陽光発電アセンブリのバイパス回路において正方向に流れるように電流を制御し、逆方向の流れを制限し、逆方向電流がＭＯＳトランジスタのボディダイオードを流れることによる、元の保護ダイオード（例えば図２における第１ダイオードＤ１、第２ダイオードＤ２及び第３ダイオードＤ３）が故障するのを防止することができる。そして、一方向電流クランプとして１つの主パワーダイオード（即ち第４ダイオードＤ４）のみを使用することにより、複数のダイオード直列接続方式を使用した場合の電圧降下パワー損失を減少させ、降圧損失による温度上昇問題を解決し、システムの安定性を高め、製品のベース素子のコストを低減させる。第２５抵抗Ｒ２５は、限流抵抗である。第３１抵抗Ｒ３１は、出力抵抗であり、インピーダンス整合を改善することができる。第３２抵抗Ｒ３２は、充放電抵抗、第３２容量Ｃ３２は、充放電容量である。

１つの選択的な実施形態では、並列接続型太陽光発電アセンブリ制御装置２００は、コントローラ３０、電圧検出回路５０及び温度検出回路６０をさらに含む、
電圧検出回路５０は、太陽光発電アセンブリ３００により出力された電圧Ｖｂａｔを取得しかつ出力するように構成されており、
温度検出回路６０は、太陽光発電アセンブリ３００の温度Ｔｐｖを取得しかつ出力するように構成されており、
コントローラ３０は、太陽光発電アセンブリ３００により出力された電圧Ｖｂａｔ及び温度Ｔｐｖに基づいて第２制御信号ｃｔｒ２を決定しかつ出力するように構成されている。

本出願の実施例では、コントローラ３０、電圧検出回路５０及び温度検出回路６０の給電は、動作安定性を高めるために、いずれも電力取り出し回路により出力された電源電圧Ｖｄ１、Ｖｄ２、……、Ｖｄｎのうちの１つであってもよい。コントローラ３０は、太陽光発電アセンブリ３００の発電に対するローカル制御を実現することができる。太陽光発電アセンブリ３００が発電する時、照度及び電池パネルの温度は、電池パネルの電流に影響を与え、一定の範囲内では、光照射が強いほど出力電流が大きくなり、温度が高いほど出力電圧が小さくなる。太陽光発電アセンブリ３００が故障する時、太陽光発電曲線電圧が小さい。そのため、電圧検出回路５０により取得された電圧Ｖｂａｔ及び温度検出回路６０により取得された温度Ｔｐｖによって、故障したか否かを判断することができる。例えば、故障した場合、コントローラ３０は、太陽光発電アセンブリがバイパスされる必要がある情報を含む第２制御信号（例えばハイレベル）を出力することができ、一方向に導通するようにバイパス回路２０を制御することができ、それにより太陽光発電アセンブリ３００を保護する。従って、太陽光発電アセンブリの単一アセンブリの状態モニタリングを実現し、太陽光発電アセンブリの保護がより正確になる。

１つの選択的な実施形態では、並列接続型太陽光発電アセンブリ制御装置２００は、通信モジュールをさらに含んでもよく、例示的には、通信モジュールとコントローラ３０は、１つのチップにパッケージングされてもよい。通信モジュールによって遠隔制御信号を受信することで、太陽光発電アセンブリ３００に対する遠隔制御を実現することができる。例えば、家屋火災などの特別な状況が発生し、オフになるように太陽光発電アセンブリ３００を遠隔制御する必要がある時、コントローラ３０は、通信モジュールにより遠隔制御信号を受信して、バイパス回路２０を導通制御して太陽光発電アセンブリ３００をバイパスすることができる。通信モジュールは、短距離通信モジュール又は遠隔通信モジュールであってもよく、短距離通信モジュールは、ブルートゥース（登録商標）モジュール、ＷＩＦＩモジュール、ＺｉｇＢｅｅモジュール、イーサネットモジュール、シリアルモジュール、セントロニクスモジュールなどのうちの少なくとも１つを含んでもよく、遠隔通信モジュールは、ＧＰＲＳモジュール、２Ｇモジュール、３Ｇモジュール、４Ｇモジュール、５Ｇモジュール、ＬＴＥモジュールなどのうちの少なくとも１つを含んでもよい。

図７は、並列接続型太陽光発電アセンブリ制御装置の動作フローを示し、太陽光発電アセンブリ（ＰＶアセンブリ）３００が起動又は動作する時、電圧検出回路５０は、太陽光発電アセンブリにより出力された電圧Ｖｂａｔを測定し、温度検出回路は、太陽光発電アセンブリ温度Ｔｐｖを出力し、通信命令及び／又はサンプリング信号をコントローラ３０に入力し、スイッチトランジスタＱ１のオフ状態を決定する。導通信号は、スイッチトランジスタＱ１を導通駆動し、制御装置は、「バイパス状態」に入り、ポンプ式電圧クランプ回路１１は、動作し、容量（Ｃ１４、Ｃ１５及びＣ１６）電圧が最高電圧閾値（例えば１３Ｖ）よりも大きいと、容量（Ｃ１４、Ｃ１５及びＣ１６）は、放電して電源電圧を提供し、容量（Ｃ１４、Ｃ１５及びＣ１６）電圧が最低電圧閾値（例えば７Ｖ）よりも小さいと、駆動回路は、オフ信号を出力し、スイッチトランジスタＱ１は、オフになり、太陽光発電アセンブリは、容量（Ｃ１４、Ｃ１５及びＣ１６）に充電する。オフ信号を受信する時、制御装置は、「非バイパス状態」に入り、太陽光発電アセンブリの出力電圧降圧に電源電圧を提供する。例えば、電源電圧は、第１安定電圧５Ｖ０を出力し、又は電圧調節器により第２安定電圧３Ｖ３を出力することができる。

並列接続型太陽光発電アセンブリ制御装置が「バイパス状態」であれ、「非バイパス状態」であれ、ポンプ式電圧クランプ回路により生成された第１の内部電圧Ｖｃは、＞第１安定電圧５Ｖ０であり、第１安定電圧５Ｖ０を降圧し続けて出力し、駆動回路及び温度検出回路などに給電し、同時に電圧調節器により第２安定電圧３Ｖ３を出力してチップなどに給電し、ＰＶアセンブリ制御装置の正常な動作を確保する。

本出願の実施例は、太陽光発電ストリング配電システムをさらに提供し、図８及び図９に示すように、該太陽光発電ストリング配電システム００１は、太陽光発電アセンブリアレイ、及び１つ又は複数の上記並列接続型太陽光発電アセンブリ制御装置２００を含み、
太陽光発電アセンブリアレイは、１つ又は複数の太陽光発電アセンブリ３００の直並列接続を含み、
並列接続型太陽光発電アセンブリ制御装置２００は、１つ又は複数の太陽光発電アセンブリ３００の出力を制御するように構成されている。

本出願の実施例では、単一制御型太陽光発電ストリング配電システム００１では、１つの太陽光発電アセンブリ３００は、１つの並列接続型太陽光発電アセンブリ制御装置２００により給電出力を制御することができる。例えば図８に示すように、太陽光発電アセンブリアレイは、第１１太陽光発電アセンブリＰＶ１１、第２１太陽光発電アセンブリＰＶ２１、……、第ｎｍ太陽光発電アセンブリＰＶｎｍを含んでもよく、太陽光発電アセンブリ３００は、合計ｎ×ｍ個あり、ｎ及びｍは、いずれも自然数である。各太陽光発電アセンブリ３００は、１つの並列接続型太陽光発電アセンブリ制御装置２００に一対一対応し、即ち第１１制御装置２１１、第２１制御装置２２１、……、第ｎｍ制御装置２ｎｍを含み、合計ｎ×ｍ個あり、太陽光発電アセンブリ制御装置アレイを構成する。太陽光発電ストリング配電システム００１は、太陽光発電アセンブリ制御装置アレイにより太陽光発電アセンブリアレイの給電出力を制御し、そして電力システムに輸送し、電力システムにエネルギーを提供することができる。太陽光発電アセンブリに意外な事故が発生した場合、バイパス回路を急速に導通し、短絡して太陽光発電アセンブリを保護し、電力システムの安全を保障することができる。

複数制御型太陽光発電ストリング配電システム００１では、複数の太陽光発電アセンブリ３００は、１つの並列接続型太陽光発電アセンブリ制御装置２００により給電出力を制御することができる。例えば図９に示すように、太陽光発電アセンブリアレイは、第１１太陽光発電アセンブリＰＶ１１、第２１太陽光発電アセンブリＰＶ２１、……、第ｎｍ太陽光発電アセンブリＰＶｎｍを含んでもよく、太陽光発電アセンブリ３００は、合計ｎ×ｍ個あり、ｎ及びｍは、いずれも自然数である。１列の太陽光発電アセンブリ３００は、１つの並列接続型太陽光発電アセンブリ制御装置２００に一対一対応し、即ち第２００１制御装置２００１、……、第２００ｍ制御装置２００ｍを含み、合計ｍ個あり、太陽光発電アセンブリ制御装置アレイを構成する。

本出願の実施例は、新エネルギー太陽光発電技術及び半導体マイクロエレクトロニクスの分野に関し、新エネルギー太陽光発電アセンブリレベルの急速遮断器による保護の技術分野に関し、太陽光発電アセンブリ及び太陽光発電アセンブリアレイを保護する電力システムに適される。本出願の実施例の並列接続型太陽光発電アセンブリ制御装置（略称「遮断器」）は、大きさの異なる太陽光発電アセンブリアレイに適用することができ、バイパス保護機構は、直列接続されるアセンブリ間に導通制限がなく、太陽光発電アセンブリアレイの発電を最大化する。なお、バイパス保護機構は、直列接続型太陽光発電アセンブリ制御装置における直列接続されるスイッチトランジスタのノーマリオンによるエネルギー損失がなく、太陽光発電を十分に利用し、光エネルギー利用率を最大化する。バイパス保護機構は、太陽光発電アセンブリアレイの直列接続されるスイッチトランジスタが最初に遮断される時の高電圧応力問題を解決し、遮断器の安全性能を高める。

本出願の実施例のバイパス回路は、バイパスによる一方向導通技術を与え、バイパス回路と組み合わせて使用する電力取り出し回路は、バイパスによる低電圧直流の電力取り出し技術を与え、バイパスによる直流低電圧の電力取り出しの難題を解決し、遮断器に安定した補助電源を提供し、太陽光発電アセンブリアレイの安定さを保障し、太陽光発電システムの発電が安全で効率的である。

本出願の実施例の電力取り出し回路は、ポンプ式電圧クランプメカニズムを使用して太陽光発電アセンブリのエネルギーを抽出し、電源の過電圧又は電圧不足を回避し、電力取り出し回路により出力された電圧の安定さ及び電源の安全を確保し、遮断器の制御安定性及び安全性能を高める。

上記実施例はすべて例示的であり、特許請求の範囲に含まれる可能なすべての実施例を含むためには使用されないことを理解すべきである。本開示の範囲を逸脱することなく、上記実施例に基づいて種々の変形及び変更を行うこともできる。同様に、上記実施例の各技術的特徴を任意に組み合わせて、明示的に記載されていない可能性のある本願のさらなる実施例を形成することもできる。従って、上記実施例は本願のいくつかの実施例のみを表現し、本願特許の保護範囲を制限しない。

Claims (11)

1. 太陽光発電アセンブリのバイパス回路と組み合わせて使用するのに適した電力取り出し回路であって、
   バイパス回路が導通される場合に、第１の内部電圧を生成するためにエネルギー放出出力を行い、及び前記バイパス回路が遮断される場合に、太陽光発電アセンブリの出力電圧に基づいて第１の内部電圧を生成しかつエネルギー貯蔵を行うように構成されているポンプ式電圧クランプ回路であって、前記第１の内部電圧は、電源電圧を提供するために用いられるポンプ式電圧クランプ回路と、
   前記第１の内部電圧に基づいて第１制御信号を生成することにより、前記第１制御信号がイネーブルされる場合に、前記第１の内部電圧がエネルギー貯蔵条件を満たせば、前記第１制御信号に基づいて、前記バイパス回路を遮断制御し、前記第１の内部電圧がエネルギー放出条件を満たせば、前記第１制御信号に基づいて、前記バイパス回路を導通制御するように構成されている比較回路とを含む、ことを特徴とする太陽光発電アセンブリのバイパス回路と組み合わせて使用するのに適した電力取り出し回路。
2. 前記ポンプ式電圧クランプ回路は、クランプ容量回路及びクランプダイオード回路を含み、
   前記クランプ容量回路は、前記バイパス回路が導通される場合に、前記バイパス回路と放電回路を構成し、及び前記バイパス回路が遮断される場合に、前記太陽光発電アセンブリの正極及び負極と充電回路を構成するように構成されており、かつそれぞれ前記放電回路及び前記充電回路に位置し、前記第１の内部電圧を出力するための第１ポートを有するように構成されており、
   前記クランプダイオード回路は、前記クランプ容量回路がエネルギー放出出力を行う時に逆方向クランプを行って、前記第１の内部電圧を取得するように構成されている、ことを特徴とする請求項１に記載の電力取り出し回路。
3. 前記ポンプ式電圧クランプ回路は、サンプリング回路をさらに含み、
   前記サンプリング回路は、前記第１の内部電圧をサンプリングして第２の内部電圧を取得し、かつ前記比較回路が前記第１制御信号を生成するために出力するように構成されている、ことを特徴とする請求項２に記載の電力取り出し回路。
4. 前記比較回路は、ヒステリシスコンパレータを含み、
   前記ヒステリシスコンパレータは、前記第２の内部電圧に基づいて前記第１制御信号を生成して、前記バイパス回路の導通と遮断を制御するように構成されている、ことを特徴とする請求項３に記載の電力取り出し回路。
5. 前記比較回路は、電圧安定化回路をさらに含み、
   前記電圧安定化回路は、前記ヒステリシスコンパレータに基準電圧を提供するように構成されている、ことを特徴とする請求項４に記載の電力取り出し回路。
6. 前記電力取り出し回路は、電圧調整電圧安定化回路をさらに含み、
   前記電圧調整電圧安定化回路は、前記第１の内部電圧を１つ又は複数の異なる電圧値の電源電圧に変換しかつ出力するように構成されている、ことを特徴とする請求項１に記載の電力取り出し回路。
7. 並列接続型太陽光発電アセンブリ制御装置であって、バイパス回路、及び請求項１～６のいずれか１項に記載の電力取り出し回路を含み、
   前記バイパス回路は、太陽光発電アセンブリの正極と負極との間に渡りかつ第２制御信号及び前記電力取り出し回路により出力された第１制御信号の共通制御下で導通される又は遮断されるように構成されており、前記第２制御信号は、前記太陽光発電アセンブリがバイパスされる必要があるか否かを含む情報を提供するために用いられる、ことを特徴とする。
8. 前記バイパス回路は、逆方向防止保護回路及び制御可能なスイッチ回路を含み、
   前記制御可能なスイッチ回路は、バイパス制御信号の制御下で導通され又は遮断されて、前記バイパス回路の導通又は遮断を実現するように構成されており、前記バイパス制御信号は、前記第１制御信号及び前記第２制御信号に基づいて決定され、
   前記逆方向防止保護回路は、前記制御可能なスイッチ回路に直列接続されかつ逆方向電流の前記太陽光発電アセンブリの正極への流入を限制するように構成されている、ことを特徴とする請求項７に記載の並列接続型太陽光発電アセンブリ制御装置。
9. 前記第１制御信号及び前記第２制御信号に基づいて、前記バイパス制御信号を決定しかつ生成するように構成されている駆動回路をさらに含む、ことを特徴とする請求項８に記載の並列接続型太陽光発電アセンブリ制御装置。
10. コントローラ、電圧検出回路及び温度検出回路をさらに含み、
    前記電圧検出回路は、前記太陽光発電アセンブリの出力電圧を取得しかつ出力するように構成されており、
    前記温度検出回路は、前記太陽光発電アセンブリの温度を取得しかつ出力するように構成されており、
    前記コントローラは、前記出力電圧及び前記温度に基づいて前記第２制御信号を決定しかつ出力するように構成されている、ことを特徴とする請求項７に記載の並列接続型太陽光発電アセンブリ制御装置。
11. 太陽光発電ストリング配電システムであって、太陽光発電アセンブリアレイ、及び１つ又は複数の請求項７に記載の並列接続型太陽光発電アセンブリ制御装置を含み、
    前記太陽光発電アセンブリアレイは、１つ又は複数の太陽光発電アセンブリの直並列接続を含み、
    前記並列接続型太陽光発電アセンブリ制御装置は、１つ又は複数の太陽光発電アセンブリの出力を制御するように構成されている、ことを特徴とする太陽光発電ストリング配電システム。